Elcsúszás: Kiborulás:

Átírás

1 1. Ismertesse a támfal elcsúszásra való vizsgálatát. Elcsúszád vizsgálat (GEO): v>1,5 (1,5-globális biztonsági tényező) ((G+Eay)*tgδb)/Eax>1,5 Biztonság növelése: fogazás, ferde lapsík Elcsúszás: Kiborulás: 2. Ismertesse a támfal kiborulásra való vizsgálatát. Kiborulás vizsgálat (EQU): csak a kőzeten álló alapok eseten kell vizsgálni. v>2,0 (G*XG2)/(Ea*a2)>2,0 Biztonság növelése: alaplemez méretének növelése 3. Ismertesse röviden a föld megtámasztó szerkezeteket és azok kialakítását. Meredek, rézsűben nem megálló földtömeg megtámasztására szolgál. Súlytámfal: Legrégebbi es leggyakrabban alkalmazott támfaltípus, amely a nagy tömegéből adódó súlyereje következtében képes a mögötte levő földtömeget megtámasztani. Építési anyagait a fal alapvető igénybevételeihez, a nyomófeszültségekhez választjuk. Anyaguk lehet: beton vagy gyengén vasalt beton, falazatok: tégla, kő, betonelemek; szárazon rakott falak. Súlytámfal: Szögtámfal: Szögtámfal: Vasbeton lemezszerkezetek, amelyek kialakításukból adódóan a háttöltést is bevonjak az erőjátékukba. Típusaik: L szelvény; T szelvény; Ferde alapsík; Fogazás (elcsúszás ellen); Fogazás es ferde alapsík (elcsúszás ellen)

2 Támfal: kő, beton vagy vasbeton anyagú, síkalapon nyugvó, előre vagy hátra nyúló talpszélesítéssel, merevítő bordákkal vagy azok nélkül készülő falak. A megtámasztásban meghatározó szerepe a fal önsúlyának van, amihez egyes típusok esetében a talaj vagy szilárd kőzet stabilizáló tömege is hozzájárul. Az ilyen faltípusok közé tartoznak az állandó vagy változó keresztmetszetű beton súlytámfalak, a síkalapozású vasbeton szögtámfalak, a merevítő bordás falak. Befogott fal: Acélból, vasbetonból vagy fából készült, viszonylag vékony falak, amelyek egyensúlyát horgonyok, dúcok es/vagy a passzív földnyomás biztosítja. Az ilyen falak hajlítási teherviselő képessége főszerepet játszik a megtámasztásban, míg a fal súlyának szerepe jelentéktelen. Példa az ilyen falakra a szabadon álló, a kihorgonyzott vagy dúcokkal megtámasztott acél vagy beton szádfal es résfal. Összetett tám szerkezetek: Az előző két faltípus elemeiből álló tám szerkezetek. Számos változatuk létezik, példaként említhetők a kettős falu zárógátak, a húzott betétekkel, geo textíliákkal vagy injektálással erősített föld szerkezetek, valamint a több sorban kihorgonyzott vagy szegezett szerkezetek. Speciális Támfalak: Gabion: Acél fonatban zúzott kő (súlytámfalként kezelés). Máglyafal: Előre gyártott elemekből készített térbeli rács, szemcsés talajokkal kitöltve. Előnyei: nem érzékeny a süllyedéssel szemben; rövid az építési idő; előregyártás racionális számban; újrafelhasználható. Hátránya: csak kb. 4m magasságtól gazdaságos Máglyafal: Vasalt talaj: Vasalt talaj: A talajba vasalást (erősítőelemeket) építünk be, ami által a talajtömeg húzó igénybevételek felvételére képes. A háttöltésbe beépített fém vagy műanyag szalagok a húzófeszültségeket súrlódás útján adják át a talajnak. Az erősítés egy ún. anizotrop kohéziót ad a talajnak. Szegezett talaj: Lőtt betont öntenek a felületre, majd átfúrva lehorgonyozzák a kábeleket a talajba. 4. Grafikusan adja meg a vasalt talajban egy szalagban keletkező erőket. Hogyan számítja a szalag egy szakaszán felvett erőt. 5. Rajzolja fel egy vasalt talaj keresztmetszetét. 6. Hol, milyen létesítményeknél előnyös a vasalt talaj tervezése. A talaj magában nem képes húzófeszültséget felvenni. Műanyag vagy acélszál erősítéssel azonban képessé tehetjük rá. Töltések megtámasztására építik. Legfőbb erénye az olcsóság és az egyszerű kivitelezés. Előszeretettel alkalmazzák hídfőkben is, főleg hazánkban. Magasabb támfalaknál éri meg csak (H>5m)

