Тематика контрольных работ по дисциплине.html

Работа добавлена на сайт samzan.net:

Учебно-методический комплекс

по дисциплине «Механика грунтов»

Для специальности  290300               «Промышленное и гражданское строительство»

Экстерн-обучение

Содержание:

Цели и задачи изучения дисциплины.

Содержание изучаемого материала.

Рекомендуемое количество часов для изучения дисциплины.

Тематика  контрольных  работ  по дисциплине.

Методические указания по выполнению контрольных работ.

Форма итогового контроля, перечень вопросов к экзамену (зачету).

Литература:  

Рекомендуемая литература (основная).

Рекомендуемая литература (дополнительная).

Цели и задачи изучения дисциплины.

«Механика грунтов», «Основания и фундаменты» вместе с курсом «Инженерная геология» составляют особый цикл строительных дисциплин. Предметом изучения механики грунтов являются материалы, как правило, природного происхождения - грунты и их взаимодействие с сооружениями. Если конструкционные материалы создаются технологами так, чтобы они обладали заданными строительными свойствами, то грунты каждой строительной площадки имеют самостоятельную историю образования, Состав, строение и свойства грунтов разных строительных площадок определены природой и могут существенно различаться, требуя каждый раз специального изучения.

Поведение грунтов под нагрузкой сопровождается сложными процессами, во многом отличающимися от поведения конструкционных материалов. Для изучения этого необходимо применение специальных экспериментальных методов и теоретического аппарата механики грунтов для описания процессов их деформирования и разрушения.

Прочность грунтов обычно в сотни раз меньше, а деформируемость в тысячи раз больше, чем соответствующие свойства конструкционных материалов. Недоиспользование несущей способности грунтов основании приводит к удорожанию строительства. С другой стороны, ошибочно преувеличенная оценка свойств грунтов часто бывает причиной аварий сооружений. Поэтому необходимо уметь не только правильно оценивать прочностные и деформационные свойства грунтов, но и использовать обоснованные теорией и практикой методы расчета несущей способности и деформаций оснований сооружений и горных массивов. Это и является основной задачей специальной научной дисциплины - «Механика грунтов».

Сказанное подчеркивает особую важность этой дисциплины в общей системе подготовки инженеров- строителей по специальности 290300.

Целью ее преподавания является ознакомление студентов со способами изучения физико-механических свойств грунтов и их классификационной оценкой, методами количественного прогноза напряженно-деформированного состояния и устойчивости массиве грунтов, взаимодействующих с фундаментами, сооружениями и окружающей средой.

В процессе освоения дисциплины студенты учатся определять характеристики физико-механических свойств грунтов, оценивать напряженно-деформированное состояние оснований и его изменение во времени, рассчитывать устойчивость грунтовых массивов и расположенных на них сооружений.

В результате обучения будущие специалисты приобретают навыки, позволяющие им самостоятельно выбирать методы экспериментальной оценки механических свойств грунтов, способов количественного прогнозирования напряженно-деформированного состояния и устойчивости оснований.

Изучение дисциплины заканчивается выполнением контрольной работы для специальности 291500 и сдачей зачета.

Содержание изучаемого материала.

Введение

Вопросы, поставленные во введении, достаточно подробно освещены в рекомендованной основной литературе.

В процессе изучения курса необходимо усвоить основные понятий и термины, обратить внимание на особенности данной дисциплины и на взаимосвязь ее с другими строительными дисциплинами, уяснить роль и значение отечественных и зарубежных ученых и научно-исследовательских институтов и развитии вопросов механики грунтов, оснований и фундаментов.

Студент должен четко представлять современное состояние и перспективы дальнейшего развития этой отрасли знаний.

Вопросы для самопроверки.

1. Каковы содержание и задачи курса?

2. Назовите крупных специалистов в области механики грунтов и фундаментостроения в России и за рубежом.

