Sondowanie statyczne. Metody i zastosowanie w geoinżynierii

Sondowanie statyczne. Metody i zastosowanie w geoinżynierii

rok wydania: 2006, wydanie pierwsze
ISBN: ISBN: 83-204-3111-5
ilość stron: 350
format: 17x24 cm
oprawa: miękka

Opis

Książka jest poświęcona problematyce opisu i identyfikacji charakterystyk materiałowych gruntu, niezbędnych w projektowaniu posadowień konstrukcji inżynierskich. Składa się z dwóch zasadniczych części: teoretycznej i praktycznej. W części pierwszej podano podstawy teoretyczne opisu ośrodka gruntowego w ujęciu geomechaniki. Przedstawiono w niej kryteria i prawa konstytutywne stosowane do opisu pracy ośrodka gruntowego w stanie odkształcenia, głównie zaś jego plastycznego płynięcia. Szczególny nacisk położono na omówienie hypoplastycznej teorii deformacji gruntu. Podano też metody sprawdzania adekwatności praw konstytutywnych stosowanych do opisu gruntu oraz warunki początkowe i brzegowe symulacji numerycznych podstawowych badań geotechnicznych. Część druga książki dotyczy praktycznego stosowania sondowania do oceny nośności i odkształcenia ośrodka gruntowego. Omówiono w niej metody badań polowych stosowanych do rozpoznania warunków geologiczno-inżynierskich podłoża budowli oraz techniki prowadzenia sondowań statycznych CPT i CPTU wraz z metodyką interpretacji wyników. Podano też przykłady zastosowania badań CPTU. Jest przeznaczona dla pracowników naukowych, doktorantów i studentów kierunków: budownictwo wodne i lądowe, inżynieria środowiska, geotechnika i pokrewnych wyższych uczelni technicznych, a także dla praktyków zajmujących się oceną parametrów mechaniczno-fizycznych gruntu oraz dla twórców programów obliczeniowych do symulacji odkształceń obciążonego podłoża gruntowego.

Spis treści

Od Autora
CZĘŚĆ TEORETYCZNO-NUMERYCZNA

 

1. Sondowanie statyczne gruntu a geomechanika obliczeniowa
1.1. Wprowadzenie
1.2. Zadania geomechaniki obliczeniowej

 

2. Równowaga jednofazowego ośrodka gruntowego
2.1. Wprowadzenie
2.2. Przyrostowy opis równowagi
2.3. Niestacjonarny układ równań równowagi
2.4. Iteracyjne rozwiązanie zagadnienia równowagi

 

3. Krótkie wprowadzenie do hypoplastycznej teorii deformacji gruntów
3.1. Wstęp
3.2. Główne założenia teorii hypoplastyczności
3.2.1. Ograniczenia hypoplastycznych funkcji konstytutywnych
3.3. Powierzchnie graniczne i powierzchnie płynięcia
3.4. Zjawiska i właściwości prawa konstytutywnego
3.4.1. Pyknotropia
3.4.2. Barotropia
3.4.3. Argotropia
3.5. Analiza kilku wybranych praw konstytutywnych
3.5.1. Prawo konstytutywne Wu Wei
3.5.2. Prawo Gudehusa-Bauera
3.5.3. Propozycja von Wolffersdorffa
3.5.4. Warunki Druckera-Pragera i Matsuoki-Nakai
3.5.5. Hypoplastyczny model Druckera-Pragera z izochorycznym prawem płynięcia
3.5.6. Hypoplastyczny model z kryterium Matsuoki-Nakai
3.5.7. Zmodyfikowana wersja hypoplastycznego równania konstytutywnego
3.6. Kalibracja jako zadanie nieliniowej optymalizacji

 

4. Metody sprawdzania adekwatności praw konstytutywnych
4.1. Wprowadzenie
4.2. Definicje wybranych badań podstawowych
4.2.1. Numeryczna symulacja konsolidacji izotropowej
4.2.2. Numeryczna symulacja edometrycznej ściśliwości
4.2.3. Numeryczna symulacja dwuosiowego ściskania
4.2.4. Numeryczna symulacja trójosiowego ściskania
4.2.5. Numeryczna symulacja prostego ścinania
4.3. Podsumowanie

 

5. Warunki brzegowe i początkowe
5.1. Warunek brzegowy tarcia na pobocznicy sondy
5.2. Całkowanie zagadnienia początkowego
5.2.1. Przykład zastosowania niejawnej metody Eulera
5.2.2. Zastosowanie metod Rungego-Kutty
5.2.3. Liniowość funkcji konstytutywnej względem naprężenia
5.2.4. Nieliniowość funkcji konstytutywnej względem naprężenia
5.3. Wybór kryterium stabilności
5.4. Przykład numeryczny

 

6. Sondowanie i inne metody polowe
6.1. Przegląd wybranych metod polowych
6.1.1. Wiercenia badawcze
6.1.2. Wykopy badawcze
6.1.3. Próbne obciążenia gruntu
6.1.4. Badanie dylatometryczne
6.2. Sondowania
6.2.1. Sondowanie statyczne sondą wciskaną
6.2.2. Sondowanie dynamiczne

 

7. Metoda CPT w rozpoznaniu geotechnicznym
7.1. Wyposażenie aparatury pomiarowej CPT(U)
7.2. Penetrometr stożkowy
7.3. Urządzenie wciskające
7.4. Żerdzie pomiarowe
7.5. Sprzęt pomiarowy

 

