geotehnica curs

Click here to load reader

Post on 08-Aug-2015

802 views

Category:

Documents

39 download

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Geotehnica abordează studiul proprietăţilor fizico-mecanice şi comportamentul sub sarcină al rocilor sedimentare detritice sau clastice de dimensiuni mijlocii sau reduse.

TRANSCRIPT

1 Obiectul cursului 1.1. IntroducereConstruciile transmit prii superficiale a scoarei globului terestru presiunile ce se dezvolt la baza lor, ca urmare a sarcinilor permanente i utile care acioneaz asupra acestora. Parteaconstrucieicareasigurtransmitereaacestorpresiunincondiiile prevzute de calculul static al sistemului n aa fel nct s nu pun n pericol buna ei exploatare, poart denumirea de fundaie. Zona din scoar n care, datorit executrii construciei, au loc schimbri fa de situaia anterioar poart denumirea de teren de fundare. Rezolvarearaionalaproblemeifundriiuneiconstruciipresupune cunoatereamaterialuluipecaresetransmitsarcinileprovenitedelaconstrucii, adic a pmntului ce alctuiete terenul de fundare. Geotehnicaabordeazstudiulproprietilorfizico-mecanicei comportamentulsubsarcinalrocilorsedimentaredetriticesauclasticede dimensiuni mijlocii sau reduse. Aceast alegere preferenial este determinat de urmtoarele motivaii: -rocile sedimentare detritice constituie, ca rspndire i volum, principalele tipuriderociutilizatecamaterialdeconstrucie,pentrulucrrilede terasamente(ramblee,diguri,baraje,etc.)sauntlnitecasuportal construciilor; -proprietilefizico-mecanicealeacestorrocisuntvariate,ceeacepermite stabilireaunorreguligeneraleprivitoarelacomportamentullor,la dimensionarea fundaiilor i a lucrrilor de terasamente; -datoritmruniriiavansate,suntpermeabilelaapiaer,faptce influeneaz n mod hotrtor comportamentul lor n prezena apei. Pentruaincludentr-unsingurcuvnttoateacesterociceformeazobiectul de studiu al geotehnicii, s-a introdus noiunea de pmnt. Prinpmntsenelegerocasedimentardetriticalctuitdin fragmente solide necimentate, de dimensiuni variabile, cel mult egale ca mrime cu dimensiunile bobului de nisip (2,0 mm). n procesul de formare prin sedimentare n apele rurilor, lacurilor sau mrilor, pmnturiles-audepus n straturi deaceeaelese numescirocistratificate.Orict derigurosarfifcutcalculul suprastructurii, dac nu se ineseamadeproprietile pmntului din terenul de fundare construcia poate fi compromis. Pentrucunoatereacomportriiterenuluisubaciuneasarcinilortransmise trebuiessecunoasccaracteristicilefiziceimecanicealediferitelorstraturide pmnt, precum i modul n care se repartizeaz eforturile i deformaiile aferente n interiorul acestor mase. 2 1.2. Legtura Geotehnicii cu alte tiine. Disciplinacarearecascopselucidezefenomeneledenaturfizici mecanic ce au loc n pmnt sub aciunea sarcinilor transmise de construcii poart denumirea de Geotehnic. Studiul calitilor fizice i mecanice ale pmntului cuprinde o serie de ramuri de tiine ca: geologia, climatologia, hidrologia, chimia i mecanica. Rezistenele mecanice ale pmnturilor fiind mult maimici dect rezistenele materialelor artificiale de construcii, ntre elementele portante ale structurii (ziduri, stlpi, diafragme, etc.) i teren trebuie interpus un element de repartizare fundaia.Deexemplulastlpuldinfigura1.1.(aluneihaleindustriale)fundaia transmitencrcareastlpuluilaunstratdeargil.Dimensionndsuprafaade transmitere,proiectantulurmretesaiboacoperiresuficientfaderisculde pierdere a capacitii portante a stratului suport pe care reazem fundaia.. PrinpmntconformSTAS,senelegeacumulareadeparticuleminerale solide,produseprindezagregareafizicsauchimicarocilorcarepotconinesau nu, materiale organice. Terendefundaresedefinetecafiindvolumulderocsaudepmnt influenat de ncrcrile transmise prin intermediul fundaiei. Fig. 1.1. Structur fundaie teren de fundare 1.3. Scurt istoric Problemelelegatedefundareaconstruciilorauaprutdincelemaivechi timpuri, nc din antichitate, cu ocazia construirii digurilor, a canalelor navigabile, a porturilor,aapeductelor,etc..Dezvoltareacunotinelorirealizarilendomeniul fundaiilor s-a fcut pn n secolul XVIII pe baze empirice, prin transmiterea, de la ogeneraiedeconstructorilaalta,auneiexperieneizvortedintr-onelegere intuitiv a comportrii pmntului i fundaiei i nu din stpnirea legilor fizice care o guverneaz. Primalucrarecareatratatpebazetiinificeoproblemimportantdin domeniulmecaniciipmnturilor,afostceaaomuluidetiinfrancezCh. 3 Coulombn1773.Lucrareasavantuluifrancezsereferladeterminareampingerii maxime a pmntului, avnd o larg aplicabilitate i n zilele noastre. Acelaicercettor,Coulomb,aformulatlegeacareexprimrezistenala forfecare a pmntului. nanul1856problemampingeriipmntuluiestepreluatdeRankinecare folosetepentruprimadatprincipiulstriilimitdeeforturiunitarencazulunui semispaiu limitat de un plan. Studiul distribuiei de tensiuni i a deformaiilor ntr-un masiv de pmnt a fost elaborat de Boussinesq (1885) pentru problema spaial i de Flamant (1892) n cazul problemei plane. Unmomentimportant,consideratpebundreptatecamomentalafirmrii geotehnicii ca tiin de-sine-stttoare, l-a constituit apariia n anul 1925 a tratatului Mecanica pmnturilor al inginerului de origine austriac Karl Terzaghi (1883-1963).AlturideTerzaghi,contribuiiimportanteladezvoltareageotehniciica tiinnprimeledeceniialesecoluluitrecutaufostaduseGhersevanov,Florini tovici (Rusia), A. Casagrande, Taylor i Hvorslev (S.U.A.), Caquot (Frana). naranoastrprimelestudiireferitoarelaproprietilefizico-mecaniceale pmnturilor, efectuate pentru probleme de fundare, au fost efectuate pentru Palatul Administrativ al C.F.R. din faa Grii de Nord din Bucureti n anul 1936. Cu toate c primul laborator geotehnic din Romnia a fost nfiinat abia n anul 1939, n cadrul Administraiei porturilor i cilor de comunicaii pe ap (P.C.A.), din iniiativa inginerului Anton Chiricu, n anii de dup rzboi progresele geotehnicii naranoastraufostrapide,subimpulsuldezvoltriiprogramuluideconstrucii care a fost stabilit n acea perioad. ncepndcuanulanul1950s-aunfiinatunitigeotehniceninstitutelede proiectare, secii i laboratoare de geotehnic i fundaii n institutele de cercetri din domeniul construciilor. ncadrulFacultiideConstruciidinIai,laboratoruldegeotehnicafost nfiinatsubconducereaprofesoruluiemeriting.AurelCerntescu,careapredat cursuldeGeotehniciFundaiipnnanul1965.Conducereadisciplineide geotehnic i Fundaii a fost preluat apoi de prof. dr. ing. Tudor Silion care a activat n nvmntul superior, pn n anul 2000 cnd a decedat. Cap.2. Alctuirea i clasificarea pmnturilor 2.1. Pmntul ca sistem dispers Pmnturile alctuiesc un mediu discontinuu, compus din diverse particule legate ntre ele prin fore ce se transmit prin suprafeele de contact (fig. 1.2.). Geotehnica definete pmnturile ca fiind medii disperse alctuite din mai multe faze: -faza solid (particulele solide care formeaz scheletul mineral); -faza lichid (apa din porii rmai ntre particule); 4 -faza gazoas (aerul i gazele din pori). Pmntul este un sistem trifazic dispers alctuit din cele trei faze care au fost prezentate mai sus. ntre fazele pmnturilor exist o interaciune. Raporturile care se stabilesc ntre faze nu sunt fixe, acestea putndu-se modifica sub aciunea diferiilor factori exteriori, cum ar fi: -ncrcrile transmise de construcii sau de straturile de pmnt de deasupra; -variaiile de temperatur. Fig. 1.2. : Seciune printr-o prob de pmnt. Fazele din care este alctuit pmntul 2.2. Granulozitatea pmnturilor Pmntul,nceeaceprivetefazasasolid,estealctuitdinparticulede diferitemrimi.Unuldintrecriteriiledupcaresepoateapreciatipulpmntuluil constituie mrimea particulelor care l alctuiesc. ns, nu este suficient s se cunoasc, c ntr-un pmnt dat se gsesc particule de anumite mrimi, ci trebuie s se precizeze i n ce proporie intervin particulele de diferite mrimi. n acest scop este necesar cunoatereagranulozitii pmntului, prin care se nelege repartiia n procente, din greutatea total a materialului uscat, a diferitelor fraciuni granulare care alctuiesc pmntul. 5 Fraciuneagranularsedefinetecafiindgrupadefragmentesolideavnd dimensiuni cuprinse n intervalele bine determinate. ntr-unpmntsentlnescdiferitefraciuninanumiteproporii. Preponderenauneifraciunipoateaveainfluenasupraproprietilorpmntului respectiv. Compoziiagranulometricaunuipmntsestabileteprinanaliza granulometric, i este unul din criteriile ce servete pentru denumirea pmntului (al doilea criteriu este indicele de plasticitate). Prin compoziie granulometric se nelege prporia n care se gsesc diferitele fraciunigranulometriceexprimatenunitidemas,fademasatotalaunui volum de pmnt. Lastabilireacompoziieigranulometricesepornetedelaideeacgranulele din care acesta este alctuit se pot separa uor, fiecare devenind independent. Formelegranulelorsuntneregulate,ceeacengreuneazmultcaracterizarea acestora din punctul de vedere al mrimii lor. Din acest motiv, n mod convenional, prinmrimeauneigranulesenelegediametruluneisfereidealecarecadentr-un mediu vscos cu aceeai vitez ca i particula real respectiv. Operaia de laborator prin care se determin granulozitatea unui pmnt poart numele de analiz granulometric. n funcie de mrimea granulelor, granulozitatea se determin prin: -metoda cernerii pe ciururi, pentru granule a cror diametru este mai mare de 2 mm; -metoda cernerii pe site, pentru granule cu diametre cuprinse ntre 2 i 0,05 mm; -metodasedimentrii(cuareometrulsaucupipeta),pentrugranulecu diametre mai mici de 0,05 mm. n cazul pmnturilor care conin att granule mai mari de 0,05 mm ct imai micide0,05mm,analizagranulometricsedeterminprintr-ometodcombinat. n acest caz analiza granulometric se determin prin cernere i sedimentare. 2.2.1. Analiza granulometric prin metoda cernerii Analizagranulometricprinmetodacerneriiconstnseparareapefraciuni granulare,cuajutorulciururilor(pentrugranulemaimaride2mm)ialsitelor (pentrugranulecudiametrecuprinsentre2i0,05mm)apmnturilor necoezive. n acest scop, diametrul granulei se consider egal cu diametrul ochiului sitei sau ciurului prin care trece granula. Ciururile sunt prevzute cu cutie i capac, sunt realizate din tabl perforat, cu ochiurirotunde(20,10,5mm),iarsitele,prevzutecucutieicapac,sunt executatedinesturdesrmcuochiuriptrateculaturade2;1;0,5; 0,25;...0,05 mm. 6 Lotuldesiteiciururiestemontatnordineacrescndadimensiunii ochiurilor,ncepndcucutia,apoisitacuochiuridedimensiuniminimei terminnd cu ciurul de dimensiune maxim i capacul. Proba uscat i cntrit se toarn pe setul de site i ciururi i se supune cernerii manual, timp de 12 minute, iar cu ajutorul mainii de cernut, timp de 10 minute. Cernerea se consider terminat dac, scuturnd fiecare sit sau ciur deasupra unei hrtii, cantitatea care trece prin sit sau ciur timp de un minut nu reprezint mai mult de 1% din fraciunea de material cernut. Fraciunilegranularermasedup cernerepefiecaresit,ciur sau ncutiese cntresc.Dacsumamaselorfraciunilorgranulare(inclusivrestuldincutie) difercumaimultde1%fademasatotaliniialaprobeianalizate, determinarea se repet. Dac restul rmas n cutie depete 10% din masa total iniialaprobeianalizate,determinareasecompleteazfcndu-seianaliza granulometric prin metoda sedimentrii. 2.2.2Analiza granulometric prin metoda sedimentrii Analiza granulometric prin metoda sedimentrii se bazeaz pe aplicarea legii lui Stokes care exprim viteza cu care se produce sedimentarea ntr-un lichid a unor corpuri sferice. 2 w sd18v q =n care: v este viteza sedimentrii n cm/s; s greutatea volumic a scheletului mineral (sssVG= ); w greutatea specifica a apei(w=10kN/m3); coeficient de vscozitate al lichidului; d diametrul sferei, n cm; Prin aplicarea legii lui Stokes la sedimentarea granulelor de pmnt se admite n mod convenional c diametrele granulelor sunt egale cu diametrele sferelor de aceeai mas care, la sedimentarea n ap la temperatura de 20 C, cad cu aceeai vitez. Metoda sedimentrii se poate aplica n dou variante: -metoda areometrului; -metoda pipetei. Metodaareometruluisebazeazpevariaiantimpadensitiiunei suspensii de pmnt ca urmare a sedimentrii granulelor. Suspensia se prepar din 2550 g de pmnt uscat i ap, turnndu-se ntr-un cilindru gradat cu un volum de 1000 cm3. n suspensie se adaug 5 cm de soluie de 7 silicat de sodiu pentru a mpiedica depunerea prin precipitare a particulelor fine de pmnt. Areometrul este un instrument pentru msurarea densitii suspensiei. naintedencepereadeterminrii,suspensiaseomogenizeaz,folosindunagitator manual, alctuit dintr-o tij terminat cu o plac perforat, care se mic n sus i n jos pe vertical timp de 1 minut. Dup omogenizareasuspensiei, cilindrul gradat se aeaz pe masa de lucru i se ncepe cronometrarea sedimentrii. Citirilepeaerometrusefaclaparteasuperioaramenisculuiformatla urmtoareleintervaledetimp:30'',1',2',4',8',15',30',1h,2h,12h,24h.n momentul citirii, aerometrul trebuie s fie n repaus i s nu ating pereii cilindrului. Dupprimeletreicitiri(dup2min),sescoateareometruldinsuspensieise introducentr-unaltcilindrugradat,cuapdistilat,pentruasecurimaterialul depus. Pentru determinareadiametrului corespunztor unei citiri cu areometrul la un anumit timp (t) se folosete nomograma Casagrande. Coninutulprocentualdegranule(mp)avnddimensiunimaimicidect diametrulparticulei(determinatdinnomogram),raportatlamasainiialaprobei (md), se calculeaz cu formula: )% ' (1001td sspC Rmm + = unde: -md = masa iniial a probei n stare uscat; -R = R+R - citirea corectat pe aerometru; -Ct = corecia de temperatur. Metoda pipetei const n determinarea la anumite intervale de timp, la o anumit adncime, a concentraiei n particule cu diametre mai mici dect diametrul particulelor sedimentate pn la timpul considerat prin raport cu adncimea de determinare. 2.2.3 Reprezentarea grafic a granulozitii Rezultatele analizei granulometrice se reprezint grafic prin: -histograma (diagrama de tip Gauss); -curba de granulozitate sau curb granulometric; -poligon sau curb de frecven. ncadrarea pmntului conform STAS 1243-88 se face cu histograma. -Histograma (curba de frecven) Este o diagram n trepte, fiecare treapt corespunznd fraciunii granulare definit de cele dou diametre ntre care se extinde treapta. 8 Histograma este o reprezentare ntr-un sistem rectangular avnd n abscis reprezentat diametrul particulelor la scar logaritmic (pentru a uura citirea diagramei la diametre mici) i pe vertical coninutul de particule de un anumit diametru exprimat n procente din greutatea total a pmntului uscat. nlimea treptei reprezint procentul aferent fraciunii respective. -Curba de granulozitate Curba de granulozitate este o reprezentare semilogaritmic n care pe axa orizontal se iau diametrele granulelor la scara logaritmic, iar pe axa vertical procentele din acestea. Un punct M de pe curb are drept coordonate un diametru d i un procent a care se interpreteaz astfel: a% din materialul analizat are diametrul mai mic dect d. Ea reprezint curba integral a histogramei. De exemplu, pentru punctul M de pe curba din figur, a=50% din material are diametrul mai mic dect 0,2 mm. Curba se construiete prin puncte, numrul de puncte fiind egal cu numrul de ciururi sau site, n cazul analizei prin cernere i cu numrul de citiri pe areometru n cazul analizei prin sedimentare. -Poligonul de frecven este o linie frnt construit n mod similar cahistograma, cu micorarea ns a intervalului (d1 d2) pn la valori ce permit transformarea liniei frnte ntr-o curb continu numit curb de frecven.Curba de granulozitate este reprezentarea cea mai uzual a compoziiei granulometrice a pmnturilor. Ea este curba integral a histogramei: 9 10 50%argila0,002 0,001praf0,0050,01 0,02 0,05nisip0,1 0,2 0,5 1a=50%20%40%60%80%%Mlog d (mm)2d=0,2 mm curba de granulozitate Compoziia granulometric a pmnturilor a fost structurat pe trei fraciuni granulometrice : nisip, praf, argil. Fraciunea nisip (N) este alctuit din particole solide ce au diametrul cuprins ntre 0,05 i 2,00 mm. n stare curat, uscat sau saturat, nisipul este foarte permeabil i permite o ascensiune capilar redus. Fraciunea praf (P) este constituit din particole fine cuprinse ntre 0,005 mm i 0,05 mm. Prezint o permeabilitate mic, o ascensiune capilar semnificativ i un potenial de umflare contracie mic sau chiar nul.Este fraciunea cea mai sensibil la nghe dezghe.Fraciunea argil (A) este constituit din particule de form acicular, plat i solzoas, cu dimensiune mai mic de 0,005 mm. Este practic impermeabil, prezint o ascensiune capilar foarte mare i un potenial de umflare contracie mare sau foarte mare. Introdus n ap, rezult o mas lipicioas plastic, iar particolele componente se separ relativ greu, datorit coeziunii ridicate.

