8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
1/136
- CURS -
MASTER INGINERIA INFRASTRUCTURII
TRANSPORTURILOR
UNIVERSITATEA TEHNIC DIN CLUJ NAPOCAFACULTATEA DE CONSTRUCII
MEC NIC V NS T P M NTULUI
Prof.Dr.Ing. Augustin Popa
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
2/136
MECANICA PAMANTULUI
1.STRUCTURA PAMANTULUI
1.1.Pamanturi necoezive
1.1.1.Structura granulara (sedimentare)
Fig.1.1.Form area stru ctu ri i granu lare Fig.1.2.Pamantu l sistem tr i faz ic
minmax
max
ee
eeID
p
s
Ve
V
- Pentru starea cea mai afanata
- Pentru starea cea mai indesata
maxe e
mine e
Nr .crt Tip indesare Grad de
indesare
1. F.Afnat 15D
I
2. Afnat 15 50D
I T.Dificil
3. ndesare mijlocie 50 70D
I T.Mediu
4. ndesat 70 85D
I T.Bun
5. F. ndesat 85 100D
I
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
3/136
p
t
Vn
Vp
s
Ve
V
1
s d
d
ne
n
1
s d
s
en
e
1d
w
w
d
sat
n
w
(1 )d s n
(1 )(1 )s n w
(1 )s r w
n nS
wsat
s
w e
s
r
w
S w
e
Fig.1.3.Poro zitatea pamantulu i
Fig.1.4.Volum de pamant satur at
3
min 17,80 /de kN m
3
max 14, 75 /de kN m
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
4/136
Starea minim de ndesare (cel mai afnat) este caracterizat prin
nu poate depi valoarea de 0.47 la pmnturile necoezive, n timpce la un pmnt coeziv poate ajunge pn la valoarea de 0,25.
maxe
nu poate depi valoarea de 0.78 la pmnturile necoezive, n
timp ce la un pmnt coezivpoate ajunge pn la valoarea de 2,3
Starea maxim de ndesare (cel mai indesat) este caracterizat prin mine
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
5/136
Pamanturi cuartoase : forma alungita (bastoane) sau sferica Pot fi indentificate urmatoarele tipuri de contacte intre particulele minerale.
L-Lcontacte intre particule cu suprafata mare L-S-Lcontacte intre particule cu suprafata mica
L-S-Vcontacte passive
Fig.1.5 Tipuri d e contacte intr e part iculele min erale
Fig.1.6 Form a part iculei m inerale
1.1.Pamanturi necoezive
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
6/136
1.2.Pamanturi coezive
Fig.1.7.Fortele de legatu ra intr e part icu lele f ine
Grosimea peliculei de apa (dipoli) fixata pe suprafata particulei argiloasedepinde de suprafata specifica a particulei: montmorillonit: 1000 mp/g ; illit100 mp/g ; caolinit 10mp/g,
nisip fin (d=0.1mm): 0.03/g
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
7/136
Functie de predominarea fortelor de atractie si respingere, particuleleargiloase au tendinta de a se uni in conglomerate care sedimenteaza.
a). Ape dulci (concentratie de saruri redusa)- fortele predominante derespingere (-), particulele sedimenteaza individual- contacte fata-fata
Fig.1.8 Struc tura de tip fagure
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
8/136
b).Ape saratefortele predominante de atractie (+)
Fig.1.9. Struc tura de tip floc ular
c).Structura mixta- P+H+PF (
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
9/136
Pamanturile argiloase -forma disc (a) , batoane (bete) (b)
Fig.1.11 Forma part iculei argi lo ase
Fig.1.12 Structur a loessu ri lor
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
10/136
Densitatea si greutatea pmntului
Fig.1.13 Volum de pamant
ss
s
m
V
ss
s
G
V
m
V
G
V
s
d
m
V
s
d
G
V
Cunoatereaparametr i lor geotehnici au o importanmare ncalculele dininginer ia geotehnic.
Acestea intervin n toate calculele care in seama de greutatea pmntuluiprecum: presiunea geologic,mpingereapmntului,alunecride teren,capacitateaportanta terenului de fundare, etc.