3 7. Sorolja fel a talajszögezés előnyeit. Előnye, hogy egyszerre csak kicsi földtömeg marad megtámasztatlanul, rugalmasan, könnyen módosítható, egyszerűen és viszonylag olcsón kivitelezhető. Mechanikai viselkedése és tervezése a vasalt talajtámfallal lényegében azonos, de építés közbeni állapotokat is ellenőrizni kell. Továbbá jól adoptálható a különféle talajokhoz, rugalmas a szerkezet és teherbírási tartalékkal rendelkezik. 8. Milyen felületekből épülnek fel a csúszólapok? Indokolja meg miért. A talajban a földtömeg önsúlyának hatására nyírófeszültségek keletkeznek a rézsűs határolás elkészültével. Ha a nyírófeszültségek a rézsű talajának és az altalaj nyírószilárdságát elérik, talajtörés jön létre, a törési felületen, a csúszólapon a földtest lecsúszik. Csúszólap alakja többféle lehet: Egyenes metszetű, azaz sík csúszólap (eltolódó mozgás, nincs szögforgás); Görbe metszetű (Kör vagy logaritmikus spirális vezérvonalú hengerfelület) (rotációs mozgás, szögforgás lesz); Összetett (Kör vagy logaritmikus spirális vezérvonalú hengerfelület és sík csúszólap). Mértékadó lesz az a csúszólap, amelyhez tartozó földnyomás szélsőérték. 9. Sorolja fel a talajtörés (tönkremenetel) egyszerűsítő feltételezéseit. Ha egy alapra fokozatosan növekvő teher hat, az alatta lévő talaj növekvő mértékben összenyomódik. Kezdetben a süllyedés az erővel, a teherrel egyenesen arányos. Később a benyomódás rohamosan nő (függőleges és vízszintes szemcsemozgás is bekövetkezik), majd határozott csúszólap - talajtörés alakul ki, a terhelt felület elveszti alátámasztását. A "törés" nem mindig következik be az említett módon. Van: általános nyírási törés; helyi nyírási törés; benyomódás (befúródás). Az egyszerűsítést az a feltételezés jelenti, hogy a lamellák között ható erő a lamella két oldalán megegyezik (ezért az erőegyensúlyi vizsgálatban kioltják egymás hatását, ezért lényegében nem kell őket figyelembe venni): 10. Ismertesse a kohéziós erő meghatározását sík csúszólap esetén. 11. Ismertesse a kohéziós erő meghatározását kör csúszólap esetén. 12. Hogyan határozza meg a súrlódó erő nagyságát sík csúszólap esetén?

4 13. Hogyan határozza meg a súrlódó erő nagyságát kör csúszólap esetén? Normálerő: merőleges a csúszólapra a kör bármely pontjában megvan a φ elfordulás, ha érintőt húzunk az R*sinφ sugarú körhöz. Aktív-passzív elmozdulás ellentétes (az ellenerő iránya is változik) 14. Ismertesse a svéd nyomatéki módszert. A svéd nyomatéki módszert olyan talajok esetén használjuk, amelyeknek nincs belső súrlódási szöge (ϕ=0). A módszerrel kör csúszólapot vizsgálhatunk. Az összes csúszólaphoz meg kell határoznunk a biztonsági tényezőt es közülük a legkisebb lesz a rézsűhöz tartozó biztonsági tényező. A tönkrementelt a lecsúszó földtömeg súlyából keletkező nyomaték (G*a) okozza. A tönkrementelt akadályozó hátas a csúszólap mentén működő kohéziós erő es annak karja: K=cd*lh; z=r*li/lh ahol, cd a talaj kohéziónak tervezési értéke lh az AC szakasz húr hossza li az AC ív hossza r a kor csúszólap sugara A biztonsági tényezőt a tönkremenetelt akadályozó és a tönkremenetelt okozó hátasok (nyomatékok) hányadosaként határozzuk meg: v=k*z/(g*a) = cd*r*li/(g*a) A rézsü megfelel, ha v > e 1, Ismertesse a súrlódó körös rézsűállékonysági vizsgálat lépéseit. egy csúszólap felvétele - kör a lecsúszó földtestre ható erők felvétele az egyensúlyhoz szükséges nyírószilárdság meghatározása a földtest egyensúlyvizsgálatából a csúszólaphoz tartozó biztonság meghatározása a legkisebb biztonság meghatározása szélsőérték-kereséssel Q1 Q2 r1 O r2 r3 Q3 l K1,2,3 Q3 R L Q2 Q1 K1,2,3 B G G 16. Hogyan és miért befolyásolja a talajvíz a rézsű, illetve földfal állékonyságát? Befolyásolja az állékonyságot a talajvíz szintje és az áramló talajvíz áramlási nyomása. A talajvíz byírófeszültséget okoz. Talajvíz hatása: Statikus: Számítás hatékony feszültségekkel; A csúszólapon ható pórusvíznyomás eredője Áramló: Statikus + i*γw áramlási nyomás (vektor) Legkedvezőtlenebb eset: hirtelen apadás 17. Ismertesse a földrengésre való méretezés alapelvét. Ef=m*a; Ff=mrézsű*a (vízszintes gyorsulás 0,8-1,5 g)

