MECANICA PAMANTULUI1.STRUCTURA PAMANTULUI1.1.Pamanturi necoezive1.1.1.Structura granulara (sedimentare) Fig.1.1.Formarea structurii granularemin maxmaxe ee eID= Pamanturi cuartoase : forma alungita (bastoane) sau sferica (vezi clasificare) Pot fi indentificate urmatoarele tipuri de contacte intre particulele minerale. L-L contacte intre particule cu suprafata mare L-S-L contacte intre particule cu suprafata mica L-S-V contacte passiveFig.1.2 Tipuri de contacte intre particulele minerale 1.2.Pamanturi coeziveFig.1.3.Fortele de legatura intre particulele fine Grosimea peliculei de apa (dipoli) fixata pe suprafata particulei argiloase depinde de suprafata specifica a particulei: montmorillonit:1000mp/g ; illit 100 mp/g ; caolinit 10mp/g, nisip fin (d=0.1mm): 0.03/g Functie de predominarea fortelor de atractie si respingere, particulele argiloase au tendinta de a se uni in conglomerate care sedimenteaza. a). Ape dulci (concentratie de saruri redusa)- fortele predominante de respingere(-), particulele sedimenteaza individual- contacte fata-fataFig.1.4 b).Ape sarate fortele predominante de atractie (+)Fig.1.5. c).Structura mixta- P+H+PF (0.06 s2.1.Clasificare Tabelul 1- Fractiuni granulometriceFractiuniale pamantului Subdiviziuni SimboluriMarimeaparticulelor ( mm ) Pamant foarte grosier Blocuri mariLbo>630 BlocuriBo>200 pana la 630 BolovanisCo>63 pana la 200 Pamant grosierPietrisGr>2.0 pana la 63 Pietris mareCGr>20 pana la 63 Pietris mijlociuMGr>6.3 pana la 20 Pietris micFGr>2.0 pana la 6.3 NisipSa>0.063 pana la 2.0 Nisip mareCSa>0.63 pana la 0.2 Nisip mijlociuMSa>0. 2 pana la 0.63 Nisip finFSa>0.063 pana la 0.2 Pamant finPrafSi>0.002 pana la 0.063 Praf mareCSi>0.02 pana la 0.063 Praf mijlociuMSi>0.0063 pana la 0.02 Praf finFSi>0.002panala 0.0063 ArgilaCI0.002 2.2.Paramentri Curba granulometrica d10 diametru efectiv; d30, d50,d60.Fig.2.2.Curba granulometrica- coeficient de neuniformitate- coeficient de curbura1060ddcu =60 10230d ddcc= Dacaa).Cu>6 si 110-15%; 3.COMPRESIBILITATEA 3.1.NotiuniDeformabilitatea pamanturilor: cauze - reducerea porozitatii.:-eliminarea apei din pori-eliminare gaze din poriFig.3.1.Compresibilitatea pamantului Relatia dintre tensiuni si deformatii legea constitutiva a materialuluiLegea lui Hooke: E- modulul de elasticitate longitudinala (modulul lui Young)-deformatia liniara specificaFig.3.8. Diagrama - c o = Eco tg E =) (hh A Pe limita de proportionalitateEs= Micsorarea dimeniunii sectiunii transversale se apreciaza prin-deformatia specifica transversalaSe constata experimental:coeficient de deformatie transversala (coef.lui Poisson)cococdd=AA> A 0lim000dd dddt =A = cz tc c = 0hhzA= c Curbe caracteristice schematizate 3.2.1.4.3. Legea lui Hooke generalizataStabilirea relatiilor de elasticitate(.)3 2 1, , o o o;1'1Eoc =E1'1'3'2o c c c = = =;2'2Eoc=E2' '3' '1o c c = =E3' ' '2' ' '1o c c = =;3'3Eoc = Actiunea concomitenta Rezolvand in raport cu tensiunile) (Eoc =| |; ) (13 2 1 1o o o c + =E| |; ) (11 3 2 2o o o c + =E| |; ) (12 1 3 3o o o c + =E| | ) (1x y z zEo o o c + =| | ) (1x z y yEo o o c + =| | ) (1z y x xEo o o c + =| | ) ( ) 1 () 2 1 )( 1 (3 2 1 1c c c o + + +=E| | ) ( ) 1 () 2 1 )( 1 (3 1 2 2c c c o + + +=E| | ) ( ) 1 () 2 1 )( 1 (1 2 3 3c c c o + + +=E Problema planaStarea de eforturi unitare in pamant (STAREA DE EFORTURI SPATIALA)) (12 1 1o o c =E) (11 2 2o o c =E) (1) (2 1 2 1 3c co oc + = + =E Legea lui Hooke generalizata (L H G)(1)(2)| | ) (1z y x xEo o u o c A + A A =| | ) (1z x y yEo o u o c A + A A =| | ) (1y x z zEo o u o c A + A A =) ( ) (3 2 1c c c c c c c + + = + + =A=z y xvvvdd| | ) ( 21z y x z y x vEo o o u o o o c A + A + A A + A + A =) (2 1z y x vEo o ouc A + A + A= Introducand- cresterea tensiunii octaedrice 30z y xo o ooA + A + A= A0) 2 1 ( 3ouc A=EvKv0ocA=-unde ) 2 1 ( 2 u =EKmodulul de deformatie volumica 3.2.Incercari de compresibilitate3.2.1.Incercarea edometricaFig.3.2.Incercarea edometrica 3.2.1.1.Curba compresiune- tasare ()Fig.3.3.Curba compresiune-tasare%z zc o 3.2.1.2.Curba de consolidareFig.3.4.Curba de consolidare 3.2.1.3.Curba de compresiune-porozitateFig.3.5.Curba compresiune-indicele porilornne=1spVVe =tpVVn =i i ieeAAhhVV++= =110 0" "10LIeehh+A=A-indicele de compresiune-indicele de descarcareSkempton(1944)-pamant nederanjat Cc=ae0-b-pamant deranjatccsc((

A+ = ) (1 log00eC e ezzco o%) 10 ( 009 . 0 =L cw c%) 10 ( 007 . 0 =L cw cedehh dd+ =A=1) (cvaedede E+= + =1) 1 ('o01 eehh+A=AzzddEco'=av-coeficientul de compresibilitate (1/Ka)o AA =eLegea indesarii 3.2.1.4.2 Curba de compresiune- tasare specificaFig.3.9 Curbe caracteristice schematizate00011 ee ehhi+=A= c) 1 ( ) (0 0ehhe epiii+A = 3.2.1.4.4. Curba de compresiunie-tasare a pamantuluiFig.3.12.Curba compresiune-tasare (sc.liniara) -modulul de edeformatie edometric (M=Eoed) M - modulul de compresiune volumica ( )O propunere interesanta pentru calculul lui Es este propunerea luiOhde(1959)- modul tangent ; w,v= f(Teren)Fig.3.10 Evaluarea modului de deformatie (tangent){ }2221 3 2/ 3 ; / 2 cm daN cm daNz z= = =o oMmv1=vmcWatzatm e sv E ) ('ooo =zzi itg McooAA= =(-tasare specifica)Fig.3.6. Curba compresiune-tasare specifica c) ( c o Efectul deranjarii probei asupra legaturii Fig.3.7.Influenta deranjarii probei (recoltare) asupra valorii lui Cc(Mitchell,1956)3.2.1.4. Caracteristici mecanice determinate din curba caracteristicaa materialelor (REZISTENTA MATERIALELOR)ez o Coeficientul presiunii lateraleFig.3.11.Compresibilitatea cu deformatii laterale impiedicate0hhvA= c Deformatia specifica a probei edometrice-incercare edometrica (compresiune unidimensionala)szzE hh oc =A=0-legea lui Hooke (LH)-incercare triaxiala (TE)| | ) (1y x z zEo o u o c + =-legea lui Hooke generalizata (LHG):y xo o = ) 2 (1x z zEuo o c =) 2 (1x zszE Euo oo =) 2 1 (zxsE Eoou =) 2 1 (0K E Esu = ) 1 10 ( s s K(1)=> =IT z IE z) ( ) ( c c-incercarea edometrica :0 = =y xc c| | 0 ) (1= + =z y x xEo o u o c:y xo o =0 ) ( = + z x xo o u oz xuo u o = ) 1 (uuoo= =10Kzx(2)uu uuu uuu += = =1) 2 1 )( 1 ()12 1( )121 (2 2OED OED OED SE E E E0M E EOED S = rezulta) (OED SE E Mo1 (vezi NP112/04)Valoarea coeficientului presiunii laterale (INCERCARI EXPERIMENTALE)-nisip NC (Jacky,1954) -' sin 100o o ~=KKz xnNC OCOCR K K =, 0 , 0-supraconsolidat(Lunne,1985) n=0.4565 . 0 = n -(Mayne /Kulhauy 1983)Din relatia (1)10 < M65 . 0, 0 , 0OCR K KNC OC = (Mayne,2006)OCR K ) ' sin 1 (0| =(SR EN 1997/2006)3.4.Argile normal si supraconsolidate (influenta istoriei asupra starii de tensiuni)-presiune de preconsolidareCPFig.3.13.Procedura grafica de evaluare a presiunii de preconsilidare(pc)dupaCasagrande(1936)z oCP Raport de supraconsolidare4 pamant supraconsolidat( )czpRSCOCRo=zzo = , c z tp z o = = 0 , z at o o = = 01Cp zOCRto = = >NORMAL CONSOLIDAT SUPRACONSOLIDATFig.3.14.Starea pamantului o = = z pt z c ,0 , z at o o = = 01CP zOCRto = = ; 0 = o) 0 (= t; 0 = o=>tttstare monoaxiala(2) ) max(t=>; 45 = o )21(max xo t =Se ridica la patrat si se aduna, se elimina :2 2 2)2( )2(x xotoo = + Cercul lui Mohr(1) (2) )`== ootoo oo2 sin22 cos2 2xx xttStare planaEchilibru) ( ) ( t osio o t o o o o o cos sin 2 sin cos2 2xy y x+ + =) cos (sin cos sin ) (2 2o o t o o o o t + =xy y xxytxytto t oo o o oo 2 sin 2 cos2 2xyy x y x+++==2 1,o o21o o = =>0 = tsin 2 cos 2 0(2 ) 2x yxyddo ooot o to= + = =y xxytgo o to= 2222 , 14 ) (212xy y xy xt o oo oo + +=Eforturi unitare principale)`minmaxoooo o o oo 2 cos2 22 1 2 1++=oo ot 2 sin22 1 =22 1 222 12 2|.|