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
11/136
Circulatia apei in pamant
Fig.1.14 Circulat ia apei in pamant
Curgerea apei n pmnt poate avea loc numai dac exist niveluripiezometrice diferite
v k i
/i h s
Legea lui Darcy
Fig.1.12 Viteza de cir cu latia a apei in paman t
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
12/136
Circulatia apei in pamant
Dac se consider o prob de pmnt avnd greutatea la o diferen de nivelpiezometric, asupra probei se exercit o for a curentului pe vertical .
Fig.1.15 Efectul antrenari i hid rod inam ice
wJ A h Aceast for produce o presiune care secalculeaz cu relaia:
/ /w wj J V h l i
Cu ct greutatea G cretecu att foracurentului pe vertical J descrete iinvers. Dacvaloarea greutii este egalcu fora curentului pe vertical , probaeste nechi l ibru .
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
13/136
Circulatia apei in pamant
1 'w cri
Gradientul hidraulic critic.
Inf luenta compozit iei granu lometr ice asupra gradientului hid raul ic cr i t ic
Inf lu enta coef icientulu i de siguranta
/sF G J
Coeficientul de siguranta
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
14/136
Apa capilara
Fig.1.16 Aparit ia apei cap ilare
Apa capilarse gsetenporii pmntuluideasupra nivelului apei subterane.Ridicarea apeinpmnteste cauzatde apariiatensiunii superficiale.
2 2 cosc wh r r T
nlimea capilara se exprim relaia:
Pentru pmnturi fine:
10
c
ch
e d
Fig.1.17 Nivelu l apei cap ilare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
15/136
Fig.1.18 Tensiuni suplimentare n pmnt, coeziunea aparent
Efectele apei capilare
Apa capilara
(figura din dreapta)(figura din stnga)
2
gz h
sE
Tasarea prin produce odat cu creterea greutiivolumice i apariia unor tasri verticale.
'gz sat h
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
16/136
Capacitatea de nghe este mai redus la nisipuri datorit efectului deascensiune i de asemnea la argile. n cazul argilelor migrarea apei estempiedicatde complexele de adsorbie.
Pmnturile cu susceptibilitatea cea mai mare la nghe sunt prafurile inisipurile prfoase.
Apa sub forma de gheata
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
17/136
2.COMPOZITIA GRANULOMETRICA
Cernere d mm
Sedimentare d mm
Fig.2.1.Anal iza granulom etr ica
0.063
0.063
Continutul fractiunilor granulometrice exprimate in [%] din greutatea
totala a materialului uscat reprezinta compozitia granulometrica.
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
18/136
2.1.Clasificare Tabelul 1- Fract iuni gr anulometr ice
Fractiuni ale
pamantului
Subdiviziuni Simboluri Marimea parti culelor
( mm )
Pamant foarte
grosier
Blocuri mari Lbo >630
Blocuri Bo >200 pana la 630
Bolovanis Co >63 pana la 200
Pamant grosier Pietris Gr >2.0 pana la 63
Pietris mare CGr >20 pana la 63
Pietris mijlociu MGr >6.3 pana la 20
Pietris mic FGr >2.0 pana la 6.3
Nisip Sa >0.063 pana la 2.0
Nisip mare CSa >0.63 pana la 0.2
Nisip mijlociu MSa >0. 2 pana la 0.63
Nisip fin FSa >0.063 pana la 0.2
Pamant fin Praf Si >0.002 pana la 0.063
Praf mare CSi >0.02 pana la 0.063
Praf mijlociu MSi >0.0063 pana la 0.02
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
19/136
2.2.Paramentri Rezultatul analizei granulometrice se poate exprima grafic in mai multe
forme dintre care cea mai raspandita este curba granulometrica.
Curba granulometricad10 diametru efectiv; d30, d50,d60.
