Zdroje. osobní stránky Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopis Geotechnika, Tunel

Podobné dokumenty
Zdroje. Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopis Geotechnika, Tunel

Zdroje. K135, osobní stránky Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopisy: Geotechnika, Tunel

135MZA - Mechanika zemin a zakládání staveb. Příklad 1 a 2 Stanovení zrnitosti, parametry zeminy a zatřídění

Mechanika hornin a zemin Cvičení. Marek Mohyla LPOC 315 Tel.: 1362 ( ) homel.vsb.cz/~moh050 geotechnici.

Zakládání staveb Cvičení. Marek Mohyla LPOC 315 Tel.: 1362 ( ) homel.vsb.cz/~moh050 geotechnici.cz

Vlastnosti zemin Zatřídění zemin (vyhodnocení křivky zrnitosti, trojúhelníkový diagram).

Popis zeminy. 1. Konzistence (pro soudržné zeminy) měkká, tuhá apod. Ulehlost (pro nesoudržné zeminy)

Sylabus 5. Základní vlastnosti zemin

ZHUTŇOVÁNÍ ZEMIN vlhkosti. Způsob zhutňování je ovlivněn těmito faktory:

Základním kvalitativním znakem zemin je zrnitostní složení, které je určeno zrnitostní křivkou.

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Program cvičení z mechaniky zemin a zakládání staveb

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

ZÁKLADNÍ ZKOUŠKY PRO ZATŘÍDĚNÍ, POJMENOVÁNÍ A POPIS ZEMIN. Stanovení vlhkosti zemin

Zrnitost zemin se zjišťuje zkouškou zrnitosti, která se provádí 2 způsoby:

MECHANIKA HORNIN A ZEMIN

Příklady ke cvičení Mechanika zemin a zakládání staveb

Základem klasifikace zemin je mezinárodní klasifikační systém, ze kterého vychází i ČSN:

4.cvičení Metody stanovení zrnitosti

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Program cvičení z mechaniky zemin a zakládání staveb ČÍSLO STUDENTA/KY. Příklad 1. Příklad 2

RÁMCOVÉ OTÁZKY pro pedmt Mechanika zemin pro 2. roník

Vlastnosti zemin a jejich uplatňování při stavbě aktivní zóny

Smyková pevnost zemin

Podklady WWW. ge_id=302

Základy pedologie a ochrana půdy

STUPEŇ ZVĚTRÁNÍ HORNIN

Zkoušení zemin a materiálů v podloží pozemní komunikace -zhutnitelnost a únosnost

Materiál zemních konstrukcí

Proudění podzemní vody

CZ.1.07/2.2.00/

Pedologie pro zahradníky

Rozměr síta , , , , , ,

3. PEDOLOGIE Fyzikální vlastnosti půd T Měrná a objemová hmotnost půdy, struktura, konzistence, pórovitost (32)

Základy pedologie a ochrana půdy

IMOS Brno, a.s. divize silniční vývoj Olomoucká 174, Brno

S = VODA V ZEMINĚ. w = m. Obsah vody v zemině. Zinženýrského hlediska voda při 105 o C. m w. hmotnost vody m d. hmotnost sušiny. V w.

MECHANIKA HORNIN. Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, Ph.D. Kontakt: Mechanika hornin - přednáška 1 1

Vznik zemin Cyklus tvorby zemského povrchu v geologickém času

Smyková pevnost zemin

ZEMINY. Silniční stavby 2

Fyzická geografie. Mgr. Ondřej Kinc. Podzim

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

Chemie životního prostředí III Pedosféra (03) Půdotvorné procesy - zvětrávání

č.. 6: Tento projekt je spolufinancován Evropským sociálním fondem a Státním rozpočtem ČR InoBio CZ.1.07/2.2.00/

Základní vlastnosti stavebních materiálů

Návrh výkopů stavební jámy

1) Tělesa se skládají z látky nebo menších těles mají tvar, polohu a rozměry všechna tělesa se pohybují! 2) Látky se skládají z atomů a molekul

HORNINY horninový cyklus. Bez poznání základních znaků hornin, které tvoří horninová tělesa, nelze pochopit geologické procesy

PODZEMNÍ VODA. J. Pruška MH 9. přednáška 1

Mechanika zemin I 1 Popis a klasifikace zemin. 1. úvod 2. popisné (indexové) vlastnosti 3. stavové vlastnosti 4. zatřídění

CENÍK ZÁKLADNÍCH PRACÍ GEMATEST s.r.o. Laboratoř geomechaniky Praha Zkušební laboratoř akreditovaná ČIA pod číslem 1291 (platný od 1.11.

