ΑΡ Ι Σ ΤΟ Τ ΕΛ Ε ΙΟ ΠΑΝΕΠ Ι Σ ΤΗΜ ΙΟ ΘΕΣ ΣΑΛΟΝ ΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ

ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΤΕΧΝΙΚΗΣ ΓΕΩΛΟΓΙΑΣ

ΜΑΘΗΜΑ: ΤΕΧΝΙΚΗ ΓΕΩΛΟΓΙΑ

ΕΞΑΜΗΝΟ: 7ο

ΔΙΔΑΣΚΟΝΤΕΣ: Β. ΧΡΗΣΤΑΡΑΣ, Καθηγητής Β. ΜΑΡΙΝΟΣ, Λέκτορας

3η ΑΣΚΗΣΗ: ΟΝΟΜΑΤΕΠΩΝΥΜΟ ΦΟΙΤΗΤΗ:……………………………………

.………….……………………………………...…ΗΜ/ΝΙΑ: ………….

Τίτλος άσκησης: Διατµητική αντοχή Εδάφους. Εκτίµηση συνοχής και γωνίας τριβής από το κριτήριο αστοχίας Mohr-Coulomb και εργαστηριακές δοκιµές εδαφικών δοκιµίων. Δοκιµή

άµεσης διάτµησης. Γεωστατικές τάσεις.

Άσκηση Α1 (Τριαξονική δοκιµή)

Κατά τη στιγµή της θραύσης σε τριαξονική δοκιµή 2 αδιατάρακτων αργιλικών δειγµάτων

µετρήθηκαν:

• 1ο δείγµα: σn=52Kg/cm2, τf=22Kg/cm2

• 2ο δείγµα: σn=100Kg/cm2, τf=32Kg/cm2

ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Υπολογίστε τη συνοχή c και τη γωνία τριβής φ της αργίλου.

2. Να υπολογιστούν οι κύριες τάσεις σ1 και σ3 για το κάθε δείγµα.

3. Να υπολογιστεί η γωνία  που σχηµατίζει η επιφάνεια θραύσης µε την κύρια τάση σ1.

Άσκηση Β1 (Άµεση Διάτµηση)

Μία σειρά από δοκιµές άµεσης διάτµησης εκτελέστηκαν σε δοκίµια άµµου.Τα αποτελέσµατα κατά

την αστοχία των δειγµάτων είναι:

Πλευρική κύρια

τάση (σ3) (KN/m2) 100 200 400

Διαφορά κυρίων

τάσεων (KN/m2) 452 908 1810

ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Να υπολογιστούν η γωνία τριβής φ’ και συνοχή c’ του δείγµατος.

2. Αν πρέπει να διαµορφώσετε πρανή σε αυτά τα αµµώδη υλικά, ποιά θα πρέπει να είναι

η κλίση των πρανών ώστε να µην αστοχήσουν (εδώ κατολισθήσουν).

Άσκηση Β2 (Άµεση Διάτµηση)

Σε δείγµα αµµώδους ιλύος χωρίς συνοχή εκτελέστηκε δοκιµή άµεσης διάτµησης. Η ορθή τάση

ήταν σn=50KPa και η διατµητική τάση που µετρήθηκε κατά την αστοχία τ=31KPa. Να σχεδιαστεί ο

κύκλος του Mohr κατά την αστοχία και να προσδιοριστούν:

ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Να υπολογιστούν οι κύριες τάσεις σ1 και σ3.

2. Να υπολογιστούν η συνοχή και η γωνία τριβής φ της αµµώδους ιλύος.

3. Να υπολογιστεί η κλίση του επιπέδου αστοχίας

4. Να υπολογιστεί η κλίση των κυρίων επιπέδων (επιπέδων πάνω στα οποία δρουν οι

κύριες τάσεις σ1 και σ3) καθώς και του επιπέδου της µέγιστης διατµητικής τάσης τmax

Άσκηση Γ1 (Γεωστατικές τάσεις)

Σας δίνεται η στρωµατογραφία σε θέση όπου σχεδιάζεται να γίνει η κατασκευή σταθµού

µητροπολητικού σιδηροδρόµου (ΜΕΤΡΟ). Στην τοµή σηµειώνεται η πυκνότητα των εδαφών (ρ

πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα και pκορ κάτω από τον υδροφόρο ορίζοντα), ο συντελεστής

ωθήσεως γαιών Κο, η στάθµη του υδροφόρου ορίζοντα (Σ.Υ.Ο.) και τα σχετικά βάθη.

Σχήµα 1. Τοµή εδάφους όπου σηµειώνεται η πυκνότητα των εδαφών (ρ πάνω από τον υδροφόρο

ορίζοντα και pκορ κάτω από τον υδροφόρο ορίζοντα), ο συντελεστής ωθήσεως γαιών Κο  η στάθµη του υδροφόρου ορίζοντα (Σ.Υ.Ο.) και τα σχετικά βάθη.

ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ:

1. Για τη γεωστατική εντατική κατάσταση της εδαφικής τοµής του σχήµατος να

συµπληρωθεί ο ακόλουθος πίνακας:

Βάθος (m) σv (kPa) u (kPa) σ’v (kPa) σ’h (kPa) σh (kPa)

0 -3.0 -9.0

-15.0

Σηµείωση: Η επιτάχυνση της βαρύτητας είναι g=9.81m/sec2. Για ευκολία στις πράξεις θεωρούµε

g=10m/sec2.

Άσκηση Γ2 (Γεωστατικές τάσεις) Σας δίνεται η στρωµατογραφία σε θέση όπου σχεδιάζεται να γίνει η κατασκευή σταθµού

µητροπολητικού σιδηροδρόµου (ΜΕΤΡΟ). Ένα στρώµα αργίλου πάχους 4m απαντάται ανάµεσα

σε δύο στρώµατα άµµου πάχους 4m, όπου το ανώτερο στρώµα βρίσκεται στην επιφάνεια του

εδάφους. Η στάθµη του υδροφόρου ορίζοντα είναι 2m υπό την επιφάνεια του εδάφους ενώ το

κάτω στρώµα άµµου (κάτω από την άργιλο) βρίσκεται υπό αρτεσιανή πίεση όπου η πιεζοµετρική

επιφάνεια είναι 4m πάνω από την επιφάνεια του εδάφους.

Η πυκνότητα της άµµου πάνω από τον υδροφόρο ορίζοντα ρ είναι 16,5ΚΝ/m3 . Η πυκνότητα της

άµµου κάτω από τον υδροφόρο ορίζοντα pκορ είναι 19ΚΝ/m3 και της αργίλου 20ΚΝ/m3.

ΖΗΤΟΥΝΤΑΙ:

Αφού σχεδιάσετε τη στρωµατογραφία του προβλήµατος, ζητούνται:

1. Υπολογίστε τις ενεργές τάσεις στην οροφή και στο δάπεδο του αργιλικού

στρώµατος.

2. Ποια τα προβλήµατα στη κατασκευή του σταθµού από την ύπαρξη αρτεσιανισµού;

3. Προτείνετε τρόπους να αντιµετωπίσετε τις ανωστικές πιέσεις από τις πιέσεις πόρων

που θα αναπτυχθούν στο δάπεδο του σταθµού (π.χ. και από επιπλέον πιθανές

περιπτώσεις αρτεσιανισµού από ορίζοντες άµµου µέσα σε αργιλικό περιβάλλον).