Fig.2.2.Curb a granu lom etr ica
10
60
d
dcu
6010
2
30
dd
dcc
Forma curbei granulometrice poate fi caracterizata prin:
- coeficient de neuniformitate
- coeficient de curbura
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
20/136
Curba granulometr ica a PIETREI SPARTE
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
21/136
Daca a).Cu>6 si 110-15%;
Materiale pentru TERASAMENTE
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
22/136
Materiale pentru TERASAMENTE
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
23/136
Materiale pentru TERASAMENTE
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
24/136
Clasif icarea pamantur i lor pentru cons truct ia TERASAMENTELOR
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
25/136
Clasif icarea pamantur i lo r GELIVE
Pentru execut ia stratur i lor de imbunatat ire se ut i l izeaza urm. AGREGATE:
- Piatra sparta 40-80 mm- Split 16-25 mm pentru impanarea la partea superioara a stratului de blocaj cu
stratul de piatra sparta
- Nisip grauntos sau savura 0-7 mm ca material de protectie a geotextilului
1. Pentru stratul de bloc aj din piatra
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
26/136
2. Pentru stratul de piatra sparta
- Piatra sparta 0-63 mm, in stratul de imbunatatire
3. Pentru stratul de balast
- Balast 0-63 mm, in stratul cu geogrile
Agregatele trebuie sa provina din roc i stabi le, adica nealterab ile la aer, apa
sau inghet. Se interzice folosirea agregatelor provenite din roci feldspatice sau
sistoase
Piatra sparta utilizata va fi un material format din f ragmente de roca
unghiu lare obtinute prin concasarea mecanica a urmatoarelor tipuri de roci
provenite din cariere cu depozite de piatra nedeteriorate, bine consolidate:granitsi alte roc i v ulcanice simi lare, cu struc tura larg cr is tal izata, calcar
do lom it ic, gresie, cuart i t metamorf ic m asiv sau alte roci sim i lare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
27/136
Agregatele folosite la realizarea straturi lor de imbunatatire trebuie sa
indeplineasca con dit i i le de adm isibi l i tate prezentate in tabelele urmatoare:
NISIP - cond it i i le de adm isibi l i tate confo rm SR 662:2002
BALAST - con dit i i le de adm isibi l i tate pentru fundat i i con form SR 662:2002
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
28/136
PIATRA SPARTA Cond it i i de admis ibi l i tate confo rm SR 667:2001
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
29/136
BALASTGranulozitate
Agregatele folosite la realizarea straturilor de imbunatatire trebuie sa
indeplineasca conditiile considerate in Proiectul tehnic.
Ex:
Balastul din stratul de imnunat ire
-modul de deformatie liniara E=45000kn
-unghi de frecare interna =37
-greutate volumica =22 kN/mc
Piatra sparta din stratul de imnun at ire
-modul de deformatie liniara E=55000kn
-unghi de frecare interna =38
-greutate volumica =23 kN/mc
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
30/136
PIATRA SPARTA Cond it i i de adm isibi l i tate
PIATRA SPARTA Granu lozitate
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
31/136
3.COMPRESIBILITATEA
Incarcarea transmisa de fundatie pamantului provoaca in zona de sub talpafundatiei o stare de tensiuni insotita de o stare de deformatii.
Deformabilitatea pamanturilor este produsa de: - reducerea porozitatii:
-eliminarea apei din pori
-eliminare gaze din pori
Fig.3.1.Compresib i l i tatea pamantulu i
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
32/136
Relatia dintre tensiuni si deformatii legea constitutiva a materialului
Legea lui Hooke:
E- modulul de elasticitate longitudinala (modulul lui Young)- deformatia liniara specifica
Fig.3.2. Diagrama -
E
dE tg
d
)(h
h
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
33/136
3.2.Incercari de compresibilitate3.2.1.Incercarea edometrica
Fig.3.3.Incerc area edometric a
Determinarea in laborator a compresibilitatii consta in masurarea deformatiei pe
verticala a probelor si a evaluarii in timp a acestora sub efectul incarcarilor verticaleaplicate in trepte.