Физические характеристики и классификация грунтов

При разработке этой темы студент должен ясно представлять,, что грунты - любые горные породы и почвы -это многокомпонентные системы, изменяющиеся во времени, которые изучаются с целью познания как объекта инженерной деятельности человека. Необходимо хорошо изучить основные компоненты грунтов: минеральные частицы, составляющие скелет грунта (твердая фаза); различные виды воды в грунтах (жидкая фаза); различные газы, содержащиеся в порах грунта в свободном, адсорбированном и защемленном состоянии (газообразная фаза)

Следует помнить, что различные количественные соотношения этих компонентов, а также физико-химические, электромолекулярные и прочие^ взаимодействия между компонентами определяют природу грщгов и их строительные свойства.

грунта, являющейся важнейшим фактором, определяющим свойства грунтов как  основание и среды для возведения сооружений.

Очень важно изучить основные виды и свойства воды в грунтах. Понимание роли воды позволит уяснить вопросы связности, консистенции, взвешивающего действия воды на скелет грунта и т.д.

Необходимо знать основные физические характеристики

грунтов и методы их определения, а также производные характеристики, получаемые расчетным путем. Очень важно приобрести навыки и умения правильно «использовать физические характеристики грунтов при оценке несущей способности основании СНиП 2.02.01-83

Вопросы для самопроверки.

1.  Назовите основные компоненты грунта.'
2.  Как определяются основные и дополнительные физические характеристики грунтов? Где они используются?
3.  По каким признакам классифицируются песчаные и глинистые грунты по СНиП 2.02.01-83 ГOCT 25100-95.
4.  Как подразделяются глинистые грунты на виды в зависимости от числа пластичности и как они различаются по показателю консистенции?
5.  Назовите главнейшие виды и свойства воды в грунте.
6.  Какие глинистые грунты при замачивании относятся к набухающим, а какие - к посадочным?
7.  Как определяют наименование грунта по гранулометрическому составу?
8.  Какие грунты относятся к заторфованным?

Механические свойства грунтов

Изучая эту тему студент должен четко представлять, что грунты являются дисперсными раздробленными материалами, а не сплошными телами.

Эта особенность грунтов приходит к тому, что для решения задач механики грунтов недостаточно закономерностей строительной механики, их необходимо дополнить закономерностями, присущими только грунтам. К таким основным закономерностям относятся: закон уплотнения, характеризующий сжимаемость грунтов, закон фильтрации, определяющий водопроницаемость грунтов и закон трения, характеризующий сопротивление грунтов сдвигу.

Студент должен знать особенности напряженно-деформированного состояния грунтов при сжатии в условиях невозможности бокового расширения, в условиях ограниченного бокового расширения, при свободном расширении и при циклических нагрузках. Очень важно усвоить принцип определения показателей деформационных свойств грунтов: испытание грунтов пробными нагрузками в полевых условиях и компрессионные испытания в лаборатории.

Вопрос о сопротивлении грунтов сдвигу и о характеризующих его закономерностях является чрезвычайно важным для
практики строительства. Следует обратить внимание на природу внутреннего трения и сцепления в грунтах, знать принципы методики определения показателей сопротивления грунтов сдвигу в лабораторных и полевых условиях. Должное внимание следует уделить изучению водопроницаемости грунтов, влиянию состава грунта на величину водопроницаемости, зависимости водопроницаемости грунтов от их структуры и текстуры, методам определения коэффициента фильтрации грунтов, влиянию водопроницаемости на скорость сжатия.

Полезно научиться анализировать различные зависимости, получаемые в результате испытаний, иметь представление о предельных значениях прочностных и деформационных характеристик наиболее часто встречающихся разновидностей грунтов, а также знать назначение и использование различных характеристик грунтов при проектировании инженерных сооружений.

Для лучшего усвоения материала этой темы целесообразно проработать примеры и задачи, приведенные в рекомендуемых учебниках и учебных пособиях.

