LS 20112012 Mechanika zemin a zakldn staveb 1

LS 2011/2012 Mechanika zemin a zakládání staveb 1. přednáška Podpořeno projektem FRVŠ č. 2883/2011

MECHANIKA ZEMIN ZAKLÁDÁNÍ STAVEB Doc. Jettmar B 518

Tomasso Pisano Giovanni di Simone 1173 -1272 -1350 294 schodů tl. zdi 2, 5 m průměr zákl. 19, 6 m 1272… 90 cm 1992… 447 cm H=56, 4 m 14 453 tun

Šikmá nestabilita

600 t 25 mio USD

GEOMECHANIKA • • • Mechanika zemin Mechanika hornin Mechanika ledu a sněhu Inženýrská geologie (část) Mechanika moří a oceánů

PŘEHLED TÉMAT • • • VZNIK, SLOŽENÍ • KONSOLIDACE VLASTNOSTI • SMYKOVÁ PEVNOST KLASIFIKACE • MEZNÍ STAVY – STABILITA SVAHU VODA V ZEMINĚ – ZEMNÍ TLAKY NAPJATOST – ÚNOSNOST DEFORMACE • ZLEPŠOVÁNÍ

Co sleduje MZ • • • Zjišťování vlastností zemin Chování za různých podmínek Vyšetřování napjatostního stavu Deformace Porušení

Budoucnost • Rozvoj oboru – zakládání náročných objektů – výškových budov – hluboké suterény – nevhodná místa (brownfields, skládky) – ochrana a tvorba ŽP

APLIKACE • • • Zakládání staveb Podzemní stavitelství /tunely Lomařství Zemní tělesa Ekologické discipliny

skelet zrno 1 póry 2 3 1 hlinité částice 2 koloidní částice 3 písčité částice

PEVNÁ FÁZE mikro/makro struktura • • Vznik Mineralogické složení Barva Tvar zrn • • Velikost Množství Vzájemná poloha Obsah příměsí

VZNIK ZEMIN • Reziduální • Sedimentované EROZE ► TRANSPORT ► ► SEDIMENTACE – – – naplavené/říční (aluviální) svahové (deluviální) váté (eolické) ledovcové (glaciální) mořské (marinní)

ZVĚTRÁVÁNÍ destruktivní proces fyzikální chemický biologický HISTORIE ZATÍŽENÍ normálně konsolidované překonsolidované

MINERALOGICKÉ SLOŽENÍ PRVOTNÍ = HORNINOTVORNÉ minerály ŽIVEC (60%) PYROXEN + AMFIBOL (17%) KŘEMEN (12%) SLÍDA (4%) 2000 min. , 200 horninotvorných DRUHOTNÉ ► JÍLOVÉ (silikátové, vrstevnaté) KAOLINIT MONTMORILLONIT ILLIT

křemíkový tetraedr kaolinit křemíková vrstvička montmorillonit illit

neslaná (N) slaná (V) disperzní Struktura-flokulace

HORNINA přírodní minerální asociace různé složení a struktura geologické procesy horninová tělesa tvořící zemskou kůru (=masivy) poruchy ZEMINA 3 fázové spektrum ► chování ► vliv na pevnost a deformaci nezpevněná (slabě zpevněná) hornina prostředí ► stavební činnost ► základová půda ► ► INTERAKCE stavební materiál

TŘÍFÁZOVÝ DIAGRAM Vp Vw Vs vzduch V voda zrna m mw ms (md) m = hmotnost V = objem

Pórovitost – Vlhkost Stupeň nasycení • • • Objem pórů Vp Pórovitost n n=Vp/V Číslo pórovitosti e e=Vp/Vs = n/(1 -n) písky 30 -40 (%) jíly 30 -55 (%) • Stupeň nasycení Sr • Sr=Vw/Vp • Stav suchý=0 • Stav nasycený=1 • Vlhkost w=mw/md w=water, d=dry

Fyzikální vlastnosti • Objemová hmotnost ρ = m /V 2000 kg m-3 ρd = md/V ρs = ms/Vs 2650 -2750 ρ d=(1 -n). ρs ρn= ρd+n. Sr. γw

A příště ? • Fyzikální a popisné vlastnosti (II) • Klasifikační systémy zemin