ZEMINY HORNINY (ZEMINY) ZEMINY VÝSKYT

4+5. Cvičení. Voda v zeminách Napětí v základové půdě

Splaveniny. = tuhé částice přemísťované vodou anorganický původ organický původ různého tvaru a velikosti

CHEMICKÁ A BIOLOGICKÁ KOROZE STAVEBNÍCH HMOT... Biologická koroze (biokoroze) obecně Základní pojmy, členění, charakteristika Podmínky pro působení

PŘÍKLADY 1. P1.4 Určete hmotnostní a objemovou nasákavost lehkého kameniva z příkladu P1.2

Vzorový příklad - BF002 př. 2: Zrnitost zemin a klasifikace zemin

Vysoká škola technická a ekonomická v Českých Budějovicích. Institute of Technology And Business In České Budějovice

ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI FAKULTA STROJNÍ

Katedra geotechniky a podzemního stavitelství

STAVEBNÍ HMOTY. Přednáška 2

141 HYA (Hydraulika)

Základní vlastnosti stavebních materiálů

Návrh složení cementového betonu. Laboratoř stavebních hmot

MECHANIKA HORNIN. Vyučující: Doc. Ing. Matouš Hilar, PhD. Kontakt: Mechanika hornin - přednáška 1 1

Sylabus 19. Zlepšování zemin proctorova zkouška

Úvod do studia předmětu

Druhy plošných základů

KAPALINY. Mgr. Jan Ptáčník - GJVJ - Fyzika - Sekunda

Půdotvorní činitelé. Matečná hornina Klima Reliéf Organismy. Čas

Laboratoř je způsobilá aktualizovat normy identifikující zkušební postupy. Identifikace zkušebního postupu/metody

GEOTEXTILIE VE STAVBÁCH POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ

MECHANIKA ZEMIN rozpis cvičení (včetně požadovaných dokumentů)

EXOGENNÍ GEOLOGICKÉ PROCESY

Sedimentární horniny. Přednáška 4. RNDr. Aleš Vaněk, Ph.D. č. dveří: 234, FAPPZ

5. Cvičení. Napětí v základové půdě

Pilotové základy úvod

Inženýrskogeologický průzkum přirozených stavebních materiálů

Mechanika tekutin. Hydrostatika Hydrodynamika

Věc: IG průzkum pro akci Velká Bíteš - rekonstrukce náměstí

34_Mechanické vlastnosti kapalin... 2 Pascalův zákon _Tlak - příklady _Hydraulické stroje _PL: Hydraulické stroje - řešení...

Zdroj: 1.název: Stavební hmoty autor: Luboš svoboda a kolektiv nakladatelství: Jaga group, s.r.o., Bratislava 2007 ISBN

EUROVIA Services, s.r.o. Laboratoř Čechy východ Piletická 498, Hradec Králové

Přednáška č. 6 NAVRHOVÁNÍ A STAVBA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍ. 1. Geotechnický průzkum

Principy zakládání budov

Geotechnická laboratoř ( )

6. Mechanika kapalin a plynů

Dokumentace průzkumných děl a podzemních staveb

Síla, vzájemné silové působení těles

SEPARAČNÍ A FILTRAČNÍ FUNKCE

Fyzika - Kvinta, 1. ročník

Pedologie v tropech API02E. Přednášející: prof. Ing. Josef Kozák dr. h. c. DrSc. Cvičící: Ing. Aleš Klement, Ph.D.