Вопросы для самопроверки

1.  Сформулируйте основные закономерности механикигрунтов.
2.  Назовите важнейшие практические приложения основных закономерностей в механике грунтов.
3.  Что выражает коэффициент бокового давления грунта?
4.  Напишите аналитическое выражение компрессионной зависимости фунта.
5.  Что такое упругая и остаточная деформация грунта?
6.  Изобразите графики зависимости осадки грунта от давления и осадки во времени для испытания грунта пробной нагрузкой?
7.  Из чего слагается сопротивление грунтов сдвигу?
8.  Что такое сцепление и какова его природа?
9.  Покажите методы определения угла внутреннего трения и силы сцепления в песчаных и глинистых грунтах?
10.  Как влияет водопроницаемость грунта на скорость сжатия?
11.  Что такое начальный градиент в глинистых грунтах и чем он обусловлен?
12.  Что такое гидродинамическое давление в грунтах?
13.  Как определяется модуль общей деформации грунта по компрессионной кривой и результатам испытания грунта пробной статической нагрузкой в полевых условиях?
14.  Для каких грунтов при протекании их деформаций во времени ползучесть является определяющим фактором?
15.  В какое уравнение входят параметры ползучести?
16.  Что называется эффективным и нейтральным давлениями в водонасыщенных грунтах? В чем заключается их сущность?

Определение напряжений в грунтовой толще

Приступая к изучению данной темы, студент должен  иметь отчетливое представление об основных допущениях и пределах применимости теории линейно-деформируемой среды для определения напряжений в грунтах. Необходимо отметить, что принцип линейной деформируемости грунтов является одним из основных в современной механике грунтов, на нем основано большинство расчетов по определению напряжений и деформаций оснований сооружений-

Прежде чем выявить распределение напряжений в грунтах от различных факторов, следует научиться определять напряжение от собственного веса грунта (природное давление), учитывая взвешивающего действие воды и давление воды на кровлю водоупора. Затем следует перейти к определению напряжении от действия сосредоточенной силы, приложенной на поверхности линейно-деформируемого полупространства (задача Буссинеска), равномерно распределенной по площадкам ограниченных размеров. Хорошо усвоив этот материал, можно перейти к

определению напряжений по методу угловых точек, позволяющему легко установить сжимающие напряжения в любой точке грунтового массива, рассмотреть способы суммирования напряжений от различных нагрузок, распределение напряжений в случае плоской задачи, распределение напряжений в слое ограниченной толщины на жестком основании.

Важно понимать влияние размеров и формы площади нагружения, неоднородности и анизотропии основания на характер и величину напряжений в грунтах, так как это является необходимым условием для правильной оценки работы грунтов в основании сооружения..   '

Студент должен иметь представление о распределении контактных напряжений по подготовке фундаментов в случае пространственной и плоской задачи, о принципах определения контактных напряжений под гибкими фундаментами, знать данные экспериментальных исследований о распределении напряжений в грунтах в случае действия местной нагрузки.

Необходимо также знать способы графического изображения напряженного состояния грунтов: линии одинаковых напряжений (изобары) и эпюры напряжений в горизонтальных и вертикальных сочетаниях массива грунта.

Для наиболее полного усвоения и закрепления изучаемого в данной теме материала рекомендуется внимательно проработать примеры, приведенные в учебнике Н.А.Цытовича "Механика грунтов".

Вопросы для самопроверки

1.  Каковы основные предпосылки к определению напряжений в грунтах?
2.  Изобразите схему эпюры ормальных напряжении от собственного веса грунта (природных давлений).
3.  Напишите формулы для определения вертикальных сжимающих напряжений при действии сосредоточенной нагрузки.
4.  Начертите линии одинаковых напряжений (изобары) в грунте при действии сосредоточенной силы.
5.  Изобразите расчетную схему распределения напряжений в грунте ниже подошва фундамента.
6.  Как определяют напряжения по методу угловых точек?
7.  Как определяют напряжения с учетом влияния смежных сооружении?
8.  Как определяют напряжение в грунте при расчете осадок по методу послойного суммирования? Какова точность этого метода?
9.  Какое влияние оказывают форма и размеры фундамента на характер эпюры напряжении?
10.  Сопоставьте теоретические схемы распределения напряжений с опытными данными жесткого фундамента.
11.  Назовите работы советских исследователей в области расчета балок и плит на упругом основании.

