Состав и строение грунта. Виды грунтов

Классификация грунтов 

Структурно-неустойчивые грунты      

Основные расчетные модели грунтов 

Раздел 2. Физические свойства грунтов, классификация грунтов по физическим свойствам     

Основные характеристики физических свойств грунтов, отбор образцов

Основные, производные и классификационные характеристики грунта

Строительная классификация грунтов по физическим свойствам

Понятие об оптимальной плотности скелета грунта и оптимальной влажности

Раздел 3. Основные закономерности сопротивления грунтов действию внешних нагрузок, механические свойства грунтов

Условия работы грунтов в массиве. Основные законы и свойства,

Механические характеристики

Закон уплотнения, сжимаемость грунта. Компрессионная зависимость, компрессионные испытания. Коэффициент сжимаемости, модуль деформации

Грунта     

Закон сопротивления сдвигу для различных грунтов, характерные зависимости. Угол внутреннего трения и угол естественного откоса, трение и сцепление

Закон ламинарной фильтрации, водопроницаемость и фильтрационные свойства. Гидравлический градиент, коэффициент фильтрации 

Влияние подземных вод на строительные свойства грунтов и на фундаменты

Влияние физических и механических характеристик на строительные свойства грунтов   

Раздел 4. Основы теории распределения напряжений в грунте

Фазы напряженно-деформированного состояния грунта   

Применимость к грунту решений теории упругости

Напряжения, возникающие от действия внешних нагрузок. Действие сосредоточенных сил, распределенной нагрузки. Действие равномерно распределенного давления, метод угловых точек

Напряжения, возникающие от действия собственного веса грунта

Раздел 5. Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов  

Виды и природа деформаций грунтов 

Особенности деформирования грунтов

Влияние различных факторов на величину и характер деформаций     

Расчет оснований по деформациям и методы расчета осадок: послойного суммирования, эквивалентного слоя для однородных и слоистых напластований грунтов. Затухание осадок во времени      

Реология и нелинейная механика грунтов     

Виды неравномерных осадок сооружений     

Особенности деформирования различных типов грунтов 

Раздел 6. Устойчивость откосов и склонов, давление грунта на подпорные стены

Общие положения 

Инженерные методы расчета устойчивости откосов и склонов   

Мероприятия по повышению устойчивости сооружений, откосов и склонов

Давление грунтов на ограждающие конструкции    

ПРАКТИКУМ ПО ДИСЦИПЛИНЕ

Методические указания к практическим занятиям (лабораторным работам)

3.1.1. Лабораторная работа №1 Определение гранулометрического состава грунта (полевой метод)      

3.1.2. Лабораторная работа №2 Определение угла естественного откоса грунта, определение объемного веса грунта (метод режущего кольца)

Лабораторная работа №3 Определение весовой влажности грунта,

Определение характерных влажностей и консистенции грунта

Лабораторная работа № 4 Определение компрессионной зависимости

Для грунта нарушенной структуры, определение модуля общей деформации грунта

И характера развития деформаций грунтов во времени

Лабораторная работа № 5 Определение сопротивления грунта сдвигу

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Приложение 1 Схемы сооружений и геологические разрезы

      

ВВЕДЕНИЕ

 

Дисциплина «Механика грунтов» является частью группы дисциплин, связанных с проектированием, строительством и эксплуатацией зданий и сооружений, устройством подземных коммуникаций, прокладкой трубопроводов. 

Во многих случаях на выполнение работ нулевого цикла, включающих устройство оснований и фундаментов, затрачивается больше времени, чем на возведение сборных надземных конструкций зданий. Кроме того, стоимость этих работ иногда составляет до 40% от общей стоимости сооружений, поэтому их удешевление дает вполне ощутимый эффект.

Надежность оснований и фундаментов и удешевление работ по их устройству в значительной степени зависят от умения правильно оценить инженерно-геологические условия площадок строительства, свойства грунтов в основаниях и совместную работу этих грунтов с деформирующимися фундаментами и конструкциями сооружения, от рациональности выбранных типов оснований, от качества выполнения работ.

Механика грунтов изучает проблемы напряженно-деформированного состояния, прочности, деформативности и устойчивости грунтовых массивов и определяет условия их использования в качестве оснований объектов строительства.

На закрепление знаний, полученных студентами при изучении теоретического курса, направлены лабораторные работы по курсу «Механика грунтов». Их последовательность соответствует изложению важнейших вопросов дисциплины и повторяет разделы «Физические свойства грунтов, классификация грунтов по физическим свойствам» и «Основные закономерности сопротивления грунтов действию внешних нагрузок, механические свойства грунтов».

Основной целью лабораторных работ является ознакомление студентов с методами определения физико-механических характеристик и свойств грунтов, необходимых для проектирования оснований.

Настоящий курс является естественным продолжение курса «Инженерная геология».

РУКОВОДСТВО ПО ИЗУЧЕНИЮ ДИСЦИПЛИНЫ

1.1. Цели и задачи дисциплины

 

Цель изучения дисциплины «Механика грунтов»:

· обучить студентов навыкам определения физико-механических свойств грунтов;

· обучить студентов методам расчета напряжений и деформаций возникающих в грунте при действии различных нагрузок;

· выработать у студентов навыки оценки инженерно-геологических условий строительства, влияния грунтовых условий на глубину заложения фундаментов.

