16
Mechanika hornin a zemin Cvičení Marek Mohyla LPOC 315 Tel.: 1362 (59 732 1362) [email protected] homel.vsb.cz/~moh050 geotechnici.cz
Mechanika hornin a zemin Cvičení
Marek Mohyla
LPOC 315
Tel.: 1362 (59 732 1362)
homel.vsb.cz/~moh050
geotechnici.cz
Podmínky udělení zápočtu:
• docházka do cvičení – 75% (3 neúčasti),
• docházka do laboratoří – 100% (možnost nahrazení),
• včasné odevzdání (do 14 dnů od zadání) správně vypracovaných programů,
• získání minimálně 18. bodů.
Bodové hodnocení:
• 5 programů - 10 b,
• testy:
– ze cvičení: 15 b,
– z laboratoří: 10 b,
CELKEM: 35 bodů
Náplň cvičení:
• základní fyzikální a popisné vlastnosti zemin,
• klasifikace zemin dle ČSN (731001) resp. 736133 a ČSN EN ISO 14688,
• geostatická napjatost,
• stlačitelnost a konsolidace zemin,
• stabilita svahu,
• laboratorní měření.
Laboratorní měření:
• stanovení zrnitosti zeminy,
• stanovení měrné hmotnosti zeminy: pyknometrická zkouška,
• stanovení konzistenčních mezí: wP, wL,
• Proctorova zkouška zhutnění (Proctor Standart),
• oedometrická zkouška stlačitelnosti,
• stanovení pevnostních parametrů zeminy: smyková krabicová zkouška.
Základní popisné a fyzikální vlastnosti zemin
Fyzikální a popisné vlastnosti zemin
Objemová hmotnost [kg m-3]
- přirozeně vlhké zeminy = m / V
- vysušené zeminy d = md / V
- skeletu (měrná hmotnost, zdánlivá hustota pevných částic) s = md / Vs s > d
- saturovaná (zemina plně nasycen vodou) sat = (1-n)s + n*w
- zeminy pod HPV (Archimédův zákon) su = (1-n)*(s - w)
Objemová tíha [kN m-3] (popisná vlastnost)
= * g (pozor na dosazené jednotky)… -> d, s, sat, su
g=10 [m*s-2]
w … 10 kN m-3
su … = (sat - w) (např.: 10,5 kN m-3)
d … např.: 17,5 kN m-3
… např.: 19
sat … = (su + w) (např.: 20,5 kN m-3)
s … např.: 26 kN m-3
Fyzikální a popisné vlastnosti zemin
Pórovitost
[%]100V
Vn
p
[...]s
p
V
Ve
n
ne
e
en
11
)([%]100s
s
s
w
m
mm
m
mw
[%])(n
n
V
VS w
p
wr
Číslo pórovitosti
Vlhkost
Stupeň nasycení
Zrnitostní složení (následující cvičení)
Fyzikální a popisné vlastnosti zemin
Index relativní ulehlosti
minmax
minmax
minmax
max
ddd
dddD
ee
eeI
PLP wwI
PL
LC
ww
wwI
Index plasticity
Index konzistence
ID Stav
0 až 15 Velmi kyprý
15 až 35 Kyprý
35 až 65 Středně ulehlý
65 až 85 Ulehlý
85 až 100 Velmi ulehlý
IC Konzistence
< 0 Kašovitá až tekutá
0 – 0,5 Plastická – měkká
0,5 – 1,0 Plastická – tuhá
> 1 Pevná
>> 1 Tvrdá (w<ws)
Pro nesoudržné zeminy (štěrky a písky)
Pro soudržné zeminy (prachů a jílů) IC Konzistence
< 0,25 Velmi měkké
0,25 – 0,5 Měkké
0,5 – 0,75 Tuhé
0,75 – 1 Pevné
> 1 Velmi pevné
Dříve Podle EN 14688
ID Stav
0-0,33 Kyprý
0,33-0,67 Středně ulehlý
0,67-1 Ulehlý
Plasticita: Nízká
Střední
Vysoká
Velmi vysoká
Extrémně vysoká
tvrdá pevná tuhá měkká kašovitá (tekutá)
0 ws wP wL w
plastická
Přetvárné vlastnosti
Chemické vlastnosti zemin
Pevnostní vlastnosti
Úhel vnitřního tření [°]
Mechanické vlastnosti zemin
Soudržnost zeminy c [kPa]
Poissonovo číslo () [-]
Modul pružnosti a přetvárnosti E [kPa, MPa, GPa]
Rozbor vody
Obsah jednotlivých částic (vápna uhličitanů, chloridů, síranů,…)
Určení mineralogického složení
Příklad 1 Zadání:
U neporušeného vzorku zeminy o průměru 120 mm a výšce 30 mm byla vážením zjištěna hmotnost m = 671g. Po vysušení při 105 °C do stálé hmotnosti byla hmotnost suchého vzorku mz = md = 558g. Měrná hmotnost zeminy je s = 2680 kg/m3, objemová hmotnost v nejnakypřenějším uložení d,min = 1450 kg/m3, objemová hmotnost v nejhutnějším uložení d,max = 1680 kg/m3.
Určete:
- objemovou hmotnost v přirozeném uložení,
- objemovou hmotnost sušiny,
- pórovitost,
- číslo pórovitosti,
- vlhkost,
- stupeň nasycení,
- relativní ulehlost zeminy.
Příklad 2 Zadání:
Zásobník o výšce 1 m je zcela zaplněn zeminou, jejíž pórovitost je 35 % a stupeň nasycení Sr = 42 %. Na tuto zeminu začalo pršet. Napršené množství vody, které se vsáklo do zeminy odpovídá výšce vodního sloupce 21,5mm.
Určete:
- stupeň nasycení po dešti.
Příklad 3 Zadání:
Počáteční pórovitost vrstvy zeminy o tloušťce 4,5 m je 38%. Po stlačení vrstvy se pórovitost redukuje na 34%.
Určete:
- tloušťku vrstvy po stlačení.
Příklad 4 Zadání:
Hmotnost odebraného porušeného vzorku zeminy z vytvořené jamky byla m = 2,287kg a po vysušení md = 2,180kg. Do jamky byl nasypán suchý normový písek (pro volné uložení ρd2 = 1600 kg.m3) o hmotnosti m2 = 1,947kg. V laboratoři byla stanovena hustota pevných částic zeminy ρs = 2640kg.m3, minimální pórovitost 28,5% a maximální pórovitost 41,5%.
Určete:
- objemovou hmotnost zeminy v přirozeném uložení,
- index relativní ulehlosti zeminy v terénu.
Příklad 5 Zadání:
V laboratoři byly pro vzorek zeminy stanoveny následující hodnoty objemových tíh: v přirozeném uložení; suché zeminy, skeletu (zrn zeminy). Zaznamenané hodnoty (25,0; 19,2; 17,0) nebyly však řádně označeny.
Určete:
- (přiřaďte) číselné hodnoty k příslušným objemovým tíhám,
- názvy zbývajících dvou objemových tíh a vypočtete jejich hodnoty,
- stanovte popisné parametry zeminy.
Příklad 6 Zadání:
Zemina má objemovou hustotu () 1910kg/m3, vlhkost (w) 9,5% a objemovou hustotu zrn (s) 2670 kg/m3.
Určete:
- číslo pórovitosti,
- stupeň saturace,
- efektivní objemovou hmotnost zeminy.