Деформация грунтов и прогноз осадок фундаментов

Вопрос об определении деформаций грунтов является самым важным, так как на его решении базируется наиболее прогрессивный метод расчета фундаментов сооружений по предельным деформациям оснований, который при полной гарантии безопасности дает и значительный экономический эффект. В настоящее время этот метод широко применяется в отечественной проектной практике.

При изучении этой темы студент должен: прежде всего ознакомиться с видами деформаций грунтов и обусловливающими их физическими причинами, разобраться с решением основной задачи теории уплотнения грунтов, а именно с определением осадки слоя грунта при сплошной нагрузке. Студент должен детально изучить и освоить существенные методы расчета осадок фундаментов: метод послойного суммирования осадок отдельных слоев пределах сжимаемой толщи основания с использованием расчетной схемы основания в виде упругого линейно-деформируемого полупространства; метод с использованием расчетной схемы в виде линейно-деформируемого (упругого) слоя конечной, толщины; метод эквивалентного слоя грунта, базирующийся на теории линейно-деформируемых тел. Необходимо знать, какие факторы влияют на величину мощности сжимаемой (активной) толщи грунта и величину осадки сооружения, научиться определять осадку фундамента с учетом влияния давление в основании, вызванных, нагрузкой от соседних фундаментов. Следует помнить, что величина осадки (деформации) основания определяемой из условия совместной работы фундамента, сооружения и его основания.

Необходимо обратить внимание на сравнение расчетных осадок фундаментов с действительными по данным непосредственных наблюдений. Предельные величины средних осадок отдельных фундаментов, относительный прогиб, крен и другие предельные величины деформаций основания фундаментов зданий и сооружений приведены в Строительных нормах и Правилах (СНиП 2.02,01-83), с основными положениями которых студент должен ознакомиться в процессе изучения теоретической части курса.

Важно освоить также расчет осадок фундаментов во времени методом фильтрационной теории консолидации. Следует обратить особое внимание на различный характер уплотнения глинистых и песчаных грунтов во времени.

Вопросы для самопроверки

1.  Перечислите виды деформации грунтов и причины, их обусловливающие.
2.  Как производится расчет осадки слоя грунта при сплошной нагрузке?
3.  Назовите исходные данные для определения осадки сооружения.
4.  Какие факторы влияют на величину мощности сжимаемой (активной) толщи грунтов?
5.  Как определить осадку фундамента по методу послойного элементарного суммирования?
6.  Как зависит осадка от формы и размеров подошвы фундамента
7.  Как определить осадку фундамента с использованием расчетной схемы основания в виде линейно-деформируемого (упругого) слоя конечной толщины?
8.  Что называется эквивалентным слоем грунта и как определяется мощность эквивалентного слоя?
9.  Как определить осадку фундамента по методу эквивалентного слоя грунта?
10.  Напишите формулы для среднего коэффициента сжимаемости, фильтрации и пористости слоистой толщи, грунтов (по методу эквивалентного слоя).
11.  Как производится расчет оснований по деформациям (по СНиП 2.02.01-83)?
12.  Как определяется период стабилизации осадках фундамента?
13.  Что такое предельно допустимые осадки, разности осадок, крены, относительные прогибы фундаментов сооружений?

Теория предельного напряженного состояния грунтов и ее приложения

Приступая к изучению данной темы, студент должен имел» понятие о предельном равновесии грунта в точке, о стадиях напряженного состояния грунтов при беспрерывном возрастании нагрузки. В этой теме должны быть рассмотрены условия предельного равновесия сыпучих и связных грунтов, начальная и предельная критические нагрузки, грунт и способы их определения, влияние свойств грунтов, размеров фундамента и глубины его заложения на величину предельной нагрузки грунтовых оснований. Необходимо изучить расчет оснований по несущей способности (т.е. по первой группе предельных состояний). При этом следует различать случай, когда допускается применение аналитических решений и графоаналитических методов с построением кругло цилиндрических поверхностей скольжения.