-Diagrama ternarDiagrama ternar se folosete pentru clasificarea pmnturilor (STAS 1243-88) Diagramaternarutilizeazproprietiletriunghiuluiechilateralieste aplicabilnumaiatuncicndfolosimtreifraciunigranulometrice.Celetreilaturi sunt gradate de la 0 la 100 (procente) i sunt atribuite fiecare unei anumite fraciuni granulare principale: nisip, praf, argil, exprimate n procente din greutatea total n stare uscat a pmntului. Granulozitateaunuipmntseexprimndiagramaternarprintr-unpunct. Fieunpmntcuurmtoareagranulozitate:nisip50%,praf30%,argil20%.Din dreptulprocentului50pelaturanisipseduceoparalelculaturaprecedent d=0,05 mm 10 (argila), iar din dreptul procentului 30 de pe latura praf o paralel cu latura nisip. CeledouparalelesentlnescnpunctulB,caredefinetegranulozitatea pmntului respectiv. (Fig. a) 0100Nisip809020 10Praf50 40 30 90 80 70 60010010040507060B3020100Argila6020304050107080901020Argila201000 10 60 50 40 30Praf80 70 9040Nisip90807060506030405090010203010070801000 a) Diagrama ternarb) Diagrama ternar standard Granulozitateaconstituie un criteriu de bazpentru clasificarea pmnturilor. nSTAS1243-88suntcuprinsetabelecarearatceprocentedindiferitefraciuni granulare, trebuie s conin un anumit pmnt spre a fi clasificat, de exemplu, drept nisip, praf nisipos sau argil prfoas. n standard este dat i diagrama ternar din fig. b. cu ajutorul creia se poate clasificadintr-odat pmntul dupcei sestabiletepoziia ndiagram.Diagrama ternar este utilizat n amestecuri de pmnturi. 2.2.4 Clasificarea pmnturilor dup granulozitate DupSTAS1243-88prinpmntsenelegeacumulareadeparticule minerale solide, care pot conine, sau nu, materiale organice. Prin teren de fundare se nelege volumul de roc sau de pmnt influenat de ncrcrile transmise prin fundaii. 11 nfunciedeabsenasauexistenaforeipermanentesuperficialedeatracie ntrefragmentelesolideconstituente(coeziunea),pmnturilesempartndou categorii: -pmnturi coezive; -pmnturi necoezive. Pmnturilenecoeziveseclasificdupgranulozitatenfunciede predominana anumitor fraciuni granulare i dup coeficientul de neuniformitate. Clasificareapmnturilordupgranulozitateseconsidercarelabazo progresiegeometriccuraia1/10.Cifradebazpoatefi2(S.U.A.,Frana)sau5 (Rusia, Romnia). nscopulclasificriipmnturilorSTAS1243-88defineteurmtoarele fraciuni granulare, n ordinea cresctoare a mrimii fragmentelor solide: argil d200 mm. 2.2.5 Coeficient de neuniformitate Cunoscndu-se curba de granulozitate, se poate aprecia ct de uniform sau neuniform este pmntul respectiv, cu ajutorul coeficientului de neuniformitate Un, sau coeficientul lui Hazen care se definete astfel: 1060ddUn = unde d60 i d10 reprezint diametrul particulelor de pmnt corespunztoare procentului de 60% i respectiv de 10% de pe curba de granulozitate. n funcie de valoarea coeficientului de neuniformitate se apreciaz c: -dac Un < 5, pmntul are o granulozitate foarte uniform; -dac Un = 5 15, pmntul are o granulozitate uniform; -dac Un >15, pmntul are o granulozitate neuniform. 12 Cu ct un pmnt este mai uniform, cu att curba de granulozitate este mai apropiat de vertical. 20%40%60%80%0%%100%ABC Pe lng utilizarea la clasificarea pmnturilor, cunoaterea granulozitii este important ori de cate ori pmntul servete ca material de construcie, la realizarea amestecurilor de pmnturi, la confecionarea filtrelor inverse. 2.3 Forma particulelor constituente ale pmnturilor i natura suprafeei lor Granulele minerale au forme foarte variate care pot fi definite prin coeficientul de form. n cazul unei sfere, raportul dintre suprafaa ei total St i volumul V se poate scrie aplicnd relaia (Sspec = suprafaa specific): 13 D R RRVSStspec6 334432= = = =tt Pentru volume de forme diferite de ale sferei, aceast relaie se poate generaliza, scriind: D aaVSvft1 = n care af i av sunt coeficienii de form, care se refer att la suprafaa total a granulei minerale ct i la volumul ei. Suprafaa specific are o influen foarte mare n cazul particulelor de dimensiuni foarte mici (coloidale). Suprafaa de contact dintre faza lichid i solid crete odat cu suprafaa specific. Fenomenele de suprafa sunt funcie de suprafaa de contact dintre faza solid i lichid. Pmnturile care au scheletul alctuit din granule de dimensiuni mici, vor prezenta o intensitate mai mare a fenomenelor de suprafa. Cap. 3 Indicii geotehnici ai pmnturilor Propietilespecificefizicealepmnturilorsereprezintncalculul ingineresc prin indici, denumii indici geotehnici. n laborator, la determinarea acestor indici geotehnici, trebuie s se reproduc pect posibilcondiiilereale ncaresegsetepmntul,pentrucaaceti indicisa fie ct mai aproape de valorile reale ce caracterizeaz proprieti ale pmnturilor. Indiciigeotehnicicarecaracterizeazstareanaturalapmntuluisuntde dou feluri: -determinai direct n laborator; -calculai. Indicii geotehnici folosii curent sunt: 3.1Porozitatea Porozitatea se noteaz cu n i reprezint raportul procentual dintre volumul total al porilor (golurilor) i volumul total al pmntului considerat VVnp= sau n procente100 % =VVnp unde: Vp volumul golurilor; V volumul total al probei. 14 n cazul pmnturilor necoezive, mrimea lui n poate da o indicaie asupra strii relative de ndesare a pmntului. Porozitatea nisipurilor variaz n funcie de poziia relativ a particulelor ntre 25 i 50%. Pmnturile neuniforme au poroziti mai reduse, deoarece particulele mai mici intr n golurile ce se formeaz ntre particulele mari. Pe de alt parte, o form alungit a particulelor conduce la poroziti mai mari dect o form rotunjit. La pmnturile coezive gama de variaie a porozitii este mare. Vom prezenta cteva valori ale lui n caracteristice acestor pmnturi: -argil recent depus, mluri70-90% ; -argile moi 50-70% ; -argile consistente i vrtoase30-50% ; -argile tari15-30%. Pmnturile lessoide se caracterizeaz prin poroziti mari, 40-60 %. 3.2 Indicele porilor e Fie un volum de pmnt V compus n cazul cel mai general din: Vs volumul prii solide; Vw volumul ocupat de apa din pori; Vg volumul ocupat de aer i de gazele din pori; Vp = Vw+Vg volumul porilor. Se consider c volumele aferente celor trei faze s-ar fi separat pe nlimea unei probe de pmnt avnd seciunea unitar i volumul V. Se definete drept indice al porilor, notat cu e, raportul ntre volumul porilor Vp dintr-o cantitate de pmnt i volumul particulelor solide Vs din acea cantitate de pmnt: spVVe =15 VSVwVgGS scheletVapaaerVpori Fig. 4.1 Volum de pmnt Se stabilete legtura ntre porozitate i indicele porilor : nnennVVVVVV VVVVeeeneeVVVVVV VVVVnppppspspsspp sp p= === =+= +=+=+= =1 1) 1 (1 1) 1 ( 3.2 Umiditatea w Se definete umiditatea, notat cu w, raportul ntre masa apei (Mw) coninut ntre porii unei cantiti de pmnt i masa particulelor solide (Ms) din acea cantitate: 100 % =SWMMwCunoatereaumiditiipmnturilor,ndeosebilaceleargiloase,areo importan mare ntruct ea influeneaz n mod hotrtorstarea de consisten deci i rezistena lor fa de solicitrile construciilor. Umiditatea pmnturilor variaz de la 1 2% pentru nisipuri aproape uscate, pn la 150 200% i uneori chiar mai mult la turbe. Valorile uzuale ale umiditii sunt compuse ntre 15 30% Umiditatea se determin n laborator prin uscare n etuv, timp de 4-6 ore, la o temperatur de 105 C, a unei probe de pmnt, care se cntrete nainte i dup uscare.Diferenacelordoucntririreprezintgreutateaapeicare,raportatla greutatea prii solide (obinut prin cntrirea dup uscare), d umiditatea probei. 16 3.3 Gradul de umiditate (Sr) Gradul de umiditate Sr se definete ca raportul ntre volumul apei coninute n porii pmntului i volumul total al porilor din acel pmnt. pWrVVS =tiind c WWWGV= , iar s pV e V = , relaia devine: e 100% we GGGeGV eGSWSWSSWSSWWSWWr = ===lund WSr WewS m KN = =1000%/ 103 n expresia de mai sus w se exprim n procente, iar s n kN/m3. n funcie de mrimea lui Sr, pmnturile se clasific astfel: -pmnt uscatSr0,40; -pmnt umed0,41 6% modulul de deformaie edometric M, care obinuit se calculeaz pentru intervalul de presiune de la 2 la 3 daN/cm2 ( 200 300 kPa ):