5 18. Földrengésre való méretezéshez milyen adatokat használ fel és hogyan határozza meg ezeket? Történelmi és geológiai viszonyok alapján lehet földrengésre tervezni. Gyorsulás = (Várható max rengés erősség) / (Gyakoriság) 19. Ismertesse és indokolja meg a lamellás rézsűállékonyság vizsgálat alapfeltevéseit. Alapgondolata, hogy a vizsgálandó, elmozduló földtömeget függőlegesen lamellákra osztjuk és az egyensúlyvizsgálatot lamellánként végezzük. Feltételezzük, hogy az egymással párhuzamos síkokban a csúszólap alakja azonos, azaz a lecsúszó földtömeg egy hengerpalást mentén csúszik. Ebben az esetben elegendő a mozgás irányára merőleges két oldalon vizsgálni a lamella erőjátékát. 20. Ismertesse a lamellás rézsüállékonyság vizsgálatot. Csúszólap középpontjának felvétele, majd párhuzamos függőlegesek mellett lamellákra osztjuk. Feltétel: globális erőegyensúly (zárt vektorpoligon) Biztonsági tényező értelmezése: a nyírószilárdságban Megoldás: iterációval Vizsgálat helye: legmagasabb töltés Felosztás: 8-10 db lamella, sorszámmal Csúszólap: 3 különböző (szelvényszám, magasság, magassági létra, rézsűszög) normál erő értéke: Nnr=Wn*cosα 21. Ismertesse az aktív földnyomás meghatározását kombinált, kör és sík csúszólap feltételezése mellett. 22. Ismertesse az passzív földnyomás meghatározását kombinált, kör és sík csúszólap feltételezése mellett. Ez nem lesz benne a zh-ban de aki érdekel előadás jegyzet oldal 23. Mi az osztott biztonsági tényező és hogyan határozza meg? Határállapotok módszere alkalmazza. 24. Rajzolja le a rézsű kialakítás mintakeresztszelvényét lösz talaj esetén. 25. Sorolja fel a szivárgó elemeit és rajzoljon egy mintakeresztszelvényt. aljzat+folyóka (beton) 1 dréncső 2 geotextília 3 kőrakat 6 Lehet még: kavics, homokos kavics kevert szűrőréteg, geoműanyag lapcsivárgó

6 26. Hova tervezi az övárkot? Lejtős oldalon épített bevágások hegyfelőli szélén a rézsű erózió ellenére övárkot létesítünk. Rendeltetése, hogy a hegyoldalra hullott csapadékvizet a bevágás rézsűjétől elvezesse. A bevágás feletti hegyoldali területek esetleges vízfolyásait, mocsarait minden esetben az övárokba vezessük be, nehogy azok a bevágási rézsűt átáztassák. A bevágás feletti övárkot feltétlenül burkolnunk kell, mert máskülönben az itt összegyűlő víz a bevágási rézsűt átáztatja és csúszást idéz elő. A rézsű csúszólapján kívül! 27. Függőleges megtámasztás esetén rajzolja be a sík csúszó lapot aktív és passzív földnyomás esetére. 28. Ismertesse a csúszó lapon belül működő koncentrált erőből keletkező föld nyomás meghatározásának lépéseit. 29. Ismertesse a csúszó lapon belül működő megoszló terhelésből keletkező föld nyomás meghatározásának lépéseit. Ez se lesz benne elvileg (amúgy se tudom mi a helyes válasz rá) 30. A nyugalmi földnyomás értékét egységnyinek feltételezve mekkora az aktív és passzív földnyomás értéke? Ea : E0 : Ep 0,5 : 1 : Indokolja, meg miért kell nagyobb elmozdulás a passzív földnyomás aktivizálásához? Passzív földnyomásnál nagyobb földtömegnek kell aktivizálódnia. αp=45-φ/2 32. Indokolja, meg miért kell kisebb elmozdulás az aktív földnyomás aktivizálásához? Aktív földnyomásnál kisebb földtömegnek kell aktivizálódnia. αa=45+φ/2 33. Rajzolja fel a nyugalmi, aktív és passzív állapotok Mohr köreit. 34. Vezesse le a függőleges falban megtámasztás nélkül megálló földtömeg magasságát.