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
34/136
3.2.1.1.Curba compresiune- tasare ( )
Fig.3.4.Curb a comp resiun e-tasare
%zz
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
35/136
3.2.1.2.Curba de consolidare
Fig.3.5.Curb a de consolidare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
36/136
3.2.1.3.Curba de compresiune-porozitate
Fig.3.6.Curb a compresiu ne-indicele pori lor
n
ne
1s
p
V
Ve
t
p
V
Vn
iii e
e
A
A
h
h
V
V
1
1 00
""1 0LIe
e
h
h
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
37/136
-indicele de compresiune
-indicele de descarcare
Skempton(1944)
-pamant nederanjat Cc=ae0-b
-pamant deranjat
cc
sc
)(
1log0
0
e
Ceez
zc
%)10(009.0 Lc wc
%)10(007.0 Lc wc
e
de
h
hdd
1
)(
va
e
de
deE
1)1(
'
01 e
e
h
h
z
z
ddE
'
av-coeficientul de compresibilitate (1/Ka)
e
Legea indesarii
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
38/136
3.2.1.4.4. Curba de compresiunie-tasare specifica
Fig.3.7.Curb a c om presiu ne-tasare (sc. l iniara)
1 ' ' '
' '
m
ref
oed oed
ref
c ctgE E
c ctg
ref
oedE 1 ' 100ref ref p kPa
50
ref ref
oedE E 4ref ref
u oed E E
(m=0.5 pentru n is ipur i, m=1 pentru argi le mo i)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
39/136
-modulul de edeformatie edometric
M
- modulul de compresiune volumica ( )
O propunere interesanta pentru calculul lui Es este propunerea lui Ohde(1959)
- modul tangent ; w,v= f(Teren)
Fig.3.8 Evaluarea modulu i de deform atie (tangent)
222132 /3;/2 cmdaNcmdaN zz
Mmv 1 vm
cW
at
zatmes vE )(
'
z
zii tgM
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
40/136
Deformatia specifica a probei edometrice
-incercare edometrica (compresiune unidimensionala)
s
zz
Eh
h 0
-legea lui Hooke (LH)
-incercare triaxiala (TE)
)(1 yxzz E -legea lui Hooke generalizata (LHG)
:yx )2(1
xzzE
)2(1
xz
s
z
EE
2
0
2(1 2 ) 1
1
xs OED OED
z
E E E E M
ITzIEz )()(
Rezulta OEDE E
CONFORM NP112/04 0 1M
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
41/136
-incercarea edometrica : 0 yx
0)(1 zyxxE
x y ( ) 0;x x z
zx
)1(
10K
z
x
LHG
0;x y
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
42/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
43/136
,c z tp z
0 ,z a t
NORMAL CONSOLIDAT SUPRACONSOLIDAT
Fig.3.10. Starea pam antu lui
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
44/136
Raport de supraconsolidare
4pamant supraconsolidat
( ) cz
pRSC OCR
z z
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
45/136
3.5 Comportare tasaretimp in incercarea edometrica
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
46/136
3.6.Factori care influenteaza curba CT
Fig.3.11 Legatur a Es d e gradu l d e indesare D (pam.necoezive)
minmax
max
nn
nn
D
: n =nmin
: n =nmax
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
47/136
Umflarea pamanturilor argiloase(PCUM)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
48/136
3.8.Incercarea monoaxiala
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
49/136
Fig.3.21 Curb a compresiu ne tasare specif ica
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
50/136
Fig.3.23.Calculul m odululu i de deformatie l iniara
- modul tangent:
-modul secant:
00 ctgE
ss ctgE
INCERCAREA TRIAXIALA
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
51/136
INCERCAREA TRIAXIALA
Aparat triaxial
Etape:
1). Tensorul sferic (consolidare)
321 2). Aplicare deviator (rupere)
1
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
52/136
Tipuri de incercari:
1.Incercare neconsolidata-nedrenata (UU)
-creste );( 31 .3
const
(C )
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
53/136
2.Incercarea consolidata-nedrenata (CU)
3 I lid t d t (CD)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
54/136
3.Incercarea consolidata-drenata (CD)
-drenareviteza mica de deformatie compresiune (k)
-v=0.001 mm/min -argile cu plasticitate mare
-v=0.01 mm/min -argile cu plasticitate redusa
-v=0.1 mm/min -nisip
Modelul Hardening Soil Model (HSM) in care se determina modulul de
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
55/136
Modelul Hardening Soil Model (HSM) in care se determina modulul dedeformatie (folosit in principal la calculul sprijinirilor)refE50
350 50 'cos ' 'sin '( )
'cos ' sin 'm
ref
ref
cE Ec p
Pentru pref=100 kPa
-
'
50 EE modulul MC (PIMC)
504 ref
urE E modulul MC (REMNC)
Starea de efor tur i in teren
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
56/136
1 3 1 3 cos22 2
1 3 sin 2
2
2 2
21 3 1 3
2 2
cercul lui Mohr
0
0
Starea de efor tur i in teren
4. REZISTENTA LA FORFECARE A PAMANTURILOR
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
57/136
Rezistenta la forfecare este exprimata pe baza teoriei frecarii.