Следует тщательно разобраться в вопросах приложения теории предельного напряженного состояния к оценке устойчивости откосов, склонов и массивов грунта при оползнях, а также давлений фунтов на ограждения. При рассмотрении методов расчета устойчивости откосов и склонов необходимо более тщательно и детально изучить графоаналитические методы научиться учитывать влияние давления фильтрационного потока на устойчивость откоса.

Теория давления грунтов на ограждения является важнейшим вопросом механики грунтов. Следует усвоить основные понятия и терминологию, встречающиеся при расчетах ограждающих инструкций, уметь аналитически определять давление грунта на подпорные стенки, включая и частные случаи их очертания, наклона поверхностей засыпки и, неоднородности грунтов, ознакомиться с графическими методами определения давления грунтов на подпорные стенки.

Вопросы для самопроверки

1.  Что называется предельным равновесием грунта в точке?
2.  Назовите стадии напряженного состояния грунтов при действии постепенно возрастающей местной нагрузки.
3.  Каково условие предельного равновесия для сыпучих и связных грунтов?
4.  Напишите формулу для определения краевой критической нагрузки и проанализируйте.
5.  Как влияют фильтрационные силы на устойчивость откоса
6.  Назовите основные предпосылки к методам давления грунта на подпорные стенки и проанализируйте их.
7.  Что такое активное и пассивное давление грунта и как они определяются?
8.  Изложите аналитический способ определения давления сыпучего грунта на вертикальную подпорную стенку по теории Кулона
9.  Как влияет наклон подпорных стенок на величину давления
10.  Начертите эпюры распределения давлений по задней грани стенки при слоистом напластовании грунтов и наличии на поверхности грунта равномерно распределенной нагрузки.
11.  Как учитывается влияние сцепления грунта при расчете подпорных стенок?
12.  Как производится проверка устойчивости основания фундамента?
13.  Сущность метода расчетов устойчивости откосов по кругло цилиндрическим поверхностям скольжения.

Рекомендуемое количество часов для изучения дисциплины.

60 часов.

Тематика  контрольных  работ  по дисциплине.

Изучение дисциплины «Механика грунтов» завершается выполнением одной контрольной работы, состоящей из четырех задач:

1.  Расчет дополнительных (производных) физических характеристик грунтов. Нормирование грунтов
2.  Определение вертикальных напряжений в массиве грунта от действия нескольких вертикальных сосредоточенных сил.
3.  Определение вертикальных напряжений в массиве грунта методом угловых точек
4.  Расчет устойчивости откосов

Для выполнения задач №№ 1,2,3 и 4 исходные данные берутся соответственно из 1,2, 3 и 4 приложений (См. “Методические указания” стр. 23). Варианты задания для этих задач соответствуют первым двум цифрам договора (напр. 0104 или 1204). В случае, если первые  две цифры больше 10, то номер варианта получаем вычитанием 10 (напр. номер договора 1204, номер варианта в таком случае: 12-10 = 02)

Методические указания по выполнению контрольных работ.

См. Методические указания

Форма итогового контроля, перечень вопросов к экзамену (зачету).

Зачет

Вопросы к зачету:

