Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
MECHANIKA HORNIN A ZEMIN
podklady k přednáškám
doc. Ing. Ko řínek Robert, CSc.
Místnost: C 314
Telefon: 597 321 942 E-mail: [email protected]
Internetové stránky: fast10.vsb.cz/korinek
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Katedra geotechniky a podzemního stavitelství
Zemní stavby a konstrukce
Všeobecná geologie
Inženýrská geologie
Statika
Mineralogie, petrografie
Pružnost a plasticita
Mechanika hornin a zemin
Zakládání staveb
Pozemní, dopravní, vodní stavby
Inženýrské a geotechnické stavby
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Mechanika hornin a zemin
• Fázové prostředí hornin a zemin
• Popisné a fyzikální vlastnosti hornin
• Proudění vody horninami
• Fyzikálně-chemické vlastnosti, konsolidace zemin
• Klasifikace hornin pro inženýrské účely
• Napětí a napjatost v horninových tělesech
• Deformační charakteristiky hornin
• Pevnostní parametry hornin
• Konsolidace zemin
• Geotechnické kategorie, mezní stavy
• Filtry, konstrukce filtrů
• Stabilita svahů, sanace svahových poruch
• Tlaky zemin na konstrukce
• Úprava vlastností zemin, zhutňování zemin
• Modelování v geomechanice, geotechnický monitoring
Literatura: Šimek a kol.: Mechanika zemin, SNTL Praha 1990 Hulla a kol.: Mechanika zemín a zakladanie stavieb, ALFA Bratislava 1991
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Zvětrávání mechanické či chemické
Geologický smysl Inženýrský smysl
HORNINA
SKALNÍ POLOSKALNÍ ZEMINY
VAZBY-primární
VAZBY-sekundární
SLOŽENÍ
• Živce 60%
• Pyroxen, amfibol 17%
• Křemen 12%
• Slídy 4%
• Ostatní 7%
SLOŽENÍ
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Odlišnost zeminy od jiných látek:
-sestává ze tří fází (látky partikulární) a) b) c) d)
vzájemný poměr těchto fází a jejich vzájemný vztah definuje 4 aspekty partikulární povahy zemin:
- Mechanická interakce,
- Chemická interakce,
- Fyzikální interakce,
- Vzájemný podíl na přenášení zatížení mezi jednotlivými fázemi
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Vznik zemin
Z hlediska vzniku zemin rozlišujeme:
- Zeminy reziduální, geologicky eluvium
- Zeminy sedimentární: � Naplavené, říční � Svahové � Váté � Ledovcové � Mořské usazeniny
Z hlediska historie zatížení a fyzikálně – mechanických vlastností rozlišujeme:
a) Zeminy normálně konsolidované
b) Zeminy překonsolidované
σz σx σz σx
σz σx
ZEMINY
Normálně
konsolidované Překonsolidované
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Mineralogické složení
Zeminy obsahují: a) Prvotní materiály – mechanické zvětrávání horninových minerálů b) Druhotné minerály – chemické zvětrávání prvotních minerálů. Největší význam
jílové minerály. Hlavní skupiny jílových minerálů:
7A
G
S
G
S
7A
Pevná vazba
Schéma krystalické mřížky kaolinitu
Vodní molekuly
+ kationty
v mezivrstvách
10
A
10
A
Schéma krystalické mřížky montmorillonitu
Vázaný kationt
10
A
10
A
Schéma krystalické mřížky illitu
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Druhy vod v zemin ě
Voda volná: Gravitační
Kapilární
Voda vázaná: Pevně (adsorbovaná)
Slabě (osmotická)
Hydroskopická
Difuzní obal minerálních povrchů
1 –
2 –
3 –
4 –
5 – 1
2 3
4
5
lyosféra (difuzní obal)
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Struktura zemin
Makrostruktura – lze ji pozorovat okem nebo lupou
– může být výsledkem:
• Vzniku zemin,
• Změn, které nastaly po sedimentaci,
• Způsobem zpracování zeminy jako stavebního materiálu
Mikrostruktura – je třeba rozlišovací schopnosti mikroskopu
– ovlivňuje:
• Velikost zrn při sedimentaci:
- u větších zrn převládá gravitační účinek. Pro všechny
prachové, písčité a větší částice bude struktura mít
povahu jednotlivých zrn –
- u zrn < 0,01 mm (tzv. koloidy s měrným povrchem > 25
m2/g) bude struktura mít povahu
• Přenosové prostředí,
• Prostředí, ve kterém sedimentace probíhala.
Stabilita struktury:
Zeminy metastabilní – změnou struktury při zatížení nebo zavodnění dochází
ke změně objemu.
Zeminy objemově nestálé – projevem je prosednutí nebo bobtnání.
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
nesoudržné zeminy soudržné zeminy
fyzikální stav závisí na pórovitosti fyzikální stav závisí na vlhkosti
mechanické vlastnosti ovlivňuje především ulehlost
mechanické vlastnosti závisí v rozhodující míře na konzistenčním stavu zeminy
stlačitelnost malá, možné dobře zhutnit vibrací
stlačitelnost střední až vysoká, vibrace pro zhutňování málo účinné
o smykové pevnosti rozhoduje úhel vnitřního tření, který prakticky nezávisí na vlhkosti
úhel vnitřního tření je nízký, často rozhoduje soudržnost, která závisí na vlhkosti zeminy
Výměnné kationty v jílech
Změna kationtů v podzemní vodě vede k výměně kationtů v adsorbčním komplexu.
Schopnost kationtů nahradit kationty původního adsorbčního komplexu.
Zlepšování vlastností zemin – fyzikální i mechanické
Fe3+
> Al3+
> H+ > Ca
2+ > K
+ > Na
+
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Agresivita podzemních vod
Vody hladové: - různá tvrdost
- vyluhují vápno ze stavebních hmot
Vody kyselé: - pH <7
- Reagují s volným CO2 a vytvářejí rozpustné soli
Vody uhli čité: - obsahují volný agresivní CO2
- Ca(OH)2 + CO2 → CaCO3 + H2O
- CaCO3 je rozpustný
Vody síranové: - obsahují SO4-2
- Ca(OH)2 + SO4 → CaSO4 + H2O
- CaSO4 je rozpínavý
Vody ho řečnaté: - obsahují MgCl2 (chlorid hořečnatý)
- jsou méně časté
Vody alkalické: - obsahují amonné soli, oleje, tuky, mastné kyseliny H2S
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Obsah uhli čitanu vápenatého
Forma výskytu:
Přítomnost CaCO 3 způsobuje:
Indikace na míst ě – kyselina HCl:
Větší množství CaCO3 – příčina sv ětlých odstín ů barvy zeminy.
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Obsah organických látek
Největší obsah:
Charakteristické znaky :
Nevhodné jsou v podložce zemních těles nebo uložené uvnitř tělesa.
Přednášky pro studenty byly vytvořeny v rámci projektu: „Inovace studijního oboru geotechnika“ financovaného z prostředků EU a státního rozpočtu ČR.
Inovace studijního oboru Geotechnika reg. č. CZ.1.07/2.2.00/28.0009
Barva a zápach zeminy
Základní barva
Šedá až černá barva
Žlutá až hn ědá barva
Modrozelená
Zápach vápna
Hnilobný zápach
Top Related