22 3 2 33 2/100100 1002 3cm daNp p p pMc c c c== Valorile lui M2-3 variaz ntre15005000 kPa la argilele moi i > 50000 kPa pentru nisipuri ndesate i argile tari. daN/cm2 0 60 nrealitateproblemastudieriicompresibilitiiunuipmntestemai complicatdeoarecepmnturilepecarelentlnimnstratificaiaterenuluide fundare,suportnprezentsarcinaprovenitdinstraturilededeasupra(deciauo anumitndesare)denumitsarcingeologic,iarntrecutsepoatesfisuportat sarcini mai mari provenite din straturi care ulterior au fost erodate.Spareagropiidefundareduceladescrcareapmntului,iarexecutarea construciei,lancrcarealui dinnou,decilarencrcarealui.Dinacestmotiveste necesar s analizm nu numai fenomenul de ncrcare a unui pmnt ci i fenomenul ncrcrii, descrcrii i rencrcrii sale. a) ncercarea la compresiune-tasare ( porozitate ) Se introduce n edometru tana cilindric cu epruveta de ncercat, procedndu-se astfel: - se aeaz un disc de hrtie de filtru pe piatra poroas filtrant; -seaeaztanacuepruvetadencercatnaafelcaepruvetassesprijine,prin intermediul hrtiei de filtru, pe piatra poroas filtrant;- se monteaz clopotul de ghidare odat cu pistonul de ncrcare, meninut n poziie ridicat; Edometrulcutanaintroduscamaisusseaeazsubjuguldencrcare, centrndu-se n aa fel nct tirantul jugului s nu atinglocaurile de ghidare dup care se monteaz microcomparatorul i se aduce la zero. Se aplic o ncrcare iniial, funcie de consistena pmntului ( 5....25 kPa ) care se menine 30'. Dupexpirareacelor30'seaplicprimatreaptdencrcareisepornete ceasuldelaborator.Sefaccitiridup1',30',1h,2h,iapoidinornorpnla stabilizareatasrii(duptreicitiriconsecutivelaintervaledeoor,acesteasnu difere cu mai mult de 0,01 mm ). Dupstabilizareatasriisubtreaptadencrcarerespectiv,sevaaplica treaptaurmtoaredencrcare.Dupaplicareaultimeitreptedencrcarei stabilizare a tasrii sub aceasta se va descrca epruveta pn la revenirea iniial. b) ncercarea la compresiune-consolidare ncercareaseexecutpeepruvetesaturateiimersatentottimpul determinrii. Se aplic o ncrcare iniial funciede consistena pmntului ( 5....25 kPa ), se inund epruveta; nivelul apei se pstreaz pe ct posibil la nivelul superior alepruvetei.ncrcareainiialsemeninetimpde24deore;duratasepoate prelungi la 48 de ore n cazul argilelor grase cu permiabilitate redus. Seciteteisenoteazindicaiaconsemnatlaexpirareatimpuluide meninereancrcriiiniiale,dupcareseaplicprimatreaptdencrcareise pornete ceasul de laborator. Se citesc indicaiile microcomparatorului dup: 10", 15",30", 1', 2', 4', 15', 30', 1h,2h, 4h,8h, 24hiapoidin 24n 24h pn la consolidare(cnd ntredou citiri consecutive s nu fie o diferen mai mare de 0,01 mm ). 61 Pentrupmnturilecuoconsolidareprimarnceat,ncercareatrebuies dureze cel puin 24 de ore. Dup consolidarea epruvetei sub treapta respectiv, se va aplica treapta urmtoare de ncrcare. Pe baza ncercrii la compresiune-tasare se determin: a) Modulul de deformaie edometric M, calculat cu formula: ( ) h hpM/ A A A= [MPa sau kPa], n care: (h/h), creterea tasrii specifice h/h corespuntoare treptei de ncrcare; h, tasarea epruvetei, n mm; h, nlimea iniial a epruvetei, n mm; p,cretereancrcriicorespunztoaretrepteidencrcare(p=pn -pn-1),n MPa sau kPa. nfunciedemodululdedeformaieedometricM2-3iatasriispecificep2, pmnturile se clasific conform tabelului: b) Coeficientul de compresibilitate av, calculat cu relaia: av peAA= , n care: e, creterea indicelui porilor, corespunztoare tasrii specifice ((

Ahhca urmare a creterii ncrcrii (p ), calculat cu formula: |.|

\| AA = Ahhe (1 + e0), n care: |.|

\| AAhh - creterea tasrii specifice c) Tasarea specific la presiunea de 200 kPa, cp200 exprimate n procente |.|

\| A= c 100hh200 pi determinate din curba compresiune-tasare specific. 62 Compresibilitatea pmnturilor macroporice Terenurilelessoidefiindmacroporiceprezintuneleparticularitiatunci cndsuntncrcatecusarciniverticaledecompresiuneiumezitepesteumiditatea lornatural.Lessulestedinpunctdevederegranulometricunpmntprfos, fraciuneapraffiindprezentnproporiedepeste60%.Culoareapredominanta lessuluiesteglbuiecenuie.Depozitelenaturaledelessaunaranoastr grosimi care variaz ntre 5 i 20 m, dar n unele regiuni ( Brgan, Dobrogea ) pot atinge 40 m i chiar mai mult. n stare natural, lessul are umiditate redus. Astfel, n condiiile rii noastre, umiditatea natural este de 6...8% la lessul din Dobrogea, de 10...12% la cel din Brgan i de 12...14% n cel din Moldova. Porozitateanstarenaturalestefoartemare,avndvaloricuprinsentre 46...54%.Caracteristicpentrustructuralessuluiesteprezenaunorporimari, vizibili cu ochiul liber numii macropori ( din acest motiv pmnturile lessoide sunt denumite pmnturi macroporice ). Umiditateanaturalredus,precumiprezenaunorsruri,nspecial carbonaiisulfaidecalciu,carecreeazlegturistructuralentreparticule,facca lessulsaib,nstarenatural,ocoeziuneridicat.Principalacaracteristica lessului i a pmnturilor lessoide o constituie sensibilitatea la umezire, prin care senelegecapacitateaacestorpmnturidea-ireducebruscvolumuldepori, pentru o presiune dat, cnd sunt supuse inundrii. Astfel, sub aciunea apei, aceste pmnturisetaseazsuplimentar,preferenialpedireciavertical,cndumiditatea loratingeanumitelimiteicnd suntacionatede o ncrcare exterioar sau numai de greutatea proprie. Mrimeaiduratademanifestareatasriisuplimentaredepinddenaturai grosimea stratului sensibil la umezire, de gradul de umezire al acestuia, de mrimea iformasuprafeeideumezire,demrimeancrcriiexterioaresauagreutii proprii.Curbadecompresiunetasareaunuipmntmacroporicseprezintcan fig. 6.39. Fig. Curba de compresiune tasare cu umezire 300 63 Proba cu umiditate natural este supus, n edometru, unei ncrcri care crete treptat,pnlaatingereauneipresiunide300kPa,inclusiv. Dupstabilizarea deformaiilorsubpresiuneade300kPaseprocedeazlainundareaprobei,fra mri presiunea aplicat. Se nregistreaz o deformare brusc, suplimentar a probei, careseexprimncurbadecompresiunetasareprintrunsaltnotatim3denumit tasarespecificsuplimentarprinumezire(lapresiuneade300kPa),egalcu diferenantretasareaspecificaprobeiinundateitasareaspecificaprobeicu umiditate natural. Se consider sensibile la umezirepmnturile avnd im300 > 3%. npracticacestetasriapar obinuit din cauzainundriiaccidentale aterenuluide fundare,datoritnerespectriiunormsurideevacuareaapeidinperimetrul construcieicumarfiapaprovenitdin:precipitaii,conductealereelelorde alimentare i canalizare. Determinarea pe teren a compresibilitii pmnturilor ncercrilenedometrupermitdeterminareaunorcaracteristicide compresibilitatenecesarepentrucalculultasrilor.Rezultatelesuntinfluenatede deranjareapecareasuferitostructuraprobeidelarecoltareadinstratipnla momentul ncercrii. Totodat,condiiiledencercare,cudeformarealateralmpiedicat,nuse realizeazlafelcansitu.nprezent,seconsidercmijloculcelmaibunpentru obinerea caracteristicilor de deformabilitate ale pmnturilor l constituie ncercrile cu placa, la suprafaa terenului, n groapa de fundare sau la adncime, n foraje. Se utilizeaz plci rigide cu form circular sau ptrat i suprafaa minim de 2.500 cm2 la ncercrile n sondaje i de 600 cm2 la ncercrile n foraje. Fig. 6.40. ncercarea cu plac n sondaj deschis Talpasondajuluideschis,pecareseexecutncercarea,trebuiesaib dimensiunile n plan de min 3d, unde d este diametrul sau latura plcii ( fig. 6.40 ). Placaseaeaz,orizontal,pefundulsondajuluideschissaualforajului,pecarese aterne un strat de nisip de 1...2 cm grosime. nainte de nceperea ncrcrii propriu-ziseplacaserencarcpnlarealizareauneipresiunipgcorespunztoarecoloanei de pmnt deslocuit de deasupra nivelului plcii. ncrcarea propriu-zis se face n trepte egale, i anume 64 -0,25...0,5 daN/cm2 pentru pmnturi nisipoase afnate i de ndesare medie pentru pmnturi coezive avnd Ic < 0,5 i de ctre-0,5...1,0daN/cm2pentrupietriuri,pmnturinisipoasendesatei pmnturi coezive cu Ic > 0,5. Sub fiecare treapt de ncrcare se efectueaz msurtori de tasare pe suprafaa plcii, la ncrcrile n sondaje deschise, sau pe prelungitorul mecanic solidarizat cu placa, la ncrcrile n foraje. Pe baza diagramei de variaie a tasrii stabilizate, s, cu presiunea net pe placa pn, se determin presiunea limit de proporionalitate pl, pn la care se consider c ntre presiunea unitar aplicat i tasarea plcii exist o relaie liniar ( fig. 6.41 ). Determinarea direct a presiunii p1 ModululdedeformaieliniarEastratuluidepmntpecares-aefectuat ncercarea, cu placa, se determin cu relaia: ( )| |2 2/ 1 cm daN vd pEsll = e, n care: , coeficient adimensional care depinde de forma plcii, egal cu 0,79 pentru placa circular i 0,88 pentru placa ptrat; pl, presiunea limit, n daN/cm2; d, diametrul sau latura plcii, n cm; sl, tasarea plcii corespunztoare presiunii pl, din diagrama presiune-tasare, n cm; , coeficientul de deformare lateral ( coeficientul lui Poisson ); daN/cm2 65 Rezistena la forfecare a pmntului Aciuneaunorsarciniexterioareasupraunuipmntprecumiproprialui greutatedezvoltnmasaluieforturiunitare,normaleitangeniale.Eforturile unitare normale produc o ndesare a granulelor sau agregatelor din care este alctuit structurapmntului,iareforturileunitaretangenialetindsledeplasezelateral unelefadealtele.Deformaiilor,produsedeacesteeforturiunitare,liseopun forele de legtur din elementele constitutive ale pmntului. S-a constatat c n momentul n care efortul unitar tangenial dintr-un punct al masivuluidepmntdepeterezistenasalaforfecare,generatdeforelede legtur interne, n punctul respectiv se produce ruperea. Legturile dintre particulele scheletului sunt foarte diferite. Rupereamasivuluidepmntarelocnacelepunctencarelegturilesunt maislabe.Iniiallaprimelestadiidencrcarealepmntului,punctelencares-a produs ruperea sunt dispuse haotic ( fig. 6.42 ). Fig. Stabilitatea unui taluz Rezistenalaforfecaresaulatiereapmnturiloresteoproprietatemai complexdectaaltormaterialedeconstrucii,deoarecedepindenumaidenatura pmntului.Iniialpunctelencareefortulunitartangenialefectivestemaimare dectrezistenalaforfecare(f)suntdispuseneordonatnmasiv,poziialor coincizndcupunctelencareforeledelegturauavutvalorilecelemaimici. Aceastaseexplicprinneuniformitateapmntului,precumiprindistribuia eforturilor unitare tangeniale n masiv, surplusul de eforturi unitare prin redistribuire este transmis punctelor vecine, aprnd astfel o rupere progresiv. Aceast zon fiind reduscadimensiunifademasadepmntpoatefiaproximatcaosuprafa, denumit suprafa de rupere. Pmntulfiindunsistemdispers,asuprarezisteneisalelaforfecare influeneazattumiditatea,porozitatea,structurainternctimodulncaresunt aplicate eforturile. Rezistena la forfecare va diferi funcie de natura legturilor dintre particulelescheletului.Dinacestpunctdevedererezistenalaforfecareseva manifesta diferit la pmnturile necoezive fa de cele coezive. 66 Rezistena la forfecare a pmnturilor necoezive Pmnturile necoezive lipsite de ap, sunt formate din particule independente acrordeplasareestempiedicatdeforeledefrecareceaparpesuprafeelede contact ca urmare a aplicrii unei sarcini verticale ( fig. 6. 43 ). Forfecarea la pmnturile necoezive Din mecanicse cunoate c fora de frecare F este dat de expresia: F = N x fsau pentru pmnturi,T = N tg n care: -N, fora normal pe suprafaa de contact; -, unghiul de frecare interioar; -f = tg, coeficient de frecare. Rezistena la forfecare ce se dezvolt, raportat la unitatea de suprafa, va fi: f = tg, unde: -, unghiul de frecare interioar a pmntului; -tg, coeficient de frecare a pmntului. Aceast relaie a fost stabilit prima dat de Coulomb i din aceast cauz mai poart denumirea i de legea lui Coulomb. Grafic, rezistena la forfecare, se exprim printr-odreaptcaretreceprinorigine(fig.6.44)carepoartnumelededreapt intrinsec a pmntului sau dreapta lui Coulomb. Dreapta intrinsec a pmntului pentru un pmnt necoeziv 67 Mrimeacoeficientuluidefrecare,pentrupmnturinecoezive,depindede urmtorii factori: -forma i mrimea particulelor; -gradul de ndesare ( ID ); -umiditatea. Forma i mrimea ganulelor influeneaz rezistena la forfecare astfel: - pmntul format din particule cu forme plate care au o rugozitate mai mic, va avea orezistenmaimicdectpmntulformatdinparticuledeformpoliedric.De asemeneapmntulcuparticulemaimariareorezistenlaforfecaremaimareca cel format din particule fine. Gradul de ndesare ( fig. 6.45 ) influeneaz rezistena la forfecare prin faptul c la o ndesare mai mare, efortul tangenial exterior este preluat n afar de frecarea mecanic i de rezistena de mpnare i rezistena de zdrobire. Rezistena la forfecare la nisipuri funcie de ndesare Deplasrileprovocatedeeforturiletangenialeaucarezultatoreaezarea particulelordincareestealctuitpmntul.Prinaceastarezultoschimbarea porozitii,nisipulafnatmicorndu-iporozitatea(fig.6-46).Rezistenala mpnare la nisipurile ndesate poate ajunge pn la 30% din rezistena de forfecare. Rezistena la forfecare a nisipului ndesat i afnat o nisip ndesat nisip ndesat | 68 Forfecarea unui nisip ndesat areca urmare o afnare a acestuia, ceea ce face caacestasaiborezistenmaimarelanceput,darafnareacarerezultdin deplasare,ducelaomicorareaacestuia.Lastructurandesat,granuleleavnd suprafeenumeroasedecontactsentreptrund.naceastsituaie,nprimul moment, nu este posibil nici o deplasare aprnd o rezisten iniial. Prin ridicarea particulelornlcaulloriprinzdrobireairotunjireaasperitilorunoradin particulelemari,puinrezistente,arelocscderearezisteneilaforfecarecu deplasarea, dup ce a fost atins un maxim (fig. 6.47). Rezistena la forfecare funcie de mrimea deplasrii S-a cutat s se exprime o legtur ntre ID i : = a + mID, unde: - a, unghiul de frecare intern n stare afnat; -m, coeficient care se ia 6 - 7, la nisip uniform cu granule rotunjite, i 12 la nisip cu granule coluroase. n aceast situaie rezistena de forfecare maxim max va fi: max = i + r = mp + zdr + r , unde: -i, rezistena la forfecare iniial; -mp, rezistena de mpnare care depinde de ndesarea i de neuniformitatea mrimii granulelor; -zdr, rezistena la zdrobire care depinde de materialul particulelor; - r, rezistena de regim care se datoreaz frecrii interioare.Unaltfactorcareareinfluenasuprarezisteneilaforfecareanisipuluieste creterea gradului de umiditate. La nisipuri curate unghiul de frecare interioar scade foartepuincndestendesat(1-2).Launnisipcuaceeaiporozitateicu acelaiconinutdefraciuniargiloase,unghiuldefrecareinterioarscadecu cretereaumiditii,variaiadevolumaunuinisipsaturatntimpulforfecriid natereunei presiuni a apei din porii si care poate fi pozitiv sau negativ ( pozitiv la creterea porozitii i negativ la scderea ei ).innd seama de acest fenomen se poate scrie relaia: f = 'tg = ( u) tg , unde: o nisip ndesat nisip ndesat 69 - efort unitar total; -', efortul unitar efectiv preluat de scheletul mineral;-u, efortul unitar neutral (presiunea apei din pori). Rezistena la forfecare a pmnturilor coezive Pmnturileargiloasespredeosebiredenisipurisuntcaracterizateprintr-o dreaptintrinsec ce intersecteaz axa t.