7 35. Mi a súlytámfal tervezésének kiindulási alapfeltételezése? Ne legyen húzás, ϭh=0 eredő erő a belső magon belül legyen. (ha van külső nyomás akkor hozzáadódik: -q/γ 36. Hogyan határozza meg a támfal alapozási síkjában keletkező feszültségeket, ha a külpontosság e<(b/6)? 37. Hogyan határozza meg a támfal alapozási síkjában keletkező feszültségeket, ha a külpontosság e=(b/6)? 38. Hogyan határozza meg a támfal alapozási síkjában keletkező feszültségeket, ha a külpontosság e>(b/6)? 39. Mi a nyugalmi földnyomás, hogyan határozza meg? Nyugalmi állapotban van, a mozdulatlan fal mögötti talaj, melyben a nyírószilárdáság csak részben mobilizálódik, s a falra a kezdeti vízszintes feszültségek (σ0) illetve eredőjük, a nyugalmi erő hat (E0). 40. Ismertesse a nyugalmi földnyomás tényezőjét és meghatározását. Dr Jáky József elméleti úton levezetett összefüggése ad megoldást a nyugalmi nyomás tényező (K0) és a hatékony feszültségek alapján meghatározott belső súrlódási szög φ összefüggésére. Szemcsés talaj: K0 NC =1-sinφ Kötött talaj: K0 NC =0,44+0,42*(Ip%/100) 41. Mekkora az aktív Rankine feszültség 4 m. mélységben, ha a talaj természetes térfogatsúlya (2,00 g/cm3), belső súrlódási szög 18 fok, kohézió 8 KN/m2. ϭz=h*γ=4*2000=8000 kg/m 2 =80 kn/m 2 Ka=tg 2 (45-φ/2)= tg 2 (45-18/2)=0,5279 ϭxa=ϭz*ka-2c* Ka=80*0,5279-2*8* 0,5279=30,6069 kn/m 2

8 42. Mekkora az passzív Rankine feszültség 4 m. mélységben, ha a talaj természetes térfogatsúlya (2,00 g/cm3), belső súrlódási szög 18 fok, kohézió 8 KN/m2. ϭz=h*γ=4*2000=8000 kg/m 2 =80 kn/m 2 Ka=tg 2 (45+φ/2)= tg 2 (45+18/2)=1,8944 ϭxa=ϭz*ka-2c* Ka=80*1,8944+2*8* 1,8944=173,5740 kn/m Ismertesse a talajvíz hatását a nyírószilárdságra. τ=ϭ *tg(φ)+c tg(φ) kis hatása, c víztartalom függő, ϭ ϭ= ϭ -u(víz hatása) 44. Ismertesse a talajvíz hatását a nyírószilárdsági paraméterekre. c-t jelentősen, φ-t alig csökkenti. 45. Ismertesse a túlkonszolidáltsági tényezőt (OCR). Miért fontos az ismerete? Különös gondot kell fordítani, bizonyos erősen túlkonszolidált agyagokra, melyek nagy vízszintes nyugalmi nyomásai jelentős mozgásokat idézhetnek elő a földkiemelés tágabb környezetében is, alakváltozásokkal egyetemben. 46. Rajzolja fel a talaj, a merev és a rugalmas-képlékeny testek feszültség-alakváltozását jellemző görbéket. 1-rideg (kőzetek) 2-rugalmas-képlékeny (acél) 3-a: tömör talaj; b: laza talaj 47. Mit jelent a ULS és SLS? ULS: Ultimate Limit State szilárdsági és stabilitási vizsgálatok SLS: Serviceability Limit State használhatósági vizsgálatok 48. Rajzoljon fel egy talaj terhelés-alakváltozási görbéjét (általános eset) és ezen jelölje be a tervezés szempontjából fontos értékeket. 49. Soroljon fel öt, földből készült mérnöki létesítményt. Gát, vízelvezető árok, útalap, vasúti alépítmény, töltés.

