Лекция 1.

Введение

     Что изучает дисциплина механика грунтов?

     Ранее изучались:

• механика твердого тела;
• механика упругого тела;
• теоретическая механика;
• строительная механика.

Состав грунта:

     Структура грунта – обуславливает выделение его в отдельную группу. Свойства грунтов могут резко изменяться в зависимости от состояния.

     Например: 

      Глина: - в текучем состоянии Р = 0,5 кг/см² = 0,05 МПа;

                       - в твердом состоянии  Р = 500 кг/см² = 50 Мпа.

     Проектирование  зданий в проектных институтах обычно осуществляется по типовым проектам, а фундаменты всегда проектируются, исходя из индивидуальных условий – это обуславливается природным залеганием грунтов.

     Литература:

1. Далматов Б.И и др. Механика грунтов. Часть 1. Основы геотехники. 2002г.
2. Далматов Б.И и др. Основания и фундаменты. Часть 2. Основы геотехники. 2002г.
3. Цытович Н.А. Краткий курс механики грунтов. М. 1979г., 1983г.
4. Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. М. 1981г.
5. СНиП  2.02.01 – 83*- Основания зданий и сооружений.
6. СНиП  2.02.03 – 85 – Свайные фундаменты.

Связь рассматриваемого курса  с другими дисциплинами

 
 

«Гражданское  строительство должно гармонично вписываться  в окружающую среду не только в эстетическом, но и в физическом плане; при этом окружающая среда в большей мере определяется геологическими факторами.»

 

     Пизанская башня (построенная более 800 лет назад)

 

Р_ср = 5 кг/см² = 50 т/м² = 500 кН/м² = 0,5 Мпа

В 1932г. под  основание башни было произведено  нагнетание через 351 скважину Æ 50 мм около 1000т цементного раствора. Приращение наклона за последнее время » 3,3 мм в год (1мм в год). Только в 2002 г. отклонение башни было стабилизировано за счет выемки грунта из основания.

 
 
 

     Трансконский  элеватор (г. Виннипег, Канада 1913 г.)

 

После катастрофы незначительно деформируемое сооружение осталось стоять под углом около 63° к горизонту.

  Впоследствии элеватор вернули в прежнее положение с помощью домкратов.

     Погружение  Венеции:

1900 – 1935гг. – 1 мм в год;

1935 – 1952гг. – 4 мм в год;

с 1952г. до 6 мм в год;

Регулярная откачка воды приводит к понижению поверхности всего города.

 

     Национальный  театр в Мехико – осадка за 11 лет достигла 1,8 м.

 

     Вопросам  механики грунтов уделяется сейчас всё больше и больше внимания!

 

     Краткая историческая справка  развития механики грунтов, оснований и фундаментов.

     

 
 
 
 

     До  ХVI века «теории» строительства не существовало, строили полагаясь на опыт. Размеры фундамента выбирали в зависимости от прочности грунтов оснований. В конце XVIII века появилась первая теория, рассматривающая сопротивление грунта сдвигу.

     В 1773 г. француз Ш. Кулон – разработал способ расчета давления сползающего грунта на подпорную стенку (строительство фортификационных сооружений на юге Франции).

     На  базе этих и последующих исследований в 30^х годах ХХ века была создана наука механика грунтов. Одновременно стала развиваться и вторая часть (прикладная) – основания и фундаменты. К становлению Российской школы фундаментостроения относятся труды:

     Герсеванова Н.М. – (его именем назван институт НИИОСП)

     Пузыревского  Н.П. – (труды ПГУПС)

     Маслова Н.Н. – развитие инженерной геологии, механика грунтов в приложении к строительству гидротехнических сооружений.

     Сумгина М.И. – инженерное мерзлотоведение

     Цытовича  Н.А.(герой социалистического труда, член - корреспондент АН СССР) – развитие механики грунтов, оснований и фундаментов на вечной мерзлоте.

      Далматова Б.И. – строительство фундаментов на больших толщах слабых грунтов.

В 30^х годах в СССР был организован, тогда единственный в мире институт НИИОСП, который затем получил имя его создателя Герсеванова Н.М.

     Связь инженерной геологии с механикой грунтов,  основаниями и фундаментами.

СССР 1920 год

     Электростанция  на р. Свирь – на консультации приглашали шведов. Один из корифеев механики грунтов  чех  Терцаги .

     «Это  сооружение, как роза – красиво, но прежде, чем сорвешь, наколешь руки». Плотина строилась на слабых грунтах и по всем подсчетам должна была дать крен. Инженеры установили турбину наклонно в другую сторону, с тем условием, чтобы затем она пришла в проектное положение (с этим справились наши инженеры).

 

1. Основные  понятия (терминология).

 

     

 
 

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

     

 
 

     Механика  грунтов изучает, преимущественно, рыхлые породы, состоящие из отдельных минеральных частиц, связанных тем или иным способом друг с другом.

2. Образование грунтов (генезис).

Континентальные отложения:

-    элювиальные (                                       - форма зерен угловатая);

 

• делювиальные (перемещенные атмосферными водами и силами тяжести, напластования не однородны.);
• аллювиальные (перенесенными водными потоками на значительные расстояния – окатанные частицы);
• ледниковые (результат действия ледников, неоднородные грунты);
• эоловые (продукты выветривания, пески дюн, барханов, наличие пылеватых и илистых фракций).

Морские отложения: илы, заторфованные грунты, пески, галечники – низкая несущая способность.

 

3. Состав  грунтов.

 

Грунт это 3^х фазная система.

 

 
 

От соотношения  этих фаз и зависят характеристики грунтов.

 

4. Свойства  твердых частиц.

Свойства  твердых (минеральных) частиц зависят  от размеров.

Классификация твердых частиц:

 
 

Глинистые частицы по химическому анализу  существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая).

Удельная  поверхность:

В 1г. грунта (глина – монтмориланит) = 800 м² 

В 1г. грунта (песок) = 0,8 м²

Если  грунт состоит из одной категории, то он легко получает название, но в природе это встречается редко.

Фактически  грунт состоит из различных частиц. Как его назвать?