Fig. Dreapta intrinsec la pmnturi argiloase Mrimeasegmentuluiinterceptatafostdenumitcoeziunesireprezintacea partearezisteneidetieredatoratforelordelegturdintreparticulelesolideale pmnturilor. Foreledecoeziunecaresedezvoltlasuprafaadecontactsedatoresc urmatoarelor cauze: a) Existeneinterenurilecoeziveaunorcimentriigoluricoloidale, alctuind coeziunea de cimentaie sau coeziunea secundar (cc). b) Existeneiunorforemolecularecareaparatuncicndparticulelese apropie la distane maimici dect de dou ori raza de aciune a forelor moleculare; coeziune primar sau coeziune electro-molecular (cw) c) Coeziunea indus de capilaritate coeziunea aparent; Se poate exprima astfel rezistena la forfecare a pmnturilor coezive: tf=c+utg|=cw+cc+ca+(u-u) tg| Expresia general a legii lui Coulomb Terzaghi; ca- coeziunea aparent; cw- coeziunea electromolecular; cc- coeziunea de cimentaie; u-efortul unitar normal efectiv preluat de scheletul mineral; Rezistena la forfecare pentru pmnturile argiloase. 70 u - efortul unitar normal total; | unghiul de frecare interior efectiv; c-coeziunea efectiv; u- efortul unitar neutral (presiunea apei din pori). Apariialegturiidecimentaieestestrnslegatdeistoriaformrii pmntului.Aceastcoeziunecretenprocesuldendesarealmaterialului sedimentarsubgreutateastraturilordedeasupraiestestabillaaciuneaapeicu condiia ca apa s nu conin sruri care s distrug legturile formate.Laterenuricoezivecustructuranederanjatilegturirezistententre particulele componente, mrimea coeziunii reale atinge civadaN/cm2 n timp ce la terenurilecustructurderanjatisaturatecuapcoeziuneanudepetevalori cuprinse ntre (0,010,15)daN/cm2. Unghiuldefrecareinterioarlapmnturileargiloaseestefoartemici scade repede cu creterea umiditii pmntului.w% Fig.7.49 Variaia unghiului de frecare interioar cu umiditatea. Spre deosebire de nisipuri, la pmnturile argiloase rezistena la forfecare este puternic influenat de apa din pori. Dac se iau mai multe probe saturate cu ap din acelai pmnt, avnd umiditi diferite (deci poroziti diferite) i se supun ncercrii la forfecare, se constat c rezistena la forfecare este cu att mai mare cu ct umiditatea pmntului w este mai mic.(fig. 7.50)tw2w3w1w1 w3 w2 Fig. 7.50Influena umiditii asupra rezistenei la forfecare a argilelor. w11...1,5mm/min),astfelnctdrenarea apei n timpul forfecrii s fie mpiedicat. ncazulncercriitriaxialeseintroducepresiuneaponcelul,subaciunea creiaestepermisdrenareaapei.Dupconsolidareaepruveteiseaplicpresiunea deviatoare, drenarea apei fiind mpiedicat. 78 Parametrii rezistenei la forfecare obinui n aceste condiii se noteaz cu |CU icCU isefolosesclacalcululterenuluiatuncicndpeterenuriconsolidate,sub aciunea unor lucrri sau construcii iniial realizate, intervin ncrcri noi ca urmare a creterii efective transmise terenului prin supraetajare, sporirea sarcinilor utile, etc. prinsupranlareadigurilor,icaurmareasolicitrilordinseismsauaaciunii diferitelor sarcini dinamice. ncercri consolidate drenate SemainumescncercrilentepeprobeconsolidatesauncercritipD. Suntidenticecuprecedentelecudeosebireacdupconsolidareaprobei(timpn carearelocidrenareaapeidinpori)vitezadeaplicareaforeideforfecare(la forfecareadirect),respectivapresiuniideviatoare(ncazulcomprimriitriaxiale), estesuficientdelentpentruapermitedrenareaapeincontinuare.Parametrii rezisteneilaforfecaresenoteazcu|DicD.Rezultatelencercriiconsolidate drenatesefolosesclacalcululterenuluidefundareatuncicndncrcareaasupra terenului este lent, permind ca procesul de consolidare n timp s se desfoare pe msura ncrcrii i n condiii naturale de drenare a apei din pori. Parametri efectivi i apareni ai rezistenei la forfecare Dac n cursul determinrii rezistenei la forfecare se msoar presiunea apei din pori, este posibil stabilirea tensiunii normale efective ' i a rezistenei la forfecare cu relaia: tf = tg|' + c' = ( - u) tg|' + c' unde: |' i c' sunt parametrii efectivi de forfecare u presiunea neutral n cazul n care nu se poate msura presiunea neutral u, rezistena la forfecare se exprim funcie de tensiunea unitar normal , cu relaiile : -n cazul ncercrii tipU tf = tg|U + cU -n cazul ncercrii tip CU tf = tg|CU + cCU |U, cU, |CU si cCU numindu-se parametri apareni ai rezistenei la forfecare. 79 Comportarea sub ncrcare a terenului de fundare Subaciuneancrcrilorterenuldefundaresedeformeaz.Deformaiile terenuluidefundareseproducdatoritvariaiilordevolumideform.Inacest proces se ntlnesc urmtoarele stadii caracteristice: a)Stadiul comportrii liniare sau cvasiliniare n acest stadiu, deformaiile terenului se datoreaz preponderent variaiilor de volum,iarcomportareadepindeinmodhotrtordecaracteristicilede deformabilitate ale acestuia. b)Stadiu dezvoltrii zonelor plastice naceststadiu,variaiiledeformdevinsemnificative,iarcomportarea terenului este influenat i de caracteristicile de rezisten ale acestuia. Zoneleplasticesuntacelezonepeconturulininteriorulcroraeste ndeplinit condiia de rupere, adicefortul tangenial efectiv este egal cu rezistena la forfecare a pmntului. c)Stadiul de rupere Atingereaacestuistadiuestensoit,deregul,dedeplasriimportantesau dislocrialeterenului.Rupereapoateduceladesprindereaunorpridinterende restulterenului,duposuprafadenumitsuprafadealunecare,pecareefortul tangenial efectiv egaleaz n fiecare punct rezistena la forfecare a pmntului. Modul, n care, la creterea progresiv a ncrcrilor, evolueaz i apar stadiile menionate, depinde de natura terenului, de natura ncrcrilor i viteza de aplicare a acestora,detipullucrrii(fundaiedirectsauindirect,lucraredesusinere,taluz etc.). nfunciedenaturalucrriiidestarealimitconsiderat,calcululterenului de fundare se efectueaz pentru unul din stadiile menionate mai sus. - evaluareadeformaiilorprobabilealefundaiilorsepoateface corespunztorstadiuluidecomportareliniarsaucvasiliniarsaucorespunztor stadiuluidezvoltriizonelorplastice,cuadmitereaunorzoneplasticecuextindere limitat; - calculul capacitii portante a fundaiilor se face corespunztor stadiului de rupere; - verificareastabilitiitaluzurilorsiversanilorsefacecorespunztor stadiului de rupere. Stare de tensiuni n pmnt Consideraii generale Pentrudeterminareastriidetensiunedinmasiveledepmnticomportrii lui sub aciunea fundaiilor se admit diferite modele reologice de calcul ce consider pentrumaterialulpmntfieocomportareelastic,fieocomportareelasto plastic. Pentru cazurile practice utilizate n proiectarea curent, se admite n general 80 ocomportareliniardeformabilapmntuluicepermitefolosirealegiiluiHooke generalizat. ncrcriletransmiseirepartizateterenuluiprinfundaii,provoaco schimbare a strii de tensiune existent n pmnt i, prin aceasta, produc deplasri, care au drept consecin tasarea fundaiilor i a construciilor. Modificarea strii de tensiune este nsoit i de o deformare corespunztoare a straturilor de pmnt n cursul creia are loc schimbarea strii de tensiune. Admitereacomportrii liniardeformabile apmntului,nlimiteleunorerori acceptabile, se face n strans concordan cu modul real de comportare al masivelor de pmnt supuse aciunilor exterioare.(fig. 6.1) ) Fig. 6.1 Dacsereprezintrelaiagraficpresiunemedietesare,stabilitnurma unei ncercri se pot distinge urmtoarele faze de lucru: I.Fazandesriicorespundedomeniuluidepresiuni0sp ppl, datorit fenomenului de redistribuire a tensiunilor n vecintatea zonelor plastice Teoriaaplicatlacalcululstriideeforturintr-unmasivdepmntafost denumitteoriacorpurilorliniardeformabile,aceastteoriefiinduncazmai general dect teoria elasticitii. Starea de eforturi n semispaiu La cercetarea strii de eforturi interioare a unui pmnt sub aciunea unei fore concentrate, se pot distinge doua cazuri principale: a). cazul cand fora este aplicat pe suprafaa unui semispaiu liniar deformabil b). fora este aplicat n interiorul semispaiului a).Aciuneauneisarciniconcentratentr-unsemispaiuinfinit,izotropsi omogen SevaexaminaaciuneauneiforeconcentrateP,aplicatpesuprafaaunui masivliniardeformabil,mrginitdeunplanorizontalicareareontindere nelimitatncelelaltedirecii.Problemadistribuieieforturilorinterioarentr-un punct oarecare din masiv sub aciunea forei concentrate, este problema de baz din teoriadistribuieieforturilorinterioaredinpmnt.Soluiaeiafostdatde Boussinesq n anul 1885. Semispaiulinfinitestejumtatedespaiulimitatprintr-osuprafaplan orizontal. Sevadeterminavaloareacomponenteloreforturilorinterioarepentruun element oarecare de suprafa, paralel cu suprafaa de delimitare n cazul n care pe suprafaa semispaiului acioneaz o for concentrat.83 Se va considera punctul M din interiorul masivului determinat prin coordonatele polare R i |. Se va trasa prin punctul M, elementul de suprafa perpendicular pe R, i se va determina valoarea efortului normal oR, care acioneaz asupra elementului de suprafa. Se vor determina deplasrile punctului M dup direcia razei R. Cu ct punctul M va fi aezat mai departe de punctul de aplicaie al forei concentrate, cu att deplasarea lui va fi mai mic. La aceeai valoare a lui R, deplasrile punctelor care corespund diferitelor unghiuri | vor fi: -mai mari n lungul axei z (pentru |=0); -vor scdea odat cu creterea unghiului |; -egale cu zero (|=90o) pe suprafaa semispaiului. Pornind de la aceste considerente se poate admite c deplasarea punctului M, n direcia razei R va fi egal cu :RcosA =, n care: A coeficient de proporionalitate. Sub aciunea forei P punctul M se deplaseaz n M'. Deplasareapunctului M' in M'1, va fi egal cu o1. dR RcosA 1+= . Deformaia relativ a segmentului dR va fi: ( )||.|

