WYBRANE ZAGADNIENIA KONSOLIDACJI Osiadanie budynku 10 MIT w

WYBRANE ZAGADNIENIA KONSOLIDACJI

Osiadanie budynku 10 MIT w Bostonie w okresie 1915 -1965 Lokalizacja punktów pomiarowych Osiadanie [cm] 0 12. 7 Wykresy osiadania punktów pomiarowych 25. 4 1910 1930 1950 1970

Wykres obciążenia i osiadania PKi. N w Warszawie

Q tłok sprężyna Ciśnienie wody u=Q/F u [Pa] s [Pa] woda Naprężenie sprężyny s=0 czas otwór Q u [Pa] s [Pa] u=Q/F s=Q Naprężenie sprężyny Ciśnienie wody to tk czas

Przebieg procesu konsolidacji dla piasku i gliny

Osiadanie podłoża gruntowego pod zaporą ziemną korona zapory Grunty ściśliwe

Przebieg procesu konsolidacji warstwy otwartej T=To=0 u Rozkład nadciśnienia porowego T=T 1 Ds T=T 2 T=Tk z Ds Schemat obciążenia gruntu Piasek 0 A Grunt ściśliwy Piasek B C z

Przebieg procesu konsolidacji w warstwie półotwartej u T=To=0 Rozkład nadciśnienia porowego T=T 1 Ds T=T 2 T=Tk z Ds Schemat obciążenia gruntu Piasek 0 A Grunt ściśliwy B Warstwa nieprzepuszczalna C z

Zmienność parametrów charakteryzujących proces konsolidacji w czasie Czas [miesiące] T = T 0 0 < Tk T = Tk Ciśnienie porowe wody [k. Pa] Naprężenie Osiadanie efektywne Stopień konsolidacji [k. Pa] [-] [mm]

Zmienność parametrów charakteryzujących proces konsolidacji w czasie Czas [miesiące] Ciśnienie porowe wody [k. Pa] T = T 0 u=σ 0 < Tk 0 < u <σ T = Tk u=0 Naprężenie Osiadanie efektywne Stopień konsolidacji [k. Pa] [-] [mm]

Zmienność parametrów charakteryzujących proces konsolidacji w czasie Czas Naprężenie Osiadanie efektywne Stopień konsolidacji [miesiące] Ciśnienie porowe wody [k. Pa] [-] T = T 0 u=σ σ’ = 0 0 < Tk 0 < u <σ 0 < σ’ < σ T = Tk u=0 σ’ = σ [mm]

Zmienność parametrów charakteryzujących proces konsolidacji w czasie Czas Naprężenie Osiadanie efektywne Stopień konsolidacji [miesiące] Ciśnienie porowe wody [k. Pa] [mm] [-] T = T 0 u=σ σ’ = 0 St = 0 0 < Tk 0 < u <σ 0 < σ’ < σ 0 < St < S c T = Tk u=0 σ’ = σ St = S c

Zmienność parametrów charakteryzujących proces konsolidacji w czasie Czas Naprężenie Osiadanie efektywne Stopień konsolidacji [miesiące] Ciśnienie porowe wody [k. Pa] [mm] [-] T = T 0 u=σ σ’ = 0 St = 0 Sk = 0 0 < Tk 0 < u <σ 0 < σ’ < σ 0 < St < S c 0 < Sk < 1 T = Tk u=0 σ’ = σ St = S c Sk = 1

Założenia teorii konsolidacji jednoosiowej Terzaghiego (1925): Grunt jest jednorodny i całkowicie nasycony wodą. Szkielet gruntowy oraz woda są całkowicie nieściśliwe. Ruch wody odbywa się zgodnie z prawem Darcy. Współczynnik filtracji oraz moduł ściśliwości gruntu jest stały w ciągu całego procesu konsolidacji. Warstwa gruntu podlegająca konsolidacji posiada nieograniczoną rozciągłość, przepływ wody odbywa się w kierunku prostopadłym do warstwy. Powodem powolnego przebiegu procesu konsolidacji jest wyłącznie mała wodoprzepuszczalność gruntu, a nie inne opory.

Równanie konsolidacji jednoosiowej: Rozwiązania równania konsolidacji jednoosiowej:

Zależność stopnia konsolidacji i nadciśnień porowych od stosunku z/h i od Tv z=h warstwa ściśliwa z=0 Podłoże nieprzepuszczalne

Zależność stopnia konsolidacji S kod czynnika czasowego Tv, dla odpływu wody w kierunku pionowym

Zależność stopnia konsolidacji od czynnika czasowego (Tv) SK Tv 0, 5 0, 196 0, 286 0, 7 0, 403 0, 75 0, 477 0, 8 0, 567 0, 85 0, 684 0, 9 0, 848 0, 95 1, 129 1 3 Arkusz Excell!!!

Wyznaczenie czasów konsolidacji dla różnych stopni konsolidacji próbki edometrycznej

Przykłady układu drenów pionowych (widok w planie) Siatka kwadratowa D D De d Siatka trójkątna (równoboczna) De = 1. 128 D D De d De = 1. 05 D

Konsolidacja trójosiowa gruntu pod nasypem Nasyp statyczny Warstwa filtracyjna Warstwa ściśliwa Dreny piaskowe

Nomogram do wymiarowania drenażu pionowego

Nomogram do wymiarowania drenażu pionowego, dla Sk = 0. 9

Przykład zastosowania drenażu pionowego do konsolidacji warstwy gruntów ściśliwych w Kalkucie Plan fundamentów i rozstawa sączków pionowych 0, 0 1, 8 Namuły wn = 0. 4 – 0. 7 τ = 10 – 20 k. Pa 10, 0 Budowa geologiczna podłoża

Przykład zastosowania drenażu pionowego do konsolidacji warstwy gruntów ściśliwych w Kalkucie Wyniki próbnego obciążenia podłoża zdrenowanego i nie zdrenowanego B i C - punkty pomiaru osiadań podłoża, q. C i q. D - przebieg obciążeń podłoża, SB i SC - krzywe osiadań podłoża zdrenowanego, SD – krzywa osiadania podłoża nie zdrenowanego 6 – płyty kamienne, 7 – nasyp konsolidujący z piasku