Parametri de baza sunt:
- unghiul frecarii interne- coeficientul de frecarec- coeziunea
Pamanturi coezive Pamanturi necoezive
4.1 Pamanturi necoezive
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
58/136
'f tg => Legea lui Coulomb (1773)
'f tg
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
59/136
4.1.2.Pamant necoeziv-indesat
mine
Fenomenul de afanare a pamanturilor (nisipoase) indesate prin forfecare, poarta
numele de DILATANTA.
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
60/136
4.1.3.Pamanturi argiloase
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
61/136
PLP- f proportional cu cA si '
Aria de contact creste cu tensiunile ' si ramane constanta la descarcare
coeziune efectiva (creste odata cu preincarcarea si nu se mai
modifica decat odata cu modificarea umiditatii)
ee Kc (rezistenta la forfecare statica)
e presiunea echivalenta (ef.necesar unei probe NC pentru a avea aceeasi
umiditate cu proba analizata)
K constanta )( pIf
Rezulta : '' ( )f e e ctg c c
PRINCIPIUL PRESIUNILOR EFFECTIVE
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
62/136
PRINCIPIUL PRESIUNILOR EFFECTIVE
P F uA
/ /P A F A u
' u
In termenii tensiunilor effective:
Deschis la t=0
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
63/136
4.2.Tipuri de incercari
INCERCAREA DE FORFECARE DIRECTA
Forfecare directa(DST) Forfecare directa simpla(DSS)
4 2 2 P l d f f i t t i t fi i t l i
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
64/136
4.2.2.Procesul de forfecare in raport cu natura si starea fizica a pamantului
I.Nisip afanat, argila normal consolidata sau slab consolidata (RSC2) cu structura floculara(fete-muchii)
IIb.Argila supraconsolidata cu structura dispersa
Pamanturi coezive:
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
65/136
Tipuri de incercare de forfecare
A. Incercarea UU -NeconsolidataNedrenata ,u uc Incercarea CU -ConsolidataNedrenata ddc ,
B. Incercarea CD -ConsolidataDrenata ',' c
Nota:Conform notatiilor adoptate de Societatea Internationala de Mecanica
Pamanturilor indicii U,C,D reprezinta prima litera a cuvintelor : undrained,
consolidated, drained.
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
66/136
A.Parametri de forfecare pentru stare nedrenata :
' ' 'f tg c
B.Parametri de forfecare (drenat):
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
67/136
Parametri de forfecare reziduali si de varf'
r rc'si'
'csi
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
68/136
Factori de influentaEfectul DILATANTEI / CONTRACTANTEI
Reprezentarea dreptei caracteristice (neliniara)
Porozitate (ecr)
' cr
(0.8 )
Efectul starii :
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
69/136
5432136'
= corectie pentru forma particulei1
61 21
pentru sfericitate mare si forma rotunda a particuleipentru sfericitate mica si forma nerotunda (cu unghiuri) aparticulei
=corectie pentru marimea particulei2
pentru d>2.0mm (pietris)pentru 2.0>d>0.6mm (nisip mare)
pentru 0.6>d>0.2mm (nisip )
pentru 0.2>d>0.06mm (nisip fin)
112
92
42
02
=corectie pentru neuniformitate ( coefficient de neuniformitate)3pentru Cu>2.0 (neuniformitate mica) 23
13
03
pentru Cu=2.0 (neuniformitate medie)
pentru Cu
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
70/136
=corectie pentru gradul de indesare (ID)
pentru 0< ID
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
71/136
P t i d f f id li