Podmínky působící na organismy: abiotické - vlivy neživé části prostředí na organismus biotické - vlivy ostatních živých organismů na život jedince, m

1 Úvod. Poklesová kotlina - prostorová úloha

Přednáška č. 3. Dynamická geologie se zabývá změnami zemské kůry na povrchu i uvnitř

1 Geotechnický průzkum

Geologie 135GEO Stavba Země Desková tektonika

Vzorový příklad: Zatřídění zeminy podle ČSN EN ISO /2005 na základě její křivky zrnitosti

Obsah. Obsah: 3 1. Úvod 9

Transkript:

Zdroje www.fsv.cvut.cz osobní stránky Vaníček: Mechanika zemin, ČVUT Verruijt: Soil Mechanics Časopis Geotechnika, Tunel

Mechanika zemin 1. Vznik zemin, fáze zeminy, půdně mechanické vlastnosti, obsah pevné fáze (složení - velikost částic), mineralogické složení, tvar zrn, 2. Křivka zrnitosti, indexové vlastnosti zemin, klasifikační systémy 3. Voda v zemině, propustnost zemin, síly mezi kapalnou a pevnou fází, struktura zemin, Darcyho zákon, proudový tlak

Zemina Zemina vzniká rozkladem hornin, v mechanice zemin se nepracuje s půdou, ta se pokládá za organickou zeminu.

Vznik zemin HORNINY Vyvřelé Přeměněné Sedimentární Mechanické zvětrávání (hrubozrnné z.) Chemické zvětrávání (Jemnozrnné z.) 1- Klimatické vlivy Telota a deště 2- Odprysky (Vůlivem napětí v masivu) 3- Zvětrávání Gravtace, vítr, voda led 3- Organická činnost (kořeny, hmyz, červi) 1- Oxidace 2- Vymývání 3- Hydrolýza 4- Rozpouštění Zemina Vznikly na místě rozpadu horniny (in situ ). Residuální zeminy mají have geomorfologické vlastnosti blízké matečné hornině Residuální Zeminy UTVÁŘENÍ ZEMINY Transportované zeminy 1- Gravitací Deluvia 2- Vodou Aluvia 3- Větrem Váté 4- Ledem Ledovcové

4 základní procesy Denudace (různé typy zvětrávání- fyzikální, chemické) Transport a ukládání Sedimentace (přeměna ve skalní horninu) Pohyb zemské kůry (pozvolné či náhlé zemětřesení)

Vznik zemin Cyklus tvorby zemského povrchu v geologickém času

Zvětrávání Fyzikální redukuje velikost částic, zvyšuje povrchovou plochu a pórovitost, např změna teploty, vliv ledu apod. Chemické závisí na přítomnost vody, je nutná hydratace (povrchová absorpce vody), rozlišujeme hydrolýzu, výměnu kationtů, oxidaci, rozpouštění atd. Klima vliv podnebí, topografie, biologických faktorů

Zeminy dle vzniku Reziduální zeminy (eluvia) vznikly zvětráním a nebyly transportovány Transportované zeminy Deluvia gravitační projevy na svazích (svahové z.) Aluvia zeminy transportované vodou

Detrakce ledovcová abraze Ledovcová zemina

Váté zeminy

Reziduální zeminy

Struktura zemin MAKROSTRUKTURA - Velké měřítko, sledujeme texturu zeminy - vrstvičky zemin, trhliny a místa oslabení MIKROSTRUKTURA - malé měřítko, sledujeme strukturu ojedinělých zrn - hlavně jílovitých minerálů a jejich spojování

Jílové částice v elektronickém mikroskopu Jíl Písek (30000x) (2000x)

Složení jílových minerálů Jílové minerály se skládají ze dvou odlišných prvků křemíku a hliníku Čtyřstěn křemíku Osmistěn hliníku

Jílové minerály Vrstvy čtyřstěnů a osmistěnů tvoří jednotlivé jílové minerály, jejich vazby ovlivňují chování jílů

Druhy jílových minerálů Kaolinit (barvy, farmacie) Illit Montmorillonit Bentonit (stavebnictví)