Задачами дисциплины являются:

· формирование представления современных тенденциях развития дисциплины «Механика грунтов» как инженерно-строительной науки;

· получение комплекса основополагающих знаний о методах и путях совершенствования инженерно-строительных изысканий, исследований свойств грунтов, описания взаимодействия грунтовых оснований и массивов с инженерными сооружениями, проектирования сооружений в грунте с целью оптимального использования несущей способности грунта и обеспечения надежности зданий и сооружений на весь период их эксплуатации;

 

1.2. Компетенции студента, формируемые в результате освоения учебной дисциплины, и ожидаемые результаты (описание знаний, умений, владений) по данной дисциплине с распределением их по уровням освоения компетенции.

 

 

ПК-1 знанием нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
1. Формирование знания	Знать назначения документов нормативной базы в осуществлении строительной деятельности. Иметь понятия о применении нормативной документации к решению конкретных вопросов. Назвать основные назначения и разделения нормативной документации.
2. Формирование понимания	Различать разделение нормативной документации на изыскательскую, проектную, технологическую, сметную и другую. Охарактеризовать функциональные возможности нормативной документации. Описать строительный объект и технологический процесс возведения здания и сооружения..
3. Способность применения	Использовать нормативную документацию в проектировании, строительстве и эксплуатации зданий и сооружений Применить идеи, принципы для реализации в строительстве зданий и сооружений. Определить основные этапы, шаги, последовательность инженерных изысканий, проектирования, строительства и эксплуатации зданий и сооружений.

 

ОПК-1           способностью использовать основные законы естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применять методы математического анализа и математического (компьютерного) моделирования, теоретического и экспериментального исследования

Глубина знаний	Цели (задачи), которые студент достигает
1. Формирование знания	Знать основные законы механики грунтов, основные экспериментальные факты, лежащие в основе механики грунтов
2. Формирование понимания	Применять понятия и законы механики грунтов при решении прикладных задач, понимать область применимости основных расчетных моделей.
3. Способность применения	Применять методы механики грунтов при решении прикладных задач, владеть современными методами интерпретации полученных результатов при решении прикладных задач.

 

1.3. Связь разделов дисциплины с формируемыми компетенциями и рекомендуемым распределением трудоемкости в зачетных единицах

 

Наименование раздела		Формируемые компетенции/уровень компетенции
	Зачетные единицы (кредиты)	Лекции	Консультации	Семинары, (практич.) занятия	Колоквиумы	Лабораторные работы	РГР*, реферат, эссе	Самостоятельная проработка теоретич. курса**
1	2	3	4	5	6	7	8	9
Общие представления о грунтах и механике грунтов и основы строительного грунтоведения	0,5	ПК1/2		ПК1/2				ПК1/2
Физические свойства грунтов, классификация грунтов по физическим свойствам	0,5	ПК1/2		ПК1/2		ПК1/3		ОПК1/3
Основные закономерности сопротивления грунтов действию внешних нагрузок, механические свойства грунтов	0,5	ПК1/2		ПК1/2		ПК1/3		ОПК1/3
Основы теории распределения напряжений в грунте	0,5	ПК1/2		ПК1/2				ОПК1/3
Деформации грунтов и расчет осадок фундаментов	0,5	ПК1/2		ПК1/3				ОПК1/3
Устойчивость откосов и склонов, давление грунта на подпорные стены	0,5	ПК1/3		ПК1/3				ОПК1/3

 

* РГР – расчетно-графическая работа, ** включая самотестирование.

 

 

Лабораторный практикум

 

Распределение часов на выполнение лабораторных работ

 

Номер лаб. работы	Наименование лабораторной работы	Номер раздела, тема дисциплины	Формы контроля выполнения работы	Объем в часах
				Аудиторных	СРС
1.1	Определение гранулометрического состава грунта (полевой метод).	2, 2.2-2.4	Выполнение работы, собеседование, отчет	3	2
1.2	Определение угла естественного откоса грунта,определение объемного веса грунта (метод режущего кольца).	2, 2.2-2.4	Выполнение работы, собеседование, отчет	2	1,5
1.3	Определение весовой влажности грунта,определение характерных влажностей и консистенции грунта.	2, 2.2-2.4	Выполнение работы, собеседование, отчет	2	1,5
1.4	Определение компрессионной зависимости для грунта нарушенной структуры,определение модуля общей деформации грунта и характера развития деформаций грунтов во времени.	3, 3.1-3.4	Выполнение работы, собеседование, отчет	4	2
1.5	Определение сопротивления грунта сдвигу.	3, 3.1-3.4	Выполнение работы, собеседование, отчет	4	2
	Всего за семестр			36	20
	ИТОГО			36	20

1.5. Вопросы итогового контроля по дисциплине

«Механика грунтов»

 

1. Механика грунтов (основные понятия, определения, этапы становления механики грунтов).

2. Состав грунтов.

3. Основная строительная классификация грунтов.

4. Структурно-неустойчивые грунты.

5. Основные расчетные модели грунтов.