1.  Задачи механики грунтов и методы их решения.
2.  Составные элементы грунтов и их свойства.
3.  Состав грунтов. Вода. Различные виды воды и их свойства.
4.  Природа грунтов. Внутренние связи.
5.  Структура и текстура грунтов.
6.  Влияние состава грунта на его физико-механические свойства.
7.  Особенности физико-механических    свойств,    структурно-неустойчивых грунтов.
8.  Особенности деформирования грунтов.
9.  Применение моделей сплошной среды для описания поведения грунтов под нагрузкой.
10.  Основные расчетные модели основания.
11.  Основные закономерности механики грунтов. Сжимаемость (деформируемость) грунтов.
12.  Закон уплотнения.
13.  Сопротивление грунтов сдвигу (сыпучих и связных)
14.  Испытание грунтов на сдвиг твердой, пластичной, текуче пластичной и текучей консистенции.
15.  Закон Ламинарной фильтрации. -Понятие о начальном градиенте, об эффективном и нейтральном давлении.
16.  Определение коэффициента фильтрации грунтов.
17.  Статическое испытание грунтов пробной нагрузкой.
18.  Фазы напряженного состояния грунтов.
19.  Допущение и ограничения применения решений теории упругости к грунтам.
20.  Задача Буссинеско.
21.  Определение напряжений методом угловых точек.
22.  Определение напряжения от действия местного равномерно распределенного давления
23.  Учет влияния загружения соседних фундаментов и площадей.
24.  Напряжение от собственного веса грунта. Учет взвешивающего действия волы.
25.  Виды и природа деформаций грунта.
26.  Одномерная задача уплотнения.
27.  Определение осадки фундамента методом послойного суммирования.
28.  Расчет осадки фундамента методом эквивалентного слоя грунта.
29.  Определение осадки фундамента методом   линейного   деформируемого слоя,
30.  Коэффициент фильтрации.   Его влияние на   стабилизации осадки основания.
31.  Общие условия равновесия грунта в точке.
32.  Критические нагрузки на грунт основания.
33.  Начальная критическая нагрузка на грунт основания.
34.  Предельная нагрузка на грунт.
35.  Затухание осадки во времени.
36.  Основные виды и причины нарушения устойчивости откосов.
37.  Устойчивость откоса грунта, обладающего только трением или сцеплением.
38.  Расчет устойчивости  откосов  методом кругло цилиндрических поверхностей скольжения.
39.  Давление связанных грунтов на подпорную стенку.
40.  Понятие об активном, пассивном давлении и давлении покоя.

Литература:  

1.  Далматов Б.И. Механика грунтов, основания и фундаменты. – Л.: Стройиздат, 1988
2.  Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс) – М.: Высш. шк., 1983
3.  Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты (в вопросах и ответах) : Учебное пособие. – Издательство АСВ, 2000
4.  СНиП 2.02.01-83. Основания зданий и сооружений.

1. Мировая экономика Допускаю к защите.
2. А. Искендеров Глава вторая
3. Shrp Light Услуга Продолжительность мин
4. Сочинение- Современная советская проза о Великой Отечественной войне
5. А1Б1АТП Маршрут2 АТПА1Б2 Маршрут3 АТПА1Б3 Итоговые и средние показатели
6. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата наук з фізичного виховання і спорту.1
7. Гуманитарное образование- текстуально-диалогическая модель
8. Атам~ра 2003ж {Класс} 7 {Четверть} 2 002 Болымсыз етістік бар ма~ал ~ м~телді аны~та~ыз
9. Verk~ufer gennnt ndererseits hben diesen Vertrg wie folgt bgeschlossen vertreten durch den Gesch~ftsf~hrer Herrn lut Stzung-Vollmcht Nr.
10. Маркетингове дослідження ЧП Фенаф
11. Система эстетического воспитания учащихся и средства формирования их эстетической культуры.html
12. Внешняя политика Екатерины Великой и ее влияние на судьбу государства
13. РЕФЕРАТ дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата біологічних наук Харків~
14. Тема открыта оффтоп флуд частично на последних страницах удалены вычистить со всех страниц темы к сожален
15. а обеспечивает высокй уровень нервной деятельности
16. Тема 13 МОТИВАЦИЯ Цель лекции- знакомство студентов с сущностью понятия мотивация и основными теориям
17. Что говорит телекритика о ведущих
18. реферат дисертації на здобуття наукового ступеня кандидата технічних наук Київ 2001
19. на тему- ОСНОВНІ ФОНДИ ПІДПРИЄМСТВ ТА ЕФЕКТИВНІСТЬ ЇХ ВИКОРИСТАННЯ на матеріалах- ВАТ МОТОР СІЧ
20. Реферат- Муфты

Материалы собраны группой SamZan и находятся в свободном доступе