\|= +|.|

\|+o oto oocercul lui Mohr0 = t0 = tta).Intindere sau compresiune simpla0 =yo 0 =xyt2 22 , 1x xo oo ==>xo o =102 = oxo o o t21) (212 1 2 , 1 =xytxyt 4.REZISTENTA LA FORFECARE A PAMANTURILOR4.1.Definitii4.1.1.Pamanturi necoezive- afanatmaxeAP= oATf = tFenomenul de micsorare a volumului porilor pamanturilor afanate, prin forfecare, poarta numele de CONTRACTANTA.Rezistenta la forfecare este exprimata pe baza teoriei frecarii.Parametri de baza sunt:- unghiul frecarii interne- coeficientul de frecarec- coeziunea{}Pamanturi coezivePamanturi necoezive'ftg t o = => Legea lui Coulomb (1773)'ftg t o = 4.1.2.Pamant necoeziv-indesatmineFenomenulde afanare a pamanturilor (nisipoase) indesate prin forfecare, poarta numele de DILATANTA.4.1.3.Pamanturi argiloasePP- Legea lui Mohr (Mohr,1900)(rez. la forfecare in miscare) ''f etg t o =unghi de frecare real (efectiv) 'e ' 'f etg t o =PLP- ft proportional cu cA si' oAria de contact creste cu tensiunile' osi ramane constanta la descarcarecoeziune efectiva (creste odata cu preincarcarea si nu se mai modifica decat odata cu modificarea umiditatii)e eK c o =(rezistenta la forfecare statica)eopresiunea echivalenta (ef.necesar unei probe NC pentru a avea aceeasi umiditate cu proba analizata) K constanta) (pI fRezulta :) ( ''c e e fc c tg + + = | o t-Efortul intre particulele de pamant(efortul efectiv )-Presiunea apei din pori u' u o o = +PRINCIPIUL PRESIUNILOR EFFECTIVEP F uA = +/ / P A F A u = +' u o o = +In termenii tensiunilor effective:Deschis la t=04.2.Tipuri de incercariINCERCAREA DE FORFECARE DIRECTAForfecare directa(DST)Forfecare directa simpla(DSS)4.2.2.Procesul de forfecare in raport cu natura si starea fizica a pamantuluitI.Nisip afanat, argila normal consolidata sau slab consolidata (RSC2) cu structura floculara(fete-muchii)IIb.Argila supraconsolidata cu structura dispersa' 'p cv = - unghi de dilatanta/contractantaRELATIAEFORTDEFORMATIELA DILATARECONCEPTUL DE STARE LIMITAPamant necoeziv:Tipuri de incercare de forfecareA.Incercarea UU -Neconsolidata Nedrenata,u uc Incercarea CU -Consolidata Nedrenata d dc ,B.Incercarea CD -Consolidata Drenata' , ' cNota: Conform notatiilor adoptate de Societatea Internationala de Mecanica Pamanturilor indicii U,C,D reprezinta prima litera a cuvintelor : undrained, consolidated, drained.Pamanturi coezive:A.Parametri de forfecare pentrustare nedrenata : ' ' 'ftg c t o = +B.Parametri de forfecare (drenat):Parametri de forfecare rezidualisi de varf 'rrc'si '' csi Factori de influenta Efectul DILATANTEI / CONTRACTANTEIReprezentarea dreptei caracteristice (neliniara)Porozitate (ecr)'cr| | = (0.8 ) Efectul dilatantei asupra rezistentei la forfecare'( )f crtg t o = 5 4 3 2 136 ' | | | | | A + A + A + A + A + == corectie pentru forma particulei1| A = A 61| + = A 21|pentru sfericitate mare si forma rotunda a particuleipentru sfericitate mica si forma nerotunda (cu unghiuri) a particulei=corectie pentru marimea particulei 2| Apentru d>2.0mm (pietris)pentru 2.0>d>0.6mm (nisip mare)pentru 0.6>d>0.2mm (nisip )pentru 0.2>d>0.06mm (nisip fin) = A 112| = A 92| = A 42|02 = A|=corectie pentru neuniformitate ( coefficient de neuniformitate) 3| Apentru Cu>2.0 (neuniformitate mica) = A 23| = A 13|03 = A|pentru Cu=2.0 (neuniformitate medie)pentru Cu