Download pdf - Cursuri Geotehnica

Geotehnică – note de cursConf.dr.ing. Irina Lungu, Prof.dr.ing. Anghel Stanciu

Cursul nr.1

Bibliografie: A. Stanciu & I. Lungu, FUNDAŢII – IFizica şi Mecanica Pământurilor, Ed. Tehnică, 2006

Geotehnică - note de curs Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

Tunel – canal, Sapperton, Anglia, 1789


http://en.wikipedia.org/wiki/Image:Stroudwater_Canal_Bridge.JPG�

Construcţia metroului din ParisGeotehnică - note de curs

Conf. Irina Lungu & Prof. Anghel Stanciu

http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f7/Paris_Metro_construction_03300288-3.jpg�

Elemente de risc la construire pe versanţi



• total weight

P = 14 453 tons (142 MN)

• average foundation pressure q = 497 kPa

• total height H = 58.36m

• total height above G.L.

H’ = 55m

• area of the annular foundation A = 285m2

• present inclination 5030’

• present eccentricity

e = 2.3mGeotehnică - note de curs


http://www.stilepisano.it/immagini/images/Torre di Pisa (1)_jpg.jpg�


Lucrări de investigare


Prelevare de probe


pământ - rocasedimentară detritică,alcătuită din fragmentesolide necimentate, dedimensiuni variabile, celmult egale ca mărimecu dimensiunile bobuluide nisip (2,00 mm).

roci stratificate

strat = unitatede sedimentare- un volum de materialacumulat în condiţiifizice esenţial uniforme↔ stratigrafie


Geoeditor - un echipament grafic pentru geomodelare


Profile stratigrafice


Principiul suprapunerii “într-o succesiune pe verticală a straturilor sedimentare (care s-au

depus orizontal sub formă de sediment, într-un bazin marin saulacustru), toate straturile mai recente (de deasupra) le acoperă pecele mai vechi (de dedesubt)”


Principiul continuităţii “într-o regiune calmă, neperturbată de mişcări tectonice, un strat

orizontal cunoscut rămâne identic cu el însuşi sau evoluează într-omanieră progresivă, toate elementele sale fiind de aceeaşi vârstă”

Profilul stratigrafic al văii râului Marne Strat lenticular (b) şi lacună stratigrafică


Principiul paleontologic orice fenomen geologic petrecut sub ochii noştri şi observat

actualmente în natură s-a petrecut şi în timpurile îndepărtate alePământului, în aceleaşi condiţii şi sub impulsul aceloraşi cauze” →sedimente ce prezintă aceleaşi caracteristici litologice, datorităaceloraşi condiţii de formare, pot avea vârste diferite.

“două straturi sau formaţiuni cu acelaşi conţinut paleontologic suntde aceeaşi vârstă”.

Conţinut paleontologic = fosile Fosilele reprezintă urmele florei şi faunei care s-au succedat în

cursul timpului geologic şi au evoluat în conformitate cu legile deevoluţie ale speciilor, în formaţiunile sedimentare.

Fosile stratigrafice / fosile de facies


Anomalii stratigrafice Contacte anormale şi suprapuneri de straturi


Discordanţe stratigrafice

Discordanţe de eroziune


Discordanţe transgresive şi regresive


Discordanţe de cutare


Pământurile - sisteme disperse, trifazice în care mediul dedispersiune îl reprezintă aerul şi apa iar dispersoidul îl constituieparticulele de diferite dimensiuni (≤ 2 mm).

Structura unui pământ Textura unui pământ


Structura unui pământ este determinată de:

mărimea şi forma particulelor solide; compoziţia chimico-mineralogică a particulelor solide; interacţiunea dintre faza solidă, lichidă şi gazoasă


Tipuri de structuri

Structura grăunţoasă (granulară)

• structura grăunţoasă este specifică nisipurilor şi pietrişurilor, “legătura” dintreparticule este de natură mecanică, datorată presiunii intergranulare şi, înconsecinţă, frecării interne dintre particule;• în stare uscată, pământul cu o astfel de structură, lăsat liber, curge neexistândforţe de atracţie (coeziune) între particule → această structură este specifică aşanumitelor pământuri necoezive sau pulverulente• prezintă o permeabilitate mare, iar caracteristicile sale fizico-mecanice suntpuţin influenţate de prezenţa apei. Geotehnică - note de curs


Structura în fagure

• este specifică particulelor cu dimensiuni mai reduse (≅ 0,005 ÷ 0,05 mm) cu forme plate,solzoase sau aciculare, care sedimentează individual sub acţiunea gravitaţiei;

• deformabilitatea structurii este relativ mare sub acţiunea sarcinilor statice, iarpermeabilitatea redusă. Este cea mai sensibilă structură la îngheţ - dezgheţ.