9 50. Mutasson be két példát a talajfeszültségek változására. 51. Mi a különbség az aktiv és passzív földnyomás között. Aktív földnyomás ( c = 0 ) Akkor lép fel, ha a fal a földtől eltávolodik. Ekkor expanzió ( lazul ) áll elő, vagyis a fal az alsó sarokpontja körül kifelé képes billenni. A Mohr kör sugara növekszik végül érinti a Coulomb féle egyenest a törési feltétel teljesül. Ezt aktív Rankine féle feszültségi állapotnak nevezzük. Passzív földnyomás ( c = 0 ) A fal a földtömeg felé mozdul el. Kompresszió ( tömörödés ) lép fel. A fal az alsó sarokpontja körül a föld felé nyomódik. A Mohr kör sugara ellenkező irányba növekszik eléri a Coulomb féle egyenest a törési feltétel teljesül. Ezt passzív Rankine féle feszültségi állapotnak nevezzük. Kp K0 Ka

10 52. Rajzolja fel 3 földmegtámasztó szerkezet minta keresztszelvényét. 53. Merev testek milyen felületek mentén képesek elmozdulni? A merev testek sík felület mentén képesek elmozdulni. 54. Vezesse le a biztonság értékét egy béta hajlásszögben megépített homok dombnak. 55. Rajzolja le a rézsű tönkremeneteli formáit. 56. Hogyan határozza meg a kritikus csúszó lapot? A biztonsági értékekből meghatározható egy szintvonalas térkép (izoaszfáliák), a legkisebb érték adja meg a kritikus csúszólap középpontját. 57. Mi a különbség a két és háromdimenziós rézsűállékonysági vizsgálat között? 3D biztonsági tényező rendre nagyobb, mint a 2D. Ez azt jelenti, hogy a térbeli hatások figyelembe vételével gazdaságosabb tervezés végezhető, mivel a 3D és a 2D biztonsági tényező közötti eltérés elérheti akár a 30%-ot is! Illetve megfelelő pontossággal kizárólag a háromdimenziós modellezés képes kezelni a keresztirányban erősen inhomogén talajrétegződést, esésés dőlésváltozásokat, ezért alkalmazását szélesebb körben javasoljuk, a megfelelő szoftverek (teljes 3D) használatával. 58. Ismertesse a súlytámfal tervezését. Súlytámfal a szerkezet súlyával áll ellen a földnyomásnak. Kőből, betonból és téglából épülhet, húzószilárdsága nincs. Súlytámfalak felmenő falát úgy méretezzük, hogy anyagában ne lépjenek fel húzófeszültségek. Elegendő a legalsó keresztmetszet vizsgálata. A fölnyomás nagyságát Poncelet-féle szerkesztéssel határozzuk meg. A szélességet azonos sávokkal növelve meghatározzuk az erre ható erők eredőjét és annak az alapsíkon való metszéspontját. A metszéspontnak a d talpponttól való távolságát felmérjük a felvett szélességű támfalnál y tengely mentén. Az így kapott görbét metszésbe hozzuk az y = 2/3 x egyenessel, és a metszéspontot felvetítve megkapjuk azt a szélességet, amelynél az eredő a keresztmetszet belső harmadának külső szélén megy át, tehát abban húzás nem keletkezik. A kivitelezés során ügyelni kell arra, hogy a támfalat teherbíró talajra alapozzuk, a visszatöltést és a támfal háta közötti szivárgót nagyon gondosan kell megépíteni, a visszatöltés anyagát meg kell vizsgálni és rétegesen tömörítve beépíteni. 59. Mire ellenőrzi a támfalat? (felsorolás) Kiborulás, elcsúszás, talajtörés, felúszás, alap alatti talajra jutó feszültségek, alaptörés.

11 60. Milyen talajfizikai jellemzőkre van szüksége a földnyomás számításához? Adja meg a paraméterek mértékegységét. c kohézió kn/m2 φ - súrlódási szög γ talaj térfogatsúlya kn/m3 61. Rajzolja fel az aktív és passzív feszültségek változását a mélység függvényében szemcsés talaj esetén. 0-ról indul a ϭxa és ϭxp, mert a képletben nincs ott a -2*c* K (c=0) ϭxa=ϭz*ka; ϭxp=ϭz*kp 62. Rajzolja fel az aktív és passzív feszültségek változását a mélység függvényében kötött talaj esetén. (c nem nulla)