Jdi na obsah Jdi na menu
 


Úvod do mechaniky zemin

25. 4. 2019

1. Charakteristické vlastnosti zemin

Zatížení zásypem závisí na těchto vlastnostech zeminy:

  1. hustota zeminy v přirozeném uložení 
  2. hustota suché zeminy

kde  ms je hmotnost pevných částic

  1. zdánlivá hustota pevných částic 

kde  Vs je objem pevných částic

  1. pórovitost (v procentech) 

kde  Vp je objem pórů

  1. číslo pórovitosti 
  2. Stupeň nasycení vodou 

Suché zeminy Sr =0 až 0,02, Vlhké zeminy Sr =0,25 až 0,80, Vodou nasycené Sr=1,0

  1. Objemová hmotnost plně nasycené zeminy
  2. Číslo plasticity Ip=wL-wP

kde wL je vlhkost na mezi tekutosti a to je hranice mezi zeminou kašovitou a měkkou

wp je vlhkost na mezi plasticity a to je hranice mezi zeminou tuhou a pevnou

  1. Stupeň konzistence 
  2. Soudržnost zeminy c
  3. úhel vnitřního tření pro zásypový materiál použitý na zaplnění výkopu φ
  4. úhel kluzného tření mezi zásypovým materiálem a stěnami výkopu φk
  5. součinitel vnitřního tření zásypového materiálu
  6. součinitel kluzného tření mezi zásypovým materiálem a stěnami výkopu

Součinitel μk je vždy menší anebo roven μ. Rovnost platí za předpokladu, že použitý zásypový materiál je homogenní.

  • modul přetvárnosti (Ep) označovaný někdy jako modul deformace nebo prostě modul zeminy
  • návrhová hodnota Poissonova součinitele ν
  • pevnost zeminy τ

 

2. Napjatost, deformace, pevnost a tlak zeminy

        Zemina je složena z pevných částic a z pórů, které bývají zčásti nebo úplně vyplněny vodou. Při přenášení do podloží dochází ke vzájemnýcm posuvům pevných částic, ke zmenšování objemu pórů, ke stlačování zeminy. Pokud jsou póry vyplněny vodou, je mobilizován tlak v pórech. Platí tedy, že celkové (totální) napětí působící v zemině se přenáší jednak na pevný skelet (napětí efektivní σ´), jednak na vodu v pórech (pórový tlak u).  Vyjádřeno vzorcem  σ=σ´+u.

       Pevnost zeminy. Pod pojmem pevnost zeminy se rozumí její smyková pevnost. Zemina se poruší smykem v rovině, ve které je smykové napětí větší než odporve smyku. Smyková pevnost zeminy je charakterizovaná úhlem vnitřního tření a soudržností a vyjádří se obecně vztahem   τ =c+σ. tg φ 

        Smyková pevnost je způsobena odporem půdního skeletu, odpor vody ve smyku je nulový, proto vzorec lze upřesnit na tvar τ =c´+σ´. tg φ  . Čárkované veličiny jsou efektivní smykové parametry, změny probíhají tak pomalu, aby pórový tlak v zemině byl nulový nulový, tj.: u=0. Při rychlém zatěžování, kdy zemina nestačí konsolidovat, neznáme pórové tlaky, platí totální parametry:τ =cu+σ. tg φu  anebo   τ =c´+(σ-u). tg φ´ 

 Druhy zemního tlaku na potrubí rozlišujeme takto:

            Tlak v klidu působí, jestliže nedochází ke vzájemnému posuvu potrubí a zeminy.

Aktivní zemní tlak nastane, jestliže přemístění a přetvoření potrubí směrem od zeminy je tak veliké, že se dosáhne plné mobilizace smykové pevnosti na smykové ploše v zemině. K dosažení tohoto stavu stačí zpravidla jen malý pohyb potrubí.

Pasivní zemní tlak nastane, jestliže se plné mobilizace smykové pevnosti dosáhne při přemístění a přetvoření směrem do zeminy

3. Úzký a široký výkop

Jestliže se jedná o úzký výkop, pak    b/Do<2 a zároveň h/b>3,5. V ostatních případech se jedná o široký výkop.

uzky-vykop.jpgsiroky-vykop.jpg

Obrazek Tvar úzkého a širokého výkopu