Structura în fulgi (floculară)

este specifică particulelor fine şi foarte fine (< 0,005 mm), care, datoritădimensiunilor reduse fac ca forţele gravitaţionale să nu poată determinasedimentarea particulelor ce se găsesc în suspensie în mediul desedimentare

deformabilitatea structurii este însă dependentă şi de posibilităţile deeliminare a apei din interiorul floculelor, astfel încât deformaţiile se producun timp îndelungat de la încărcarea structurii

stabilitatea şi rezistenţa structurilor floculare este dată de legăturile care sestabilesc între particule, adică de forţele de atracţie numite generic coeziune→ aceste structuri sunt asociate pământurilor coezive, respectiv argilelor.


a) structura floculară prin contacte b) structura dispersă prin contactefeţe – muchii feţe – feţe

a) structura floculară b) structura floculară - agregatămuchii – muchii feţe – muchii şi muchii - muchii


Structura mixtă

Loess


Textura unui pământ ca totalitate a neuniformităţilor structurii, este generată de tipul

mediului de sedimentare (fluvial, lacustru, deltaic, marin) deperiodicitatea debitului solid determinat de alternanţa primăvară –vară – iarnă, precum şi posibila variaţie a presiunilor litologice, camărime şi direcţie, pe timpul procesului de formare a rocilor.

Tipuri de texturi: texturi afânate sau necoezive la nisipuri, pietrişuri,

bolovănişuri, ca depuneri aluvionare din conurile de dejecţie şidin albiile râurilor;

texturi stratificate ca alternanţe de straturi subţiri de argilă şinisip sau argiloase şi mâloase;

textură compactă proprie rocilor sedimentare coezive de tipulargilelor.


Textura afânată textura omogenă, caracteristică pământurilor necoezive cu particule

având aproximativ aceleaşi dimensiuni (ex. nisipurile eoliene),

textura porfirică, caracterizată prin existenţa în masa pământului necoeziv cu particule fine, a unor particule cu dimensiuni mari sau foarte mari.


Texturi la pământuri coezive textura omogenă, (compactă), specifică argilelor marine de

adâncime; textura stratificată sau microstratificată poate fi laminară, lenticulară,

şistoasă.


Factori ce determină structura pământurilor

mărimea şi forma particulelor solide;

compoziţia chimico - mineralogică a particulelor solide;

forma şi starea fizică a fazei lichide şi gazoase;

interacţiunea dintre faza solidă, lichidă şi gazoasă.


Mărimea şi forma particulelor pământului

Procedeul tehnic prin care seindividualizează şi se sortează,sub formă de repartiţieprocentuală, particulele dintr-oprobă de pământ, dupămărimea acestora se numeşteanaliză granulometrică.

Grupa de fragmentesolide, exprimată în unităţi demasă sau procentual din masatotală a probei uscate, avânddimensiunile cuprinse înintervale de dimensiunideterminate (între două limitedate), poartă numele defracţiune granulară(granulometrică).


Metode de analiză granulometrică metoda cernerii prin ciururi,

pentru pământuri cu granule maimari de 2,00 mm;

metoda cernerii pe site, pentrupământuri cu granule între 2,00 şi0,08 ÷ 0,05 (0,063) mm;

metoda sedimentării cuareometrul sau metodasedimentării cu pipeta, pentrupământuri cu granule mai mici ca0,08 ÷ 0,05 (0,063) mm;

metoda combinată (cernere şisedimentare), pentru pământurilepolidisperse cu plaje întinse alegranulaţiei.


curbă de granulozitate (curbă statistică integrală de tip Galton); histogramă (diagramă de tip Gauss); poligon sau curbă de frecvenţă.


Forma particulelor indicele de sfericitate (Sp), ce

apreciază măsura în care forma unei particule se apropie de cea a unei sfere şi se calculează cu una din relaţiile:

SKrumbein= sauSSneed-Folx= -

coeficientul volumetric, ce exprimă raportul dintre volumul particulei (V) şi volumul unei sfere ce include particula:

- factorul formei (F) definit ca raport între

36πVde⋅=

( ) ( )ABBC


Aplicabilitatea diametrului echivalent coeficientului de neuniformitate (coeficientul lui Hazen)

Pământurile se pot împărţi în următoarele categorii (STAS 1243-88): pământuri cu granulozitate foarte uniformă Un ≤ 5 pământuri cu granulozitate uniformă 5 < Un ≤ 15 pământuri cu granulozitate neuniformă Un > 15coeficientul de curbură

Se apreciază că un pământ bun pentru construcţia terasamentelor trebuie să aibă

10

60

ddU n =

( )6010

230

dddCc⋅

=

1 3cC = ÷Geotehnică - note de curs