Kaolinit Se významně podílí na smršťování a bobtnání zemin

Disperzní struktura Umělý stav pomocí chemických látek, výslednice všech sil je záporná, kontakt stěna - stěna

Flokulace Sedimentace v moři, výslednice všech sil je kladná, kontakt hrana - stěna

Aplikace U jemnozrnných zemin voda velice ovlivňuje jejich vlastnosti Příklad Quick jíly (sensitivní) vlhkost větší než 100% a cementaci vnitřních vazeb. Při porušení vnitřních vazeb vyplavením solí dojde k jejich plnému ztekucení během okamžiku. Jílové částice Voda

Zeminy jako 3 fázové prostředí Zrna Vzduch Voda

Zrna zeminy Zemina obsahuje částice od 1x10-3 až po 1x10 3 mm. Tvar částice se nahrazuje náhradním průměrem d (předpokládá se koule) Podle náhradního průměru rozeznáváme frakce zeminy

Frakce zeminy (velikost zrn)

Křivka zrnitosti Je součtová čára, jejíž každý bod udává kolik procent z celkové hmotnosti vzorku činí hmotnost všech zrn menších než určitý průměr zrna d v mm.

K čemu křivka zrnitosti slouží Pro klasifikaci zemin Pro určení propustnosti zemin Pro určení namrzavosti zemin Určení vhodnosti zeminy do drenáží Určení vhodnosti zeminy do betonu

Zkoušky pro určení křivky Sítový rozbor (prosévací) Pro zrna > 0,06 mm Výsledkem jsou zbytky na sítech, propady v % musím dopočítat

Zkoušky pro určení křivky Hustoměrná metoda Na základě Stokesova zákona určím zastoupení částic

Zrnitostní křivka

Charakteristiky křivky Číslo nestejnozrnitosti d x průměr zrn připadající x% propadu zrn < 5 stejnozrnné > 15 nestejnozrnné

Určení dx

Číslo křivosti Charakteristiky křivky

Fáze v zemině Pevná fáze (zrna) Kapalná a plynná (voda a vzduch v pórech)

Vzájemné poměry fází

3 poměry objemů (1) Číslo p=orovitosti e (dáno desítkově, 0.65) e = Celkový objem po rů ( V ) Celkový objem pevné fáze ( V ) (2) Pórovitost n (dána procentně, 65%) pro e = 1 je n = 50% n = Vs e e = V (1 + e) 1+ e s (3) Stupeň nasycení S r (dán desítkově, 0,25) S = p Celkový objem po rů ( V ) n = p 100% Celkový objem vzorku ( V ) Objem vody ve vzorku ( Vw ) Celkový objem po rů ( V ) p s

3 poměry objemů (1) Číslo p=orovitosti e (dáno desítkově, 0.65) e = Celkový objem po rů ( V ) Celkový objem pevné fáze ( V ) p s

Stupeň nasycení - saturace Dělení zemin dle S r : vysušené - S r = 0,0 suché - S r = 0 až 0,22 zavlhlé - S r < 0,25 vlhké - S r = 0,25 až 0,80 velmi vlhké - S r > 0,80 vodou nasycené - S r = 1,0 Saturace je důležitá při určování stability svahů a podzemních stavbách

Stupeň nasycení saturace (2) Stabilita svahů je významně ovlivněna povrchovou vodou.

Pórovitost Pórovitost písků bývá 30-40 %, tedy nižší než u hlín a jílů, kde je 33 55 %, i když póry v písku jsou větší. Aplikace: změny objemu při posunu zrn e = 0.91, Kontraktance e = 0.65, Dilatance

Pórovitost (2) Zemina Číslo pórovitosti Pórovitost [%] Obj. tíha suché zem. e max e min n max n min γ dmin γ dmax Stejnozrnný písek 1,0 0,40 50 29 13,0 18,5 Prachovitý písek 0,90 0,30 47 23 13,7 20,0 Hrubozrnný písek 0,95 0,20 49 17 13,4 21,7 Štěrk 0,85 0,14 46 12 14,0 22,9