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
72/136
Parametri de forfecare reziduali :
Valorile rezistentei la forfecare folosite in proiectare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
73/136
Valorile rezistentei la forfecare folosite in proiectare
a.Studiul stabilitatii versantilor
Tipul de argila si de
miscare
Tipul de
rupere
Deplasari la
rupere
Parametri rezultate
Argila moale scurta maric
Argila sensitive-rupere initiala
-curgere a masei
scurta
f.Scurta
mari (5-15%)
f.Mari
0
0
Argila supraconsolidata
-alunecari primare
-intacta
-fisurata cu oglinzi de
frictiune
-alunecari secundare
-curgere lenta
scurta
lunga
scurt
lung
oricare
f.lung
mici
mari
mici
mari
oricare
f.mari
0
0
0
0
0
'
uS
uS
v'vfvS '
vf'vf'
r'
r'
4 2 INCERCAREA TRIAXIALA
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
74/136
4.2 INCERCAREA TRIAXIALA
h
h1
0
0 0
;ivV VV
V V
Aparat triaxial:
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
75/136
h hV
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
76/136
NOTA: Se va reprezenta diagrama
h
h
2
31 si
h
h
V
V
pentru diferite valori a efortului de consolidare 3
kPa1003
kPa3003
kPa6003
Se determina :
-Parametri de forfecare
-Caracteristica de dilatare
-Drumul de eforturi in sistemul q-p
-Determinarea modulului de deformatii la cresteri mici a
deformatiei specifice verticale
1 31
2q
1 v
)()( 301 E
Relatia q-si 1v in incercarea triaxiala:
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
77/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
78/136
Incercarea de tip CD:
-Etapa 1Consolidare :
- Etapa2Rupere
1 3' '
1 '
La incercarea de tip CU (probe normal consolidate) :
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
79/136
La incercarea de tip CU (probe normal consolidate) :
Determinarea unghiului de frecare interna si a coeziunii
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
80/136
Determinarea unghiului de frecare interna si a coeziunii
Daca cunoastem M* si c* putem determina si c'
*6
*3arcsin'
M
M
'cos6
'sin3*'
cc
Determinarea modulului de deformatie in modelul Duncan-Chang (modul de rupere
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
81/136
m
ref
ref
ururc
cEE
'cot'
'cot''3
m
ref
ref
c
cEE
'cot'
'cot''35050
m
ref c
cEE
'cot'
'cot''15050
; INC.TRIAXIALA
; INC. MONOAXIALA KParef 100 5.0m
Domenii de folosire a parametrilor de forfecare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
82/136
uu
u
sc
0
cu kc c
'
'
k
k
c c
Tipul de
incercare
Parametri dreptei intrinseci Corespunde in practica la
situatiile:
UUInaltarea rapida a unei c-tiisau lucrari de pamant pe un
teren neconsolidat,putin
permeabil
CIU
Supraetajarea unei cladiri
sau suprainaltarea unei c-tii
de pam.Stabilitatea imediata a
taluzurilor sau versantilor.
CAKo-D
Stabilitatea in timp a
taluzurilor si versantilor.
Realizarea in ritm lent a unor
c-tii sau lucrari de pamant pe
terenuri permeabile.
Reamorsarea unor alunecari
dupa suprafete formate
anterior
0',' rr c
Verificarea stabilitatii versantilor + taluzelor
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
83/136
', 'k kc
,
' '' '
', '
cu cu
cu k
cu k
k k
c
c c
c
,
' '' '
', '
cu cu
cu k
cu k
k k
c
c c
c
cuc
0 1 2 3 4
Lenta CID
Stabilitatea in timp a
taluzurilor si
versantilor.Realizarea
in timp lent a unor c-tii
sau lucrari de pamant
in terenuri permeabile
CAKo-D
Forfecare simpla (pura)CAKo-U
CAKo-D
Realizeaza o stare deeforturi unitare pe tot
cuprinsul probei.