\|+ +=|.|

\|+ = |.|

\|+ ==dR R RR dR RdRAcosdR R1R1dRAcosdR1dR RAcosRAcosdR 1R |yrRzMMzdRoPOcoordonatepolareo1|RR 84 ( ) dR RAcosdR R R dRdR Acos2R+=+ =Neglijnd produsul R dR care este foarte mic n raport cu R2 rezult:2RRcos A= Dar deformaiile sunt proporionale cu eforturile i se poate scrie: R = BRR = 2Rcos B A ,unde : B coeficient de proporionalitate. Pentru determinarea constantelor A i B i, deci, pentru determinarea eforturilor, se consider o seciune sferic cu centrul n O i raza R. Dac se neglijeaz greutatea proprie a pmntului, pe nteaga suprafa a semisferei acioneaz eforturi de compresiune care echilibreaz fora P. Presiunile pot fi considerate constante pe fia sferic MmnN, creia i corespunde un unghi la centru d. z| RnNRo mrMRd|OP Fig. 6.4 Starea de eforturi pentru o sarcin concentrat Suma proieciilor tuturor presiunilor pe normala la suprafaa masivului n O va fi egal cu P. Fcnd repartiia tuturor forelor pe vertical, pentru echilibru, va rezulta: 85 } =20RdA cos P; n care: dA- suprafaa zonei sferice elementare MmnN; Aria zonei sferice este : RI S t 2 =; R raza sferei; I nlimea zonei sferice. cos R IRIcos = =Rcos R 2 S = ;cos R 2 S2 = . d sin R 2 dA2 =} } = =20202 22d cos sin AB 2 d sin R 2Rcos B AP}= 20323 cosd sin cos . ( ) AB32o cos 90 cos AB323 cosAB 2 Po 3 o 3203 = = = ; 23PAB AB32P = = ; 2RRcos2P 3 |t = o. Semnul - arat sensul de aciune al efortului R. ResteefortulnormalnpunctulMpeunelementdesuprafa perpendicular pe raza R. Determinarea efortului Z Efortul R are 6 componente: - 3 eforturi tangeniale; - 3 eforturi unitare normale. Efortul R este efortul unitar normal pe un element de suprafa orizontal n punctul M. (fig. 6.5) 86 Fig. 6.5: Determinarea eforturilor Z

R RA o R zA' o Putem scrie : |o o|o o||o ocos1'cos' 'cos''cos' ' = = = = = R RRR R RRRRRR R R RAAAAAAA A

nlocuind pe R cu valoarea calculat mai sus obinem valoarea final a lui R care este egal cu: 222cos23' coscos23' cos 'RPRPR R R R|to ||to | o o = = = Dar4223' cosRz PRzR = =to |

Proiectnd pe 'R pe trei direcii perpendiculare ntre ele se obin cele trei componente : z, yz, xz .

R R z R R 87 535342232323coscos 'Rz PRz PRzRz PRzz ZR z = = == =tot to|| o o Dac se fixeaz poziia punctului M prin cota z i distana de la axa z la punctulR, rezult:2 2 2 + = z R Variaia eforturilor z ntr-un plan paralel cu planul care limiteaz masivul Fie z=z1 adncimea la care se gsete planul i r distana unui punct al planului fa de axa z. Fig. : Variaia efortului z cu adncimea 2 / 5 2 23) ( 23z rz Pz+ =to 2 / 5 212311212) (23z rz Pz r Rz+ =+ =to Anulnd derivata lui z1 n raport cu r, avem: 88 5 21223212 315 2121 2 / 5 212 311) () (215) (2 ) (2523z rz r r z Pz rr z r zPdrdz+ + =+ + =t to

0 0) (2152 / 7 212311= =+ = rz rrzPdrdzto Deci valoarea maxim a lui z1 va fi pentru r=0 215131max 112323zPzz Pz = =t to => 21max 123zPzto = Cnd distana r crete, z1 scade tinznd spre zero pentru r . Anulnd derivata a doua, vom afla punctul de inflexiune: 7 2121 2 / 7 212 2 / 7 2123212) (2 ) (27) (215z rr z r r z rzPdrdz+ + + =to 121 2 212 2122122 / 9 212212312 / 9 2122 21312127 2122 212 2 / 5 212312126166 0 6 0) (6215) (6215) (] 7 [ ) (215z rzr z r z rdrdz rz rzPz rr zzPdrdz rr z r z rzPdrdzzz = = = = =+ =+ =+ + + =ot toto Din relaia 21max 123zPz=tose observ c, cu ct z1 crete, z1 max se micoreaz. Seobinuietecanpracticainginereascsseadmitcpresiunilese transmitnpmntdupliniicarefacununghide45ocuverticala.nacestcaz presiunea,ntr-unplandeadncimez1,vafiuniformrepartizatpeosuprafa circular i va avea valoarea : 21'1zPzto =89 Fig.: Transmiterea eforturilor la 45o Se observ c pe verticala punctului de aplicaie a forei 1 1'23z zo o = Variaia efortului z1 n adncime la o distan constanat de axa Oz

Fig.: Variaia efortului z la o distan r1 de axul Oz

ConsiderndosarcinconcentratPcareacioneazpeunsemispaiuiun plan situat la distana r1 fa de axa Oz, efortul z va fi egal cu: 2 / 5 2 213) (23z rz Pz+ =to 90 pentru 00 0= == =zzzzoo Anulnd derivata lui z n raport cu z obinem: 1 1212 2 212 212 / 7 2 212 2122 / 7 2 212 2 2125 2 212 2 212 / 3 2 2125 2 212 / 3 2 214 2 / 5 2 212 25 2 211 2 / 5 2 213 2 / 5 2 212224 , 123232 3 0 2 3 0) (2 323) (5 3 323) (] 5 ) ( 3 [ ) (23) () ( 5 ) ( 323) (2 ) (25) ( 323r r z r z z r z rdzdz rz r Pzz rz z r Pzdzdz rz z r z r z Pz rz r z z r z Pzdzdz rz z r z z r zPdzdzzzz = = = = = =+ =+ + =+ + + =++ + =+ + + =ot tot toto

Pentru z=1,224r1 valoarea maxim a lui z va fi: 21max z215 . 2 513132 / 5 212131max zrP09 , 0rP86 , 9875 , 0) 498 , 2 ( rr ) 224 , 1 (2P 3] ) r 224 , 1 ( r [) r 224 , 1 (2P 3= o =t=+t= o

n apropierea punctului de aplicare a sarcinii, O, efortul z este foarte mare i n punctul O devine infinit, ntrecnd limita n care pmntul se deformeaz liniar. DinaceastcauzseexcludeundomeniunjurulpunctuluiOmrginitdeo semisfercurazaacreivaloarepoatefideterminatcuajutorulcondiiilorde plasticitate. Zona care se exclude din calcul, mai poate fi determinat i cu ajutorul curbei izobarecorespunztoaretensiuniimaximepentrucareterenulrespectivpoatefi considerat c ascult de legile deformaiilor liniare.

Repartizarea eforturilor sub o fundaie rigid nceleexpusepnacums-apresupuscsarcinaaplicatpesuprafaa masivului semiinfinit urmrete deformrile masivului. Acesta este cazul unei sarcini care se transmite pe teren prin intermediul unei fundaii elastice. 91 Dacfundaiaesterigid( 0 = EI )subtalpafundaieitrebuiesseproduco nou repartiie a eforturilor datorit efectului rigiditii fundaiei. La o adncime mai maredecirca1,5Bdinlimeasuprafeeincrcate,repartizareaeforturilornumai depindederepartizareasarcinilorpesuprafacinumaidemrimeaipoziia rezultantei sarcinii exterioare. Dacmasivuleste liniardeformabil,fundaiasenumete absolutrigid n cazul cnd rigiditatea tlpii fundaiei ntrece cu mult rigiditatea masivului de pmnt. Dac asupra tlpii unei fundaii circulare de raz R acioneaz o presiune P se demonstreaz c presiunile pe teren n planul de contact ntr-un punct de coordonate (x,y) este: plPRpy x pRlPy x p== =2222221 2) , (1 2) , (t t

= distana de la centru la un punct oarecare al planului marginal ( 5 m, corecia de lime este : CB = 0,4pconv pentru pmnturi necoezive, cu excepia nisipurilor prfoase CB = 0,2pconv pentru nisipuri prfoase i pmnturi coezive 117 Corecia de adncime se determin cu relaia :-pentru Df< 2m : 42 = fconv DDp C -pentru Df> 2m :CD = K2 (Df - 2) n care :Df adncimea de fundare, n m - greutatea volumic de calcul a straturilor situate deasupra nivelului tlpii fundaiei (calculat ca medie ponderat cu grosimea straturilor), n kN/m3

K2 coeficient care variaz intre 1,5 i 2,5 funcie de tipul pmnturilor : 1,5 pmnturi coezive cu plasticitate mare i foarte mare 2,0 nisipuri prfoase i pmnturi coezive cu plasticitate redus i mijlocie 2,5 pmnturi necoezive, cu excepia nisipurilor prfoase La construciile cu subsol se adopt corecia de adncime corespunztoare celei mai mici dintre valorile Df i Df n care : -Df adncimea de fundare, msurat de la cota terenului sistematizat, la exteriorul zidului de subsol; -Df = q/ -q suprancrcarea permanent aplicat la nivelul tlpii fundaiei n partea interioar a zidului de subsol, n kPa - - greutatea volumic de calcul a straturilor situate deasupra tlpii fundaiei (calculat ca medie ponderat cu grosimea straturilor), la interiorul zidului de subsol n kN/m3