8. Sprawdzenie wyników sondowania
8.1. Wpływ czynników zewnętrznych na pomiar
8.1.1. Wpływ ciśnienia wody w porach gruntu
8.1.2. Wpływ cienkich przewarstwień podłoża na wyniki sondowania
8.1.3. Położenie filtra
8.1.4. Wpływ pionowej siły wciskającej na odczyty ciśnienia wody w porach gruntu
8.1.5. Wpływ temperatury
8.1.6. Odchylenie sondy od pionu
8.1.7. Wpływ zużycia materiałów stożka penetrometru
8.2. Prezentacja wyników badania
8.2.1. Parametry mierzone
8.2.2. Parametry znormalizowane
8.2.3. Informacje dodatkowe
8.3. Kontrola jakości wykonanych pomiarów
8.4. Interpretacja wyników badań
8.5. Klasyfikacja gruntów
8.5.1. Klasyfikacja według Douglasa i Olsena
8.5.2. Klasyfikacje według Robertsona (1986, 1990)
8.5.3. Klasyfikacja według Schmertmanna
8.5.4. Inne klasyfikacje gruntów
8.6. Interpretacja wyników CPT(U) w gruntach wrażliwych
8.6.1. Ocena stanu gruntu
8.6.2. Parametry wytrzymałościowe
8.6.3. Oszacowanie modułów odkształcenia
8.6.4. Charakterystyka warunków konsolidacji
8.7. Interpretacja w gruntach gruboziarnistych
8.7.1. Charakterystyki stanu gruntu
8.7.2. Współczynniki OCR i K0
8.7.3. Efektywne parametry wytrzymałościowe gruntu
8.7.4. Moduły odkształcenia

 

9. Przykłady zastosowania badań CPTU
9.1. Szacowanie nośności pojedynczego pala
9.2. Płytkie posadowienie fundamentów
9.2.1. Oszacowanie oporu granicznego podłoża gruntowego
9.2.2. Oszacowanie wartości osiadań
9.3. Oszacowanie ryzyka upłynnienia gruntu
9.3.1. Charakterystyka uziarnienia gruntu
9.4. Inne zastosowania badań CPTU
9.4.1. Pomiar temperatury
9.4.2. Przewodność właściwa i opór właściwy
9.4.3. Pomiar względnej przenikalności dielektrycznej
9.4.4. Pomiar wskaźnika kwasowości gruntu
9.4.5. Pomiar potencjału utleniająco-redukującego
9.4.6. Reakcja fotochemiczna powodowana laserem
9.4.7. VisCPT - bezpośrednia obserwacja gruntu
9.5. Regionalne bazy danych - propozycja jednolitej struktury

 

10. Badania naukowo-techniczne o CPT(U)
10.1. Główne badania akademickie
10.2. Modelowanie sondowania statycznego CPT
10.2.1. Modele CPT na podstawie teorii nośności
10.2.2. Modele CPT odkształcenia sferycznego
10.2.3. Modele CPT w ramach teorii płynięcia materiałów
10.3. Modele CPT bazujące na metodzie elementów skończonych
10.3.1. Modele CPT małych odkształceń
10.3.2. Modele CPT dużych odkształceń
10.4. Zalety i wady modeli symulacji CPT
10.4.1. Mechanizm penetracji sondy
10.4.2. Charakterystyka gruntu a prawo konstytutywne
10.4.3. Opis zachowania fazy wodnej w gruncie
10.4.4. Profil geotechniczny gruntów uwarstwionych
10.5. Trendy rozwoju naukowego i badawczego CPT
10.6. Podstawowa literatura dotycząca interpretacji CPT(U)
10.6.1. Wszystkie rodzaje gruntów
10.6.2. Grunty gliniaste
10.6.3. Grunty piaszczyste

 

11. Procedury badań, wymagania i sprzęt
11.1. Klasy badań
11.2. Podstawowe definicje
11.3. Wytyczne do badań z końcówką piezometryczną
11.3.1. Geometria końcówki penetrometru
11.3.2. Stożek
11.3.3. Filtr pomiaru ciśnienia wody w porach gruntu
11.3.4. Uszczelnienie powyżej stożka
11.3.5. Urządzenia rejestrujące
11.3.6. Tuleja cierna
11.3.7. Walcowe przedłużenie
11.3.8. Żerdzie pomiarowe
11.3.9. Sprzęt pomiarowy
11.3.10. Urządzenie wciskające
11.3.11. Reduktor tarcia
11.4. Procedura badania i kontrola jakości
11.5. Prezentacja wyników
11.5.1. Informacje obligatoryjne
11.5.2. Informacje uzupełniające
11.5.3. Wybór skali na osiach prezentacji wyników
11.5.4. Plan sytuacyjny
A. Metoda Pohla dla układów liniowych
A.l. Algorytm Pohla
A.1.1. Transformacja do postaci górnej macierzy trójkątnej
A.1.2. Transformacja do postaci dolnej macierzy trójkątnej
A.1.3. Kondensacja macierzy rzadkich i triangularyzacja
B. Prędkość deformacji i prędkość odkształcenia
B.l. Wstęp
B.2. Koncepcje opisu deformacji ośrodka
B.3. Tensor prędkości deformacji oraz tensor spinu (prędkości obrotu)
B.3.1. Odkształcenia skończone i deformacje
B.3.2. Porównanie tensorów prędkości odkształcenia i prędkości deformacji
C Metoda BFGS - FTN77
Literatura 

Skorowidz