Forfecare in conditii de
deformare plana
CAKo-U Modeleaza mai corect
conditiile din: ramblee
lungi, a pamantului dindiguri, baraje sau din
spatele zidurilor de
sprijin
CAKo-D
Compresiune
monoaxiala
UU Valori orientative
5.CALCULUL EFORTURILOR UNITARE IN TERENUL DE FUNDARE
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
84/136
2
22exp
z
xh
z
hz
h-coef. de frecventa
Eforturi unitare din greutatea proprie ( presiunea geologica- )gz
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
85/136
Teren stratificat
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
86/136
Teren stratificat
i
n
i
igz h
1
Influenta nivelului apei subterane
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
87/136
Influenta nivelului apei subterane
-pamant necoeziv -teren coeziv
)'(' 121121211 wwgz hhhhh
3
3
/10
/10'
mkN
mkN
w
satgz hh 211
5.1Incarcarea concentrata actionand asupra semispatiului elastic izotrop
(Boussinesq 1885)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
88/136
(Boussinesq, 1885)
53 32 3 3 3z P z z P P
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
89/136
5
5 2 5 2 2
5
2 3 3 3cos
2 2 2 2
(1 2 ) 1;
2 ( )
z z
z P z z P PI
R z R R z z
P z
R z R R
3
2
3
2
1)21(2
4
1
)()21(
4
1
R
z
RGV
RzR
r
R
r
GV
z
r
222
)1(2/
zrR
EG
5.0 (corp elastic)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
90/136
2gz z
z
PI
z
rI f
z
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
91/136
Incarcare concentrat liniara
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
92/136
2 cos
0
RRP
R
5.2 Repartizarea eforturilor unitare pe talpa fundatiei
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
93/136
Fundatii continue rigide
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
94/136
Fundatii continue rigide
B
x
B
pp
2
1
12
2
INC.CENTRICA
(BOUSSINESQ, 1880)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
95/136
pCZ
Z
0
B
z
B
Lf ;0
ACHF= ABPD + DPGF + BPEC + PEHG
DEFH = APFG + PCGH - APDB - PCBE
Influenta fundatiilor vecine
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
96/136
1795 = 17243 + 38465 - 7248 - 8469
Influenta adancimii de fundare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
97/136
Eforturi unitare din incarcari diverse
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
98/136
1z A Bp B BI p
A A
Osterberg(1957)
Influenta stratificatiei- (Metoda stratului echivalent)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
99/136
nnech
E
EH
E
EHH
1
2
2
1
1
2
2
1 9.0
(Odemarkt) (n=3)
6.CALCULUL DEFORMATIILOR
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
100/136
I l iti d l ii t d t
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
101/136
In general aparitia deplasarii se poate datora :
-Tasarii , coborarii nivelului terenului datorita modificarii stariide tensiune din teren, etc.
-Subductie , coborarea nivelului terenului datorita modificarii
nivelului apei subterane (coborare), etc
-Prabusire ; coborarea nivelului terenului datorita prabusiriiunor goluri subterane.
(I) Tasarea totala se poate imparti in componente (pamanturi coezive)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
102/136
(II) In general se calculeaza numai deoarece la PN si PC (nesaturate)lipseste valoarea tasarii instantanee. (compresibilitate cu modificari de
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
103/136
p ( p
forma fara modificari de volum)
(III) La terminarea constructiei
- pamanturi necoezive
- pamanturi coezive
6.2 Metode de calcul a tasarii - Calculul tasarii direct (MTE) Boussinesq/Flamant
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
104/136
Calculul tasarii direct (MTE) Boussinesq/Flamant -Calculul tasarii indirect (folosind legile de comportare a pamantului)
Cazul incarcarii terenului cu o sarcina concentrata
6.2.1. Metoda teoriei elasticitatii
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
105/136
Cazul incarcarii terenului cu o sarcina concentrata
Boussinesq (1885)
z=0
Calculul tasarii dupa teoria elasticitatii
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
106/136
Schleicher (1926)2(1 )
c c
p Bs K
E
Gibson (1967)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
107/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
108/136
ck k
Influenta rigiditatii fundatiei
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
109/136
Influenta grosimii stratului deformabil
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
110/136
Egorov (STAS 3300/2 -85)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