Starea de eforturi n condiiile echilibrului limit Fie masivul de pmnt de sub o fundaie (Fig 12.82), un punct A in interiorul masivului i un plan a-a care trece prin punctul A. Fie p efortul total pe planul a-a n punctul A, de componente si . 118 Fig 12.82 Efortul intr-un punct Se cere s se stabileasc condiia de rupere n punctul A. n cazul pmnturilor necoezive se construiete dreapta intrinsec a pmntului. | o = t tgf O Oot tototf=otg|tf=otg|tf=otg|M Mt to oMotO Fig 12.83 Condiia de rupere. nsistemuldecoordonate0seconstruietepunctulAavnddrept coordonate componentele si ale efortului total p pe planul a-a. DacpunctulAseaflsubdreaptaintrinsecadic:ef f - are loc ruperea pmntului (cazul c) Acelai lucru este valabil i n cazul pmnturilor coezive. 119 Dacnotm cu z, y i eforturile unitare dup dou direcii perpendiculare n plan, cu ajutorul relaiilor din elasticitatese poate calcula si dup o direcie dorit: o t oo oto t oo o o oooo2 cos 2 sin22 sin 2 cos2 2 =+ ++=y zy z y z Dac egalm cu 0 membrul drept al ecuaiei a doua obinem: o t oo oo t oo o2 cos 2 sin20 2 cos 2 sin2= = y z y z Dac nmulim ecuaia cuoo oto22 2 cos1tgy z= y ztgo oto=22-Aceast ecuaie arat c exist dou plane care trec prin punctul A, ntlnindu-se sub un unghi drept, caracterizate prin faptul c eforturile unitare normale au valoare maxim (s1), respectiv minim (s2) , iar efortul tangenial este nul. Aceste plane sunt numite plane principale. Eforturile unitare normale care acioneaz asupra planelor principale sunt numite eforturi unitare principale i se noteaz cu s1(maxim) i s2(minim). n cazul n care n loc de sz i sy avem s1 i s2 , cele dou ecuaii de echilibru duc la expresiile : o o o= to o o+o + o= ooo2 sin22 cos2 22 12 1 2 1 oo otoo o o oooo2 sin22 cos2 22 12 1 2 1==+ Dac se ridic la ptrat i apoi se adun cele dou ecuaii membru cu membru rezult : oo otoo o o oooo2 sin )2(2 cos )2( )2(2 2 2 1 22 2 2 1 2 2 1==+ 120 2 2 1 2 2 2 12 2 2 1 2 2 2 1)2( )2() 2 cos 2 (sin )2( )2(o oto ooo oo oto ooo oo o= ++ = ++ n sistemul de coordonate 0, ecuaiile de mai sus descriu un cerc cu diametrul (s1 - s2), cu centrul la distana 22 1o o fa de origine, care ntlnete axa 0 n punctul de coordonate (s1,0) i (s2,0). Acesta este denumit cercul eforturilor sau cercul lui Mohr. Oricrui punct A de pe cerc, i corespund tensiunile i a cror rezultant este vectorul tensiunii totale op , care acioneaz pe planul ds, fcnd unghiul cu planul principal (1). Dac n cercul lui Mohr se duc paralelele: -prin punctul A la planul principal (1) -i prinpunctul B la planul principal (2), ele se vor intersecta pe cerc intr-un punct P numit polul planelor, care este un punct fix pe cerc. Polul planelor permite s se stabileasca cu uurin poziia planului n care acioneaz ii i corespunztor punctelor Aisituate pe cercul lui Mohr. Dup cum rezult din expresiile lui i , componentele p ( si ) pe un plan care face unghiul cu planul de efort unitar principal maxim sunt date de 121 coordonatele punctului obtinut prin intersecia cu cercul, a razei construite cu unghiul la centru 2. Cunoscndu-se cercul eforturilor pentru punctul dat din masiv se poate verifica condiia de rupere pentru toate planele care trec prin acel punct. Ao1o2B|C OConditia de rupere e neindeplinitaConditia de rupere e indeplinitaO E2o|BTo2oo1oto n cazul n care cercul eforturilor este tangent la dreapta intrisec (fig.12.85.a) punctul de tangen reprezint extremitatea efortului total p pe planul de rupere a crui direcie trebuie determinat. | o + = =OTCB 90 2 ) ( Planul de rupere face cu direcia planului efort principal maxim un unghi: 245 |o + =o Cu ajutorul cercului lui Mohr se poate da o formulare analitic pentru condiia la rupere, bazat pe proprietatea dreptei intrinseci de a fi tangent la cercul eforturilor care corespunde ruperii. n triunghiul dreptunghic OCT se scrie: 2 12 12 12 122sino oo oo oo o|+=+= =OCCT Relaia 2 12 1sino + oo o= |reprezint condiia de echilibru limit pentru pmnturi necoezive. A 122 oo2|To245+|/290|90+|45|/2to1oo1MPINGEREA PMNTURILOR Teoria Rankine Condiia de echilibru limit este dat pentru un pmnt coeziv de relaia : | o oo o|ctg c + +=2sin2 12 1 | o oo o||o oo o||||o o o ooo o|ctg cctg cctg ctgcctgFF + += ++= = ==+=+ =+ ===2sin22sin0020022 2001002 001 010220102sin2 12 12 12 12 1 2 122 10101 Figura 9.1. c 123 2 1 2 12 1 2 1cos 2 sin sinsinsincos2 sin sino o | | o | oo o |||| o | o = + + = + + cc | o | o | o o cos 2 sin sin2 2 1 1 + + = c| | o | o cos 2 ) sin 1 ( ) sin 1 (2 1 + + = c 290cos290sin 2 sin 90 sin sin 12cos2sin 2 sin sin2sin2cos 2 sin sin290sin290cos 2 sin 90 sin sin 1sin 1cos2sin 1sin 1cos 2 ) sin 1 ( ) sin 1 (001 21 2| || || o | o| o| o | o| o| || |||||o o| | o | o+ = + = ++= ++= += = + + = = +cc ) 2 / 45 ( )] 2 / 45 ( 90 [ ) 2 / 45 ( ) 2 / 45 (290cos290sin 2290sin290cos 2sin 1sin 10 0 0 0 0| | | || || ||| + = + =++=+tg tg tg ctg) 2 / 45 ( 2 ) 2 / 45 () 2 / 45 (sin 1cos) 2 / 45 (sin 1sin 1sin 1) sin 1 )( sin 1 () sin 1 (sin 1) sin 1 (cossin 1cos) 2 / 45 ( ) 2 / 45 ( ) 2 / 45 (sin 1sin 10 0 21 200 222220 2 0 0| | o o|||||||| |||||||| | ||| = =+ =+=++ =+=+=+ = =+tg tg c tgtgtgtg tg tg mpingerea pmnturilor Problema Rankine Un caz particular al strii de eforturi limit este problema Rankine, cu care s-a conceput acum 100 de ani studiul problemelor de eforturi limit n masivele de pmnt. Problema Rankine permite determinarea strii de eforturi limit ntr-un masiv de pmnt semi-infinit, mrginit de o suprafa plan, ncrcat cu o sarcin vertical uniform distribuit. 124 o245+|/2 90|90+|45+|/2to1oFigura 9.2. Ipoteza Rankine Suprasarcina se poate asimila cu un strat suplimentar de pmnt de nlime qh =1. Dac se consider o prism cu perei verticali mrginit la partea superioar de suprafaa terenului i la cea inferioar de o seciune paralel cu suprafaa terenului, din motive de simetrie asupra seciunii de la baza prismei va aciona numai greutatea prismei cu suprancrcarea corespunztoare fr s apar n plus o ncarcare sub influena zonelor alturate. n cazul unui teren avnd o suprafa orizontal, direciile eforturilor unitare principale sunt orizontal i vertical. Cercul lui Mohr corespunztor acestei situaii este dat n figura 9.3. :

Figura 9.3. n problema Rankine, suprafeele de alunecare vor forma dou familii de plane : qhe=q/ | | 125 90|90+|o1Starea activa de eforturi Starea pasiva de eforturi Figura 9.4. Strile de eforturi activ i pasiv Se observ c exist dou familii de linii, pentru cazul strii limit activ de eforturi. Ele formeaz un unghi invariabil egal cu|t 2. Acelai rezultat se obine i pentru starea limit pasiv cu deosebirea c unghiul are valoarea|t +2. (Fig. 9.4.) Un caz particular al problemei Rankine are loc atunci cnd planul ce limiteaz masivul este orizontal. n acest caz, planul vertical este plan de simetrie i deci este un plan principal, planul orizontal fiind i el un plan principal. mpingerea activ n ipoteza Rankine. Stabilitatea maselor de pmnt n rambleuri i debleuri este asigurat numai dac taluzele ce le mrginesc au nclinri fa de orizontal n anumite limite. Deoarece n practic suntem nevoii de multe ori s realizm taluze verticale sau cu o nclinare foarte mare este necesar s asigurm sprijinirea acestora prin diferite elemente constructive. Starea de eforturi care apare n spatele acestui element de construcie corespunde strii active de eforturi dintr-u masiv semi-infinit. Pmntul susinut exercit o mpingere asupra construciei de sprijinire, denumit mpingere activ a pmntului. n problemele practice pentru a asigura stabilitatea construciei de sprijinire intereseaz mrimea acestei forme de mpingere, precum i direcia i punctul ei de aplicaie. Mrimea mpingerii active se poate determina cu ajutorul strii de eforturi limit. Presupunnd c un taluz oarecare este sprijinit printr-un perete vertical rigid cu faa plan i c presiunea pmntului este nclinat fa de orizontal cu un 126 unghi egal cu nclinarea feei superioare a masivului, ne aflm n cazul problemei Rankine (rigiditatea peretelui i direciile efortului asigur condiia de continuitate a masivului). Planele de alundecare i mrimea mpingerii se pot determina cu cercul lui Mohr. Un caz particular foarte des ntlnit n practic este cel al unui teren orizontal, parament vertical i un unghi de frecare ntre perete i pmnt egal cu zero (Fig. 9.5.). Se consider un zid de spijin de greutate, iar terenul este ncrcat pe suprafaa sa cu o suprasarcin q. Figura 9.5. Cazul Rankine n acest caz eforturile verticale i cele orizontale sunt eforturi unitare principale i n cazul strii active de eforturi limit este valabil relaia : ) 2 / 45 ( 2 ) 2 / 45 (0 0 21 2 o o = ctg tgq z + = o1 -efort vertical principal; Rezult mpingerea elementar paz , la cota z: a a az0 2a0 0 2azk c 2 k ) q z ( p) 2 / 45 ( tg K) 2 / 45 ( tg c 2 ) 2 / 45 ( tg ) q z ( p + = = + = coeficient de mpingere activ n ipoteza Rankine; 127 Sarcina q poate fi echivalat cu un strat de pmnt de nlime echivalent = qhe i relaia devine : a a e aza a e azk c 2 k ) h z ( pk c 2 k ) h z ( p + = + = Se poate observa c expresia care d valoarea mpingerii elementare conine doi termeni : -unul care exprim mpingerea pentru un teren necoeziv a e ak h z p ) ( + = i-unul care introduce n calcul valoarea coeziunii a ack c p 2 = Deci, prescurtat, valoarea elementarepa are expresia : ac a ap p p = Din expresia pa ) 2 / 45 ( 2 ) 2 / 45 ( ) (0 0 2 + = tg c tg h z pe a rezult c diagrama de repartiie a presiunii variaz liniar cu adncimea z iar a lui pac este constant pe nlimea h, avnd valoarea

Teren coeziv cu suprasarcin Teren coeziv fr suprasarcin Figura 9.6.2

Pac=2

Pa=hKa+qha Pah= hKa-2

-+ qKa 128 S vedem pentru ce valori ale lui z, pa devinde zero. = 0ap 0 ) 2 / 45 ( 2 ) 2 / 45 ( ) (0 0 2= + = tg c tg h z pe a ) 2 / 45 () 2 / 45 (2000 = tg htgcze n cazul n care nu avem suprasarcin avem: 0 ) 2 / 45 ( 2 ) 2 / 45 (0 0 2= = tg c tg z pa a ) 2 / 45 (200 =tgcz Se observ c mpingerea produs de suprasarcin nu variaz cu adncimea, diagrama fiind dreptunghiular. Mrimea mpingerii totale este dat de suprafaa diagramei. Se vor studia n continuare cteva situaii ntlnite n practic privind diagramele mpingerii active i rezultatele mpingerii. a.Pmnt fr coeziune (Fig. 9.7) ) 2 / 45 (0 2 = tg z pa Figura 9.7. Pmnt fr coeziune 129 Valoarea rezultantei Pa va fi egal cu:

=12

=12 2(45 2)

=22(452)2=2

2

b.Pmnt fr coeziune dar cu suprasarcin (Fig. 9.8)

= 2(45 2)