Pórovitost (4) A) e = 0.91 Ucpání Malá částice nemůže projít skrz pór B) e = 0.65

Obsah vody v zemině Vlhkost (hmotnostní) w (dána procentně ) Hmotnost vody ve vzorku ( M v) w = 100% Hmotnost vzorku vysušeného ( M ) Pro některé organické zeminy w>100% až do 500 % Pro quick jíly (sensitivní), w>100% Hustota vody (závisí na teplotě) s

Hustota (měrná hmotnost) udává množství látky čili míru setrvačnosti tělesa. Hustota je všude stejná. Hustota, tíha Hmotnost (Hmota) zákl. fyz. veličina, učuje se vážením (porovnání tíhových účinků) Tíha je síla, gravitace působící na těleso. Hodnota není stejná pro g všechna místa (Newtonův druhý zákonγ = ρ g = ρ F = ma) γ Objemová tíha se používá častěji než hmotnosti (např. výpočet tíhy nadloží) Hustota, ρ = Hmotnost Objem Tíha Hmotnost g Objemová tíha, γ = = Objem Objem : gravitační zrychlení Voda, = 9.8 9.81m sec kn m 3 2

Hmotnosti zeminy a. Objemová hmotnost suché zeminy Hmotnost pevných částic( M s ) ρ d = Celkový objem vzorku ( V ) b. Objemová hmotnost zeminy v přirozeném uložení (0%<S<100%, Nenasycená) ρ = Hmotnost vzorku ( M s + M w) Celkový objem vzorku ( V ) c. Objemová hmotnost plně nasycené zeminy (S=100%, V a =0) ρ sat = Hmotnost pevných částic + vody ( M s + M w) Celkový objem vzorku ( V ) d. Objemová hmotnost zeminy pod hladinou vody ' ρ = ρ sat ρ w

Hmotnosti zeminy 2 Objemová tíhy zeminy pod hladinou vody: γ' = γ sat γ w Archimedův zákon: Vztlaková síla působící na ponořené těleso je rovna tíze kapaliny vytlačené tělesem. Hustota pevných částic (měrná hmotnost pevných částic): M Měrná tíha pevných částic: γ ρ = ρ s s = s g V s s

Vlastnosti

Zeminy nesoudržné charakteristiky Index ulehlosti I d I d <0 u nezhutněných zmrzlých písků I D = e e max max e e min I d >1 narušená eluvia žuly, která nebyla přemístěna e - číslo pórovitosti min nejtěsnější uložení max nejkypřejší uložení

Rozsahy I d Id Stav 0 1/3 kyprý 1/3 2/3 středně ulehlý 2/3 1 ulehlý

Zeminy soudržné - charakteristiky I c stupeň konzistence Charakterizuje číselně konzistenšční stav I C = w w L L w w P

Stupeň konzistence - rozsahy Ic konzistence > 1 pevná tvrdá 1 0,5 tuhá 0,5 0,05 měkká < 0,05 kašovitá - tekutá

I P určuje plasticitu zeminy Index plasticity I = w w P L P Plasticita Symbol Mez tekutosti nízká L w L 35 % střední I w L = 35 50 % vysoká H w L = 50 70 % velmi vysoká V w L = 70-90 % extrémně vysoká E w L 90 %

Příklad průměr1 zrnazrnitostní zbytek sítu celkem křivka propad 30 g zeminy [mm] [g] [g] propad [%] 4 0 30 d 10 2 0,67 d 30 1 0,64 d 60 0,5 1,55 C u 0,25 5,69 C c 0,125 6,24 0,044 40,60 0,014 26,50 0,0068 21,20 0,0033 10,60

Zrnitostní křivka

Charakteristiky křivky Číslo nestejnozrnitosti d x průměr zrn připadající x% propadu zrn < 5 stejnozrnné > 15 nestejnozrnné

Charakteristiky křivky Číslo nestejnozrnitosti d x průměr zrn připadající x% propadu zrn < 5 stejnozrnné > 15 nestejnozrnné

Číslo křivosti Charakteristiky křivky