111/136
Influenta adancimii de fundare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
112/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
113/136
Kerisel (1984)
Metode semiteoretice de calcul (MISE) STAS 3300/2-85
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
114/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
115/136
DIN 4019
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
116/136
Stabilitatea
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
117/136
A= suprafata eforturilor unitare in central suprafetei
G=greutatea proprie a constructiei
=coeficient de tasare (pentru stratul i)
Important ! Constructii inalte
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
118/136
G=modul de forfecare
Coeficienti de corectie (DIN 4019.1)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
119/136
Nisip si praf 2/3
Argila usor si mediu
supraconsolida
1
Argila puternic
supraconsolidata
0.5-1
Valori admisibile pentru tasari
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
120/136
Sadm (cm)
Fundatii izolate Argila 6
Fundatii izolate Nisip 4
Radiere Argila 6-10
Radiere Nisip 4-6
Argila 10
Tipuri de tasari
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
121/136
-tasare efectiva probabila
-tasare relativa probabila
-incovoiere relativa probabila
Calculul tasarii de consolidare
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
122/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
123/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
124/136
U=grad de consolidare
7. CAPACITATEA PORTANTA A TERENULUI
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
125/136
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
126/136
= =
1
2 2
+
2
= 12 2 + + 2
Metoda Terzaghi (1943)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
127/136
1
2cr q cp B N q N c N
N= factori de capacitatea portanta ; f()
Fundatii plasate pe taluz
C t (1963)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
128/136
Coquot (1963)
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
129/136
= 45
+
2
= 45 2+
2
= 0.5
+
+
; ; ;
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
130/136
Calculul presiunii critice dupa SR EN 1997-1
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
131/136
= C ditii d t
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
132/136
- Conditii nedrenate
=
=
+ 2
+
- Conditii drenate
=
=
+
+ 0.5
Caz de proiectare ncrcriParametrii
terenuluiRezistene
UNU
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
133/136
UNU
Combinaia1 A1 + M1 + R1
Combinaia2 A2 + M2 + R1
DOI A1 + M1 + R2
TREI A1/A2 + M2 + R3
SEISM A3 + M3 + R4
simbolul+ implic a fi combinat cu
Seturile A, Mi Rreprezint valori ale factorilor pariali de siguran care acioneaz
asupra valorilor aciunilor sau reaciunilor dupa cum urmeaz:
A-pentru ncarcri i efectele ncrcrilor
M- pentru caracteristicile geotehnice ale terenului de fundare;
R- pentru rezistene.
Pentru verificarea trenului de fundare se vor efectua calcule in toate cazurile de
proiectare; conform calculelor facute s-a constatat ca, cel mai defavorabil caz de
proiectare este cazul doi: C2: A1+M1+R2. Strile limit la care se fac verificrile sunt:
GEOpentru terenul de fundare i STR pentru elementele structurale.
STR+GEO
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
134/136
Aciune Notaie EQUSTR GEO
Notaie A1 A2 SEISM
Permanente
-
nefavorabile1,10 1,35 1,00 1,00
-favorabile 0,90 1,00 1,00 0,90
Variabile
-
nefavorabile1,50 1,50 1,30 1,00
-favorabile 1,00 0 0 0
dG, G
dG, G
dQ, Q
dQ, Q
Valorile coeficientilor pariali de siguran pentru parametrii pmntului( ) se dauM
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
135/136
Parametrii pmntului Simbol EQUSTR+GEO
M1 M2 SEISM
Unghi de frecare intern 1,25 1,00 1,25 1,25
Coeziunea efectiv 1,25 1,00 1,25 1,25
Rezistena la forfecare
nedrenat 1,40 1,00 1,40 1,40Rezistena lacompresiune
(monoaxial)1,40 1,00 1,40 1,40
Greutatea volumic 1,00 1,00 1,00 1,00
*
'c
cu
qu
Valorile coeficienilor pariali de siguran pentru rezistene( ) se dau n TabelulR
8/13/2019 Curs f Mecanica Avansata Partea I
136/136
Rezistene SimbolGRUPARE
R1 R2 R3 SEISM
Capacitate portant 1,00 1,40 1,00 1,00
Alunecare 1,00 1,10 1,00 1,00
Rezistenapasiv 1,00 1,40 1,00 1,00
vR,
hR,
ER,
Valorile aciunilor de calcul n seciunea de ncastrare a stlpului n
fundaie se iau conform combinaiei date n SR EN 1990:2004/NA2006 (relaia 6.10; 6.11 i 6.12)