Zadání cvičení z MZ 10

          

Stavební fakulta ČVUT Praha Obor, ročník: 2. roč.

Katedra geotechniky Posluchač/ka:

Rok 2002/2003 Stud.skupina:

 

 

 

Příklad 1

30g vysušené zeminy bylo podrobeno zrnitostnímu rozboru. Při vyhodnocení hustoměrné zkoušky byla pro jednotlivé průměry zrn d vypočtena procenta hmotnosti udávající množství zeminy menší než průměr d:

průměr d [ mm]

0,0440,014 0,0068 0,0033 0,0015

proc. hmot. [ %]

40,6 26,5 21,2 10,6 7,1

Hmotnosti jednotlivých frakcí zrn písku a štěrku byly zjištěny proséváním na sítech:

prům. oka [ mm]

4,02,01,00,50,250,125

zbyt. na s. [ g]

00,670,641,555,696,24

Sestrojte křivku zrnitosti, stanovte číslo nestejnozrnnosti Cu číslo křivosti Cc. Stanovte namrzavost a propustnost zeminy. (1 vysoce namrzavé, 2 nebezpečně n., 3 namrzavé, mírně namrzavé, 5 namrzavé dle čáry zrn. pod 0.1mm, 6 nenamrzavé, 7 příliš hrubozrnné - nebezp. znečištění namrzavými zeminami.

 

Příklad 2

U neporušeného vzorku o průměru 120 mm a výšce 30 mm byla zjištěna hmotnost m, hmotnost vysušeného vzorku ms, měrná hmotnost zrn r s, vlhkosti na mezi tekutosti wL a plasticity wP.

Stanovte objemovou hmotnost přirozeně vlhké (r ) i vysušené (r d) zeminy, vlhkost (w), pórovitost (n), číslo pórovitosti (e), stupeň nasycení (Sr), číslo plasticity (IP), stupeň konzistence (IC), plasticitu a konzistenci. Dále stanovte objemovou hmotnost plně nasycené zeminy (r sat) a objemovou tíhu zeminy pod vodou (g su). Pro zatřídění zemin podle ČSN 73 1001 použijte zrnitostní rozbor z prvního příkladu.

m [ g]    ms [ g]    r s [ kg/m3]    wL [ %]    wp [ %]

 

Příklad 3

Vrstva písku o mocnosti hp překrývá vrstvu jílu o mocnosti hj. Hladina podzemní vody (HPV) je v úrovni terénu. Objemová tíha plně nasyceného písku je  g sat, p, suchého písku   g d, p , plně nasyceného jílu  g sat, j . Vypočtěte a vyneste průběh svislého totálního, efektivního a pórového napětí od povrchu terénu k bázi jílové vrstvy:

a) pro zadaný stav,

b) poklesne-li HPV o 2m a stupeň nasycení hrubozrnného písku nad HPV se sníží o

70% ,

c) poklesne-li HPV o 2 m, ale zahliněný písek zůstane plně nasycen kapilární vodou,

d) určete změnu svislého efektivního napětí proti původnímu stavu, kterou vyvolají

případy ad b) a ad c).

hp [ m]     hj [ m]     g sat,p [ kN/m3]   20,0      g d,p   16,5     g   sat,j   21,0

Příklad 4

Vyneste výsledky měření stlačitelnosti zeminy v edometru v normálním a semilogaritmickém měřítku. Určete edometrický modul přetvárnosti Eoed a výškový součinitel stlačitelnosti C. Původní výška vzorku ve standardním edometru je 30 mm.

Svislé napětí s ef [ kPa]

     50      100      200      400

Celk. stlač. s [ mm]

 

Příklad 5

Stanovte efektivní parametry smykové pevnosti (j ef, cef) z konsolidované odvodněné zkoušky v krabicovém přístroji. Naměřené hodnoty vrcholové smykové pevnosti t f pro jednotlivá normálová napětí jsou:

Norm. napětí s ef [ kPa]

     50      100      200      300

Smyk. napětí t f [ kPa]

 

 

Příklad 6

Stanovte totální parametry smykové pevnosti (j u, cu) na základě neodvodněné nekonsolidované zkoušky ve standardním trojosém přístroji. Maximální hodnoty deviátoru napětí pro zvolená komorová napětí jsou uvedeny v tabulce:

Hl. napětí s 3 [ kPa]

     50      100      200

D. napětí s 1 - s 3 [ kPa]

 

 

Příklad 7

Spočítejte stabilitu svahu výkopu hlubokého H = .....m o sklonu svahu 1:....., prosakuje-li jím voda, která měla původní hladinu 1 m pod terénem.

Řešení proveďte:
a) Pettersonovou metodou s užitím pórového tlaku
b) Pettersonovou metodou s užitím proudového tlaku
c) Bishopovou metodou

vždy pro jednu stejnou smykovou kružnici. Smykové parametry j ef =.....°, cef = ........kPa, g sat = ......... kNm-3, g  = ......... kNm-3.