= 2(45 2)= 245 2 +

2(45 2) Figura 9.8. Pmnt fr coeziune cu suprasarcin ) 2 / 45 ( tg q ) 2 / 45 ( tg z ) 2 / 45 ( tgq) 2 / 45 ( tg z p) 2 / 45 ( tg h ) 2 / 45 ( tg z ) 2 / 45 ( tg ) h h ( p0 2 0 2 0 2 2 2az0 2e0 2 0 2e ah + = + = + = + = Valoarea rezultantei va fi: )21 (2) 2 / 45 (20 2 2hh tg hhp pPe ah aca+ = +=

=2452+

2(452)2 =22

245 2 (1 + 2

)

=22

(1 +2

) + += + q2(45 2) q2(45 2) 130 Pmnt cu coeziune fr suprasarcin (Fig. 9.9) Figura 9.9. Pmnt cu coeziune fr suprasarcin

=

2

Distana d, de la punctul de aplicaie al rezultantei la cota h este: =2 0+

0+203 Cnd z=0, 0 = 2 (45 2) Unii autori consider c rezultanta mpingerii active pn la cota 2z0 este egal cu zero i mpingerea total Pa este : ) z 2 h (2 p pP0ah 0 aza +=Ali autori printre care i rgovici consider ca fiind mai corect s se ia drept diagram pentru mpungerea activ poriunea (h-z0). 131 Cnd z=0 , 0 = 2 (45 2) Rezultanta mpingerii active va fi egal cu:

=24522452(0)2=

2 0

( 0) n general, pentru ipoteza Rankine direcia mpingerii va fi paralel cu direcia suprafeei terenului n punctul ei de aplicaie n centrul de greutate al diagramei. 132 CABo90Pu| N90RGN tg|ouo|oGPR(o|)Ipoteza lui Coulomb Savantul francez Coulomb (1736 - 1806) a elaborat o teorie asupra mpingerii active a pmntului, care se poate aplica n cazul cel mai general, pentru orice nclinare a peretelui i orice form a suprafeei masivului de pmnt. Se consider c n spatele peretelui se afl o mas de pmnt omogen, necoeziv. Ca urmare a unei mici deplasri a peretelui n sensul ndeprtrii de masivul de pmnt, indicat prin sgeata din figura 9.10, n masa de pmnt se formeaz o suprafa de alunecare care se consider plan. Rezistena la forfecare a pmntului, exprimat prin relaia| o t tgf = , este integral mobilizat n lungul suprafeei plane. Dintre toate suprafeele plane care trec prin piciorul peretelui, trebuie gsit acea suprafa creia i corespunde mpingerea maxim, mpingere pentru care urmeaz a se verifica dac sunt ndeplinite condiiile de rezisten i de stabilitate ale peretelui. Fie nclinarea fa de orizontal a suprafeei de alunecare BC. Se examineaz echilibrul prismei de pmnt ABC delimitat de suprafaa AB a peretelui, suprafaa de alunecare BC i suprafaa terenului. Prismul ABC trebuie s fie n echilibru sub aciunea urmtoarelor fore : -greutatea proprie G -mpingerea P la contactul ntre perete i pmnt, egal i de semn contrar cu mpingerea pe care pmntul o exercit asupra peretelui; mpingerea P este nclinat cu unghiul fa de normala la perete, fiind unghiul de frecare dintre perete i pmnt; -reaciunea R pe suprafaa de alunecare BC : dac N este fora normal pe planul BC, n momentul desprinderii masei de pmnt se dezvolt n lungul pe planul BC, n lungul planului BC o for tangenial N tg, unde este unghiul de frecare interioar a pmntului; reaciunea R este aadar nclinat cu unghiul fa de normala la suprafaa BC. b. Figura 9.10 Calculul mpingerii active exercitat de pmntul necoeziv n ipoteza suprafeei plane de alunecare (Coulomb). a. b. 133 Fora G este cunoscut ca mrime i direcie, forele P i R numai ca direcie. Problema revine deci la a descompune o for dup dou direcii (9.10.b). n triunghiul format de cele trei fore se aplic teorema sinusurilor : ;) sin( R)] ( 180 sin[G) sin( Po + =| o + =| o S-a notato u = . Se vor considera primele dou rapoarte: )] ( 180 sin[G) sin( P| o + =| o, rezult: ;) sin() sin(| o | o += G PDin relaie se observ c mrimea mpingerii depinde de mrimea unghiului care intervine n expresia greutii G, precum i n raportul sinusurilor. Unghiurile| ,sunt cunoscute, ele reprezentnd date iniiale n problem : - | unghiul de frecare interioar a terenului; - funcie de, o i de nclinarea feei posterioarea zidului. Pentru a asigura stabilitatea zidului, ne intereseaz valoarea cea mai dezavantajoas a lui P. Ea se obine pentru valoarea lui , care anuleaz derivata lui P, n raport cu aceast variabil. ; 0 =o ddP ) ( sin) cos( ) sin( ) sin( ) cos() sin() sin(2| o | o | o | o | o| o | oo o + + + + + = GddGddP 0) ( sin) sin() sin() sin(2= ++ + + +| o | o | o | o | ooGddG 0) ( sinsin) sin() sin(2= + + +| o | o | ooGddG 0) ( sinsin) sin() sin(12=((

+ + + | o | oo | o GddG 0) ( sinsin) sin(3= + + | o | ooGddG Coulomb s-a oprit aici nemaiputnd rezolva mai departe aceast ecuaie. Calculul se consider efectuat pe un metru liniar de perete (normal pe planul desenului). Greutatea G se exprim astfel : ). , , , ( | o u H f S GABC = = nlocuind aceast relaie n relaia de sus obinem : ). , , , , , (1o | | o u H f P = 134 90uoBAPaPaHEoHDup Coulomb, mpingerea activ corespunde acelui plan de nclinare 0 care d valoarea maxim a lui P. Din relaia de mai sus rezult c pentruo | | o u , , , , , H , , mpingerea P depinde de o singur variabil . Calculnd derivata o ccP i egalnd-o cu zero, se obine valoarea 0 creia i corespunde. P Pa max =Se exprim mpingerea Pa sub forma : a aK H P =221 , unde Ka este coeficientul de mpingere activ, tabelat n manuale n funcie de. , , , | u o | Determinarea mpingerii n ipoteza lui Coulomb Figura 9.16 Repartizarea mpingerii pe nlimea zidului. Calculul analitic sau grafic al mpingerii active a pmntului prin metoda lui Coulomb conduce doar la determinarea mrimi mpingerii totale. Direcia mpingerii depinde de valoarea adoptat pentru unghiul care caracterizeaz frecarea ntre perete i pmnt.n mod obinuit| o|.|

\| =3221. Punctul de aplicaie al mpingerii se gsete n centrul de greutate al diagramei de presiuni. Se admite c mpingerea variaz liniar cu adncimea, astfel nct diagrama de presiuni este triunghiular. Ordonata de la baza diagramei se calculeaz egalnd suprafaa triunghiului de presiuni cu mpingerea totatl cunoscut Pa : h pah 135 AC1CC2C3C4C5DPPPPPPBGGGGG123451234ao1|E,cos hsin P 2p Psincos hp21cossinhcos AB AEP AE p21aaH a aHa aHou= =uoou= o == Dar

=12

Ca i n cazurile precedente, mpingerea Pa va aciona suprafaa BA la h/3 de punctul A. Deci valoarea mpingerii unitare va fi egal cu:

=212

=

=

- valoarea unitar[ a ]mpingerii active. Metode grafo-analitice pentru calculul mpingerii pmntului Pentru determinarea mpingerii maxime exist mai multe metode. Metoda lui Coulomb a fost transpus grafic de Culmann (Fig. 9.11). Se construiete dreapta BD nclinat cu unghiul fa de orizontal. Figura 9.11. Construcia lui Culmann pentru determinarea mpingerii active la cazul pmntului necoeziv. Suprafaa de alunecare nu se poate gsi dect n interiorul prismului ABD, deoarece linia BD reprezint taluzul natural al materialului indirect fa de orizonta cu unghiul de frecare interioar . Se construiete, de asemenea, dreapta BE numit dreapt de orientare, nclinat cu unghiul fa de BD. Se propun succesiv diferite suprafee de alunecare posibile BC1,BC2, BC3, , etc. crora le corespund prismele ABC1,ABC2,ABC3, , etc.136 KBACDEL.D.F||+oo|P= Sa ADCE90901mHLFie greutatea G1 a prismei ABC1. Din extremitatea vectorului G1 se duce o paralel cu dreapta de orientare care ntlnete linia BC1 n punctul P1. Vectorul G1P1 reprezint mpingerea P1corespunztoare prismului ABC1. Se unesc printr-o curb continu extremitile vectorilor ce reprezint mpingerile P1, P2, P3 etc. Se duce o tangent la curb paralel cu dreapta BD. Punctul de tangen P corespunde mpingerii maxime Pmax = Pa . Planul de alunecare BC se obine unind B cu P. Metoda Poncelet Construcia grafic Poncelet, cunoscut i ca metoda semicercului, se aplic la toate cazurile cnd linia terenului este o dreapt. Ea permite stabilirea direciei poziiei planului celui mai defavorabil de cedare i a mpingerii active, respectiv rezistenei pasive, fr ncercri succesive. Cazuri particulare a.Linia terenului (L.T.) i linia taluzului natural (L.T.N.) se ntlnesc ntr-un punct (F). Figura 9.12. Construcia Poncelet Se prelungesc linia terenului natural (LT), nclinat cu unghiul fa de orizontal i linia taluzului natural (LTN), nclinat cu unghiul fa de orizontal, pn se ntlnesc n punctul F. 137 |90|+oBCNMM1A L.D.|oP= SaAMNC1mSe construiete linia directoare LD din punctul B, care va intersecta linia taluzului natural (linia ) n punctul K.Pe segmentul AF se construiete unsemicerc,de raz R = AF/2. Normala pe segmentul AF n K, va intersecta semicercul n punctul H. Cu raza AH, prin rabatere, se obine punctul D, din care, ducnd o paralel la LD, se obine punctul C. Dreapta AC este planul de cedare care va da mpingerea activ maxim Pa i care face cu orizontala unghiul . Pentru a determina valoarea mpingerii active maxime Pa se duce nlimea CL n triunghiul CDE, obinndu-se :ED CL Pa = 21max

b.Punctul de intersecie la distan mare .

Figura 9.13 Punct de intersecie ntre L.T. i L.T.N.la distan mare Intersecia liniei terenului cu linia | depete cadrul desenului. Corespunde terenurilor cu unghiul frecrii interne mic i linia terenului nclinat fa de orizontal cu unghiul mare. Se construiete un semicerc cu diametrul AB. Linia directoare intersecteaz linia taluzului natural (linia |) n punctul K. Din punctul K se duce o paralel la linia terenului, care intersecteaz parametrul AB n punctul K. DinK se ridic o perpendicular pe AB care intersecteaz semicercul cu diametrul AB n punctul H. Cu raza BH, prin rabatere, se obine punctul Mi. Se duce o paralel din punctul M1 la linia terenului care intersecteaz linia taluzului natural n punctul M. Din M se duce o paralel la linia directoare care intersecteaz linia terenului n punctul C. Cu raza MC, prin rabatere, se obine punctul M. Dreapta BC este planul de cedare care va da mpingerea maxim Pa i care face cu orizontala unghiul o. Pentru a determina valoarea mpingerii active maxime Pa se duce nlimea CL n triunghiul CMN, obinndu-se:

=12 138 ||+oBCDMAL.D.|P= SaAMCD1mc.Sarcina terenului este paralel cu dreapta nclinat cu unghiul , fa de orizontal ( = ) Figura 9.14 Construcia Poncelet pentru cazul BC II AM Linia terenului face cu orizontala unghiul =|, adic linia terenului este paralel cu linia taluzului natural. Poziia planului de alunecare nu mai poate fi determinat, dar se observ c oricare ar fi poziia lui, mpingerea activ este constant. Se consider pe linia taluzului natural un punct oarecare M. Din M se duce o paralel la linia directoare, obinndu-se punctul C. Cu raza MC, prin rabatere, se obine punctul D. Pentru a determina valoarea mpingerii active maxime Pa se duce nlimea CL n triunghiul CDM, obinndu-se:

=12 139 |+oBCDIAL.D.|P= Sa ADCI 1mhB'heLKqFE90d.Cazul unui teren solicitat de o suprasarcin Figura 9.15 Construcia lui Poncelet n cazul unei suprasarcini. = = ==A2 2CL CD CL DIS PqhDCI ae Acelai rezultat se poate obine i pe cale analitic conform teoremei lui Rebhann. DC CD Pa = 21 Se exprim CD i CL funcie de unghiurile din figur i de nlimea h a zidului de sprijin. a ak h P =221Teoria lui Coulomb pentru mpingerea activ asupra unui zid vertical rigid i cu suprafa orizontal ne d valori pentru componenta ei orizontal egal cu : k aP 98 , 0 P =Pk valoarea mpingerii conform calculului exact 140 ZIDURI DE SPRIJIN Zidurile de sprijin reprezint construcii de susinere cu caracter definitiv utilizate pe traseele drumurilor i cilor ferate n zonele de deal i de munte, n lungul canalelor navigabile i bazinelor portuare, de jurmprejurul cldirilor pe terenuri n pant, la diferite lucrri subterane, etc. Zidurile de sprijin susin pmntul aflat n spate, asigurnd astfel trecerea pe distan minim ntre dou cote, atunci cnd nu exist spaiu pentru asigurarea unei treceri taluzate. Pn la apariia betonului, zidurile de sprijin s-au executat din blocuri de piatr. n prezent, betonul i betonul armat sunt materialele cele mai rspndite pentru realizarea zidurilor de sprijin. Un material relativ nou care cunoateo rspndire din ce n ce mai larg n acest domeniu este pmntul armat.Exist o mare diversitate de forme cosntructive ale zidurilor de sprijin. n continuare se vor examina patru dintre tipurile de ziduri de sprijin cele mai rspndite, i anume : de greutate, tip cornier, tip csoaie din elemente prefabricate i din pmnt armat. a.Ziduri de sprijin de greutate. Sunt construcii de susinere masive, din zidrie de piatr sau beton, astfel alctuite nct s reziste prin propria greutate la mpingerea activ a pmntului. Fig. 9.17. Zid de sprijin de greutate 141 n figura 9.17. se arat o seciune transversal caracteristic printr-un zid de sprijin de greutate i forele care intervin, i anume : -mpingerea activ Pa a pmntului din spatele zidului ; -rezistena pasiv Pp a pmntului din faa zidului, n cuprinsul adncimii de fundare ; -greutatea G a zidului ; -reaciunea R pe talpa fundaiei. De regul, rezistena pasiv Pp , a crei mobilizare este condiionat de deplasri importante ale elementelor de susinere, se neglijeaz.n figura 9.17. sunt date recomandri privind alegerea, n prealabil, a dimensiunilor zidului n seciune transversal. Limea minim a tlpii zidului este impus, n mod obinuit, de condiia ca rezultanta mpingerii active a pmntului Pa i a greutii G s se afle n interiorul smburelui central. Extinderea aceleiaicondiii i pentru orice seciune orizontal pe nlimea zidului, ar conduce la un parament curb. n afar de verificarea rezistenelor n cteva seciuni caracteristice pe nlimea zidului, dar nu mai puin de dou, la mijlocul elevaiei i la rostul elevaie fundaie, dimensiunile ziduluid e sprijin se definitiveaz pe baza verificrilor de stabilitate i a verificrii presiunilor pe teren. a.Verificri de stabilitate ale zidului de sprijin Verificarea stabilitii la rsturnare. Sub aciunea rezultantei Pa a mpingerii active, cunoscut ca mrime, direcie, punct de aplicaie, zidul i poate pierde stabilitatea rsturnndu-se n jurul muchiei din fa. Momentul de rsturnare M dat de fora Pa i se opune momentul de stabilitate dat de greutatea proprie G (calculul se face pentru un metru liniar de zid). Potrivit STAS 3.300 85, trebuie ndeplinit condiia : ) 25 , 1 (1r rss r rm MMM m M > sn care : Mr =a Pa ;Ms =d G , unde a i d sunt braele de prghie ale forelor Pa , respectiv G, n raport cu muchia din fa a zidului ; mr este un coeficient al condiiilor de lucru egal cu 0,8.Aplicarea relaiei de mai sus presupune utilizarea valorilor de calcul ale caracteristicilor geotehnice , c, la calculul mpingerii active a pmntului. Verificarea stabilitii la alunecare pe talp. Aceasta const n compararea forei S de frecare pe talp cu componenta H(T) a mpingerii pmntului dirijat dup direcia tlpii. Fora S reprezint componenta n lungul tlpii a reaciunii R i este egal cu componenta N dup normala pe talp a reaciunii R multiplicat cu coeficientul de frecare pe talpa fundaiei. Din echilibrul forelor verticale rezult : N = V = Pav + G ,S = N , n care Pav este componenta pe vertical a mpingerii pmntului. 142 R21ODup STAS 3.300 85 se cere ndeplinit condiia : ) 25 , 1 (1hhm TNN m T > sn care : -mh este coeficient al condiiilor de lucru care se ia 0,8 - este coeficientul de frecare pe talpa fundaiei -N,T componenta normal, respectiv paralel cu planul tlpii a rezultantei ncrcrilor de calcul la nivelul tlpii fundaiei. n lipsa unor date obinute prin ncercri pe teren, pentru coeficientul de frecare ntre pmnt i talpa fundaiei se pot adopta valorile din tabelul II. 35, dat n anexa II. b.Verificarea presiunilor pe teren. Aceast verificare se efectueaz ca la orice fundaie de suprafa supus la compresiune excentric. Admitnd o variaie liniar a presiunilor pe talp, se utilizeaz formula conoscut : |.|

\| == =BeBNBMBNWMANp6161 12minmaxn care N are aceeai semnificaie ca n relaia de mai sus, iar M este momentul tuturor forelor fa de centrul tlpii de fundare ; excentricitatea este e = M/N. 1 strat moale ,2 suprafa de alunecare. Fig. 9.18 Pierderea de stabilitate a zidului prin alunecare general Se cer ndeplinite trei condiii : . 0; 2 , 1;minmax>sspp pp pconvconv med n care pconv este presiunea convenional de calcul a terenului stabilit pe baza tabelelor din STAS 3.300 85. Relaia0min > pexprim condiia ca rezultanta forelor Pa i G s se situeze n treimea mijlocie a limii tlpii (e B/6). 143 (12 ... 23) hh/12h/12h/24=30cmHFGABDECoh1Ziduri de sprijin din beton armat. n figura 9.19 este dat o seciune transversal caracteristic i sunt precizate recomandrile pentru adoptarea dimensiunilor pentru un zid de sprijin tip cornier. Avantajul acestui tip de zid l constituie utilizarea pmntului aflat deasupra consolei din spate pentru asigurarea stabilitii, reducndu-se astfel n msur important greutatea proprie a zidului. n schimb, elementele componente ale zidului, plcile AB, BC i DE, lucrnd ca nite console, trebuie armate. Pentru micorarea consumului de oel, la nlimi de peste 6 m, se recomand utilizarea unor contrafori care, lucrnd ca tirani, asigur legtura ntre placa vertical i talp (figura 9.20).

Fig. 9.19 Zid de sprijin tip cornierFig. 9.20 Zid de sprijin tip corniercu diafragme Verificrile care trebuie efectuate la zidul tip cornier sunt aceleai ca i n cazul zidului de greutate. Pentru determinarea mpingerii pmntului care urmeaz a se lua n calcul, se pornete de la faptul c tendina de deplasare i rotire a zidului n sensul ndeprtrii de masivul de pmnt din spate este nsoit de formarea n acest masiv a unei zone n care se ndeplinetecondiia de rupere, delimitat de planele de alunecare CF i CG. n umbra plcii verticale AB rmne aadar prismul de pmnt n stare elastic CBF, care face corp comun cu zidul. mpingerea activ a pmntului ar trebui calculat ca exercitndu-se asupra unui perete cu parament frnt AFC. n mod simplificat, n practic se adopt o alt schem de calcul, considerndu-se c nu numai prismul FBC face corp comun cu zidul, ci ntreg masivul definit prin planul vertical CH. mpingerea pmntului se determin asupra peretelui fictiv CH. Verificrile de stabilitate i de presiuni pe teren se efectueaz ca pentru un zid de greutate n a crui greutate se include i greutatea prismului de pmnt ABCH. 144 Investigarea terenului de fundare Scopul investigrii terenului de fundare Investigarea terenului de fundare are drept scop obinerea datelor geotehnice, aelementelor geologice, hidrologice, seismice i referitoare la antecedentele amplasamentului pentru o descriere adecvat a proprietilor eseniale ale terenului. Documentaiile geotehnice pot fi ntocmite pentru construcii civile, industriale, agrozootehnice, energetice, miniere, de telecomunicaii, edilitare i de gospodrie comunal; pentru drumuri, sisteme rutiere aeroportuare, poduri, tunele, pentru construcii de ci ferate pentru construcii de porturi, etc. Documentaiile geotehnice reprezint o component distinct a proiectului unei construcii. Documentaiile tehnice pentru construcii sunt evaluate conform Normativului privind documentaiile geotehnice pentru construcii NP 074-2007. 1.Avizul geotehnic preliminar Obiectivul acestei documentaii l reprezint elaborarea unui aviz geotehnic pentru fazele preliminare de proiectare (studiul de prefezabilitate i/sau studiul de fezabilitate). Avizul geotehnic preliminar nu se poate substitui studiului geotehnic necesar la proiectarea lucrrilor. 2.Studiul geotehnic Studiul geotehnic reprezint documentaia geotehnic de baz necesar pentru proiectarea oricrei construcii, fcnd parte din proiectul tehnic i este prezentat n anexa la documentaia tehnic pentru autorizarea executrii lucrrilor de construire (D.T.A.C.) 3.Studiul geotehnic de detaliu Studiul geotehnic de detaliu (SG - D) se elaboreaz pentru faza de detalii de execuie, n situaiile n care pentru proiectarea detaliilor de execuie sunt necesare elemente suplimentare fa de cele furnizate de studiul geotehnic elaborat pentru faza de proiect tehnic i care a fcut parte i din D.T.A.C. 4.Studiul geotehnic pentru proiectul n faz unic In cazul n care proiectul se elaboreaz n faz unic (PFU), n locul fazelor PT i DDE, prevederile de la documentaia tehnic pentru autorizarea lucrrilor de construcie actualului normativ rmn valabile i pentru studiul geotehnic pentru proiectul n faz unic (SGU) 5. Raportul de monitorizare geotehnic de execuie Monitorizarea geotehnic a execuiei poate fi efectuat de elaboratorul studiului geotehnic, de uniti autorizate sau de specialiti atestai pentru domeniulAf - Rezistena i stabilitatea terenului de fundare a construciilor i a masivelor de pmnt. Raportul de monitorizare geotehnic a execuiei cuprinde notele de sintez a monitorizrii geotehnice (n primul rnd, natura i caracteristicile terenurilor ntlnite i compararea cu previziunile), precum i note privind comportarea lucrrii n curs de execuie i a vecintilor. 145 6. Expertiza geotehnic Obiectivul documentaiei geotehnice, denumit expertiza geotehnic (EG), l reprezint expertizarea unuia sau a mai multor elemente geotehnice ale unei lucrri noi, n faz de proiectare ori n faz de execuie, sau a unei lucrri existente. Realizarea expertizei geotehnice se efectueaz de experi n domeniu Af. Categoriile geotehnice In vederea stabilirii exigenelor proiectrii geotehnice se introduc 3 categorii geotehnice : 1, 2 i 3. In cadrarea preliminar a unei lucrri n una dintre categoriile geotehnice trebuie s se fac, n mod normal, nainte de investigarea terenului de fundare. Categoria poate fi verificat i eventual schimbat n fiecare faz a procesului de proiectare i de execuie. Categoria geotehnic este asociat cu riscul geotehnic. Acesta este redus n cadrul Categoriei geotehnice 1, moderat n cazul Categoriei geotehnice 2 i mare n cazul Categoriei geotehnice 3. Riscul geotehnic depinde de dou categorii de factori: pe o parte, factorii legai de teren, dintre care cei mai importani sunt condiiile de teren i apa subteran, iar pe de alt partte, factorii legai de structur i de vecintile acesteia. 1.Condiiile de teren In vederea definirii categoriei geotehnice, condiiile de teren se grupeaz n urmtoarele categorii: a.terenuri bune b.terenuri medii c.terenuri dificile 2.Apa subteran Din punct de vedere al prezenei apei subterane pe amplasament, n corelare cu soluia de fundare, se disting 3 situaii care trebuie avute n vedere la definirea categoriei geotehnice: a.excavaia nu coboar sub nivelul apei subterane, nu sunt necesare epuismente b. excavaia coboar sub nivelul apei subterane, se prevd lucrri normale de epuismente directe sau drenare, fr riscuri de degradare a unor structuri alturate c. excavaia coboar sub nivelul apei subterane, n condiii hidrogeologice excepionale, impunnd lucrri de epuismente cu caracter excepional. 3.Clasificarea construciilor dup importan In vederea definirii categoriei geotehnice se utilizeaz clasificarea construciilor n 4 categorii de importan : 1. excepional 2. deosebit 3. normal 4. redus 146 4.Vecintile Categoria geotehnic depinde i de modul n care realizarea excavaiilor, a epuismentelor i a lucrrilor de infrastructur aferente cosntruciei care se proiecteaz poate afecta construciile i reelele subterane aflate n vecintate. Se pot distinge, din acest punct de vedere, 3 situaii: risc inexistent sau neglijabil al unor degradri ale construciilor sau reelelor nvecinate 9 risc moderat al unor degradri ale construciilor sau reelelor nvecinate risc major de degradri ale construciilor sau reelelor nvecinate 5.Stabilirea categoriei geotehnice Pentru a facilita ncadrarea lucrrii ntr-o categorie geotehnic se recomand folosirea urmtoarei metodologii: se atribuie fiecruia dintre cazurile aferente celor 4 factori prevzui un numr de punctre, specificat n dreptul cazului respectiv se nsumeaz punctele corespunztoare cel