Příklad 8

Stanovte početně aktivní zemní tlak na gravitační opěrnou zeď vysokou h. Rub zdi je odchýlen od svislé o úhel a a terén je odkloněn od vodorovné o úhel ß. Úhel vnitřního tření zeminy za zdí je j ef, soudržnost cef, objemová tíha zeminy g =20 kNm-3. Početní řešení překontrolujte klínovou metodou.

h [m]      a [o]      ß [o]      j ef [o]      cef [kPa]

 

 

Příklad 9

Vyhodnoťte laboratorní zkoušku zhutnitelnosti zeminy Proctor standard. Použitý moždíř je typu A o vnitřním průměru 101.5 mm a výšce 117 mm. Vyneste tzv. Proctorovu křivku, určete optimální vlhkost pro zhutňování woptt, objemovou hmotnost r d,max, vypočtěte a vyneste křivku plného nasycení zhutňované zeminy a stanovte rozsah vhodné vlhkosti pro podmínku zhutnění min 95% PS.

LABORATORNÍ STANOVENÍ ZHUTNITELNOSTI ZEMIN DLE ČSN 72 1015

Metoda A

Objem moždíře: 0,000947 m3

Zkouška: Proctor Standard

Měrná hmotnost zrn r s: kg/m3

Zkouška

1

2

3

4

5

Hmotnost moždíře [kg]

1,5

1,5

1,5

1,5

1,5

Hmotnost moždíře s vlhkou zeminou [kg]

 

 

 

 

 

Objemová hmotnost vlhké zeminy r [kg/m3]

 

 

 

 

 

Hmotnost váženky [g]

200

200

200

200

200

Hmotnost váženky s vlhkou zeminou [g]

 

 

 

 

 

Hmotnost váženky s vysušenou zeminou [g]

 

 

 

 

 

Vlhkost zeminy w [%]

 

 

 

 

 

Obj. hmotnost vysušené zeminy r d [kg/m3]

 

 

 

 

 

Obj. hmotnost vysušené zeminy r d,max [kg/m3]

 

 

Vlhkost wopt [%]

 



 

Příklad 10

Navrhněte rozměry základů vnitřních pilířů staticky neurčité železobetonové konstrukce podle ČSN 73 1001. Výslednice extrémního výpočtového zatížení sloupů působí v rovině povrchu patek 1m pod terénem a její složky jsou V, H, M. Hloubka založení je d. Základovou půdu tvoří zemina pevné konzistence o stupni nasycení Sr < 0,8 a třídy podle tabulky.

 

V [kN] H [kN] M [kNm] d [m] tř. F3, F4, F8

 

Příklad 11

Vypočtěte sedání patky pod sloupem rámové konstrukce založené v hloubce d pod terénem. Patka má rozměry b.l a je svisle centricky zatížena silou V. Základovou půdu tvoří:

0-3 m pevná hlína tř. F5 Eoed = 6 MPa, m = 0.2

3-6 m hlinitý písek tř. S4 Eoed = 14 MPa, m = 0,3

>6 m písek se štěrkem tř. S2 Eoed = 25 MPa, m = 0,35

Hladina podzemní vody je v hloubce 15 m pod terénem. Objemovou tíhu zeminy uvažujte hodnotou g  = 20 kNm-3. Sedání spočítejte jednak bez uvažování vlivu hloubky založení ( c 1= 1.0), jednak s jejím vlivem.

 

 

Příklad 12

Navrhněte pilotový základ železobetonové rámové konstrukce zatížené svislým extrémním výpočtovým zatížením V působícím s excentricitami e1, e2. Povrch roznášecí patky je v úrovni terénu, její výška je 1.5m.

Základovou půdu tvoří: 0- 8 m měkký jíl

8-18 m ulehlý písek - ulehlý štěrk, ID

Použijte beraněné piloty z materiálu m železobetonové - dřevěné. Nakreslete rozdělení pilot pod patkou v měřítku 1:50.

V [ kN] e1 [ m] e2 [ m]

ID 0.75, 0.80, 0.85

m.: žb. dř.

 

 

Příklad 13

Podle ČSN 73 1004 stanovte výpočtovou únosnost velkoprůměrové piloty o průměru d, která je zavrtána do hloubky DP. Základovou půdu tvoří 3 m neúnosné zeminy, pod kterou je mocná vrstva tuhého jílu o stupni konzistence IC.

Z mezní zatěžovací křivky stanovte výpočtovou únosnost pro přípustné sedání s.

Vrt je pažen řídkou suspenzí, betonáž piloty je provedena do 8 hodin po odvrtání. Modul pružnosti betonu E = 23 000 MPa, soudržnost cu a sečnový modul deformace Es uvažujte dle tabulky:

d [m] = Ic [1] 0.6 cu [kPa] 60 Es [MPa] 8
l [m] = 0,7 70 12
0,8 80 18
s [mm] = 10, 15, 20 0,9 90 27

Příklad 14

Navrhněte hloubku vetknutí a stanovte průběh posouvajících sil a momentů u nerozepřené pažící stěny, která těsní stavební jámu hloubky h. Geologický profil je tvořen pískem o minimální mocnosti 15 m, směrné hodnotě úhlu vnitřního tření j ef , pórovitosti n a měrné tíze písku g s = 26.7 kNm-3. Hladina podzemní vody je

a)    v hloubce 10 m pod terénem, stupeň nasycení písku Sr je 0.25,

b)    v úrovni terénu, odvodnění jámy je povrchové.

h [m] ?ef [0] = 31, 34, 37, 40 n [1] = 0.29, 0.35

 

Příklad 15

Pažící stěnu zadanou v příkladu 14 řešte jako stěnu rozepřenou v hloubce 1 m pod terénem, hladina podzemní vody odpovídá případu b). Porovnejte hloubky uložení pat stěn, průběhy zatížení, posouvajících sil a momentů graficky pro příklady 14 a 15 v jediném obrázku.