ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3

 

ΣΥΜΠΙΕΣΤΟΤΗΤΑ ΤΟΥ ΕΔΑΦΟΥΣ & ΚΑΘΙΖΗΣΕΙΣ

 

 

Καθίζηση (Dunn et al., 1980, Budhu, 1999)

 
bullet

Υποχώρηση του επιπέδου έδρασης μιας κατασκευής λόγω παραμόρφωσης του υποκείμενου εδάφους, χωρίς πλευρική διόγκωση.

bullet

Οφείλεται αποκλειστικά σε αναδιάταξη των κόκκων με το χρόνο και μείωση του δείκτη πόρων του εδάφους, με απομάκρυνση του νερού των πόρων, στην περιοχή της φόρτισης

Διαφορική καθίζηση

 

bullet

Ονομάζεται η διαφορά καθίζησης δύο συνεχόμενων σημείων έδρασης ενός έργου.

bullet

Ισούται με το λόγο των κατακόρυφων μετατοπίσεων προς την οριζόντια απόσταση των σημείων έδρασης.

bullet

Η διαφορική καθίζηση εξαρτάται από τα χαρακτηριστικά του εδάφους, την ακαμψία του έργου και τα δομικά υλικά

 

 

Οι διαφορικές καθιζήσεις οφείλονται:

  • Στην ανομοιογένεια του εδάφους καθώς και στην παρουσία ασυνεχειών

  • Στην ανομοιόμορφη φόρτιση του εδάφους, που εξαρτάται τόσο από την ανομοιόμορφη κατανομή των φορτίων όσο και από το σχήμα της κατασκευής

  • Στο γεγονός ότι ακόμη και στην περίπτωση ομοιόμορφης φόρτισης, τα κεντρικά σημεία της φορτιζόμενης επιφάνειας βυθίζονται περισσότερο από τα περιφερειακά (Θεωρία Bussinesq (1885))

  • Στην παρουσία υπόγειου  νερού

  • Στην επίδραση φορτίων από γειτονικές κατασκευές

     

Στάδια καθίζησης

Αρχική καθίζηση (άμεση ή αστράγγιστη ή διατμητική)

  • Παρατηρείται μετά την εφαρμογή της φόρτισης.

  • Είναι αποτέλεσμα των διατμητικών τάσεων που αναπτύσσονται και πραγματοποιείται με σταθερό όγκο και χωρίς αποστράγγιση του νερού των πόρων.

  • Το σχετικό της μέγεθος είναι συνήθως μικρό.

  • Αποτελεί την ολική καθίζηση σε ψαθυρά εδάφη και κορεσμένες ιλύες και αργίλλους.

Καθίζηση λόγω στερεοποίησης

  • Πραγματοποιείται βαθμιαία, μετά το τέλος της αρχικής καθίζησης, με βαθμιαία απομάκρυνση του νερού των πόρων από το έδαφος και μεταφορά της φόρτισης από το νερό στο στερεό σκελετό.
  • Η παρακολούθηση του φαινομένου γίνεται με τη μέτρηση της μεταβολής της πίεσης του νερού των πόρων.
  • Το φαινόμενο τελειώνει όταν η πίεση του νερού των πόρων εξισωθεί με τις υπάρχουσες οριακές υδραυλικές συνθήκες.

Δευτερογενής καθίζηση

  • Παρατηρείται μετά το τέλος της καθίζησης λόγω στερεοποίησης, σε συνάρτηση με το χρόνο, και δεν έχει σχέση με την μεταβολή της πίεσης των πόρων.
  • Τα αίτια και ο μηχανισμός ανάπτυξης της δευτερογενούς καθίζησης φαίνεται ότι ποικίλλουν στα διάφορα εδάφη.

Υπολογισμός άμεσης καθίζησης

  • Ελαστική συμπεριφορά του εδάφους - Νόμος Boussinesq

  • Κατακόρυφη παραμόρφωση στη διεπαφή θεμελίου - εδάφους: Wz=p/(πCR) όπου C=Eο/1-ν2

  • Εο: Μέτρο ολικής παραμόρφωσης (ελαστικής + μόνιμης)

 

  • Άμεση καθίζηση:

 

  • W: καθίζηση, p:πίεση, Β: μικρότερη διάσταση θεμελίου, ν: συντελεστής Poison, Ιw: συντελεστής σχήματος θεμελίου, Es: μέτρο συμπίεσης εδάφους (Δσ/Δε, ε: ανηγμένη παραμόρφωση)

Συντελεστές σχήματος (Iw) και στροφής (Im) (Tsytovitch, 1986)


 

Σε άκαμπτο θεμέλιο, η καθίζηση συνοδεύεται από στροφή του θεμελίου κατά γωνία θ, σύμφωνα με τη σχέση:

 

      Ιm: Συντελεστής στροφής

 

Μείωση άμεσης καθίζησης με το βάθος

Καθίζηση λόγω στερεοποίησης

 

 

 

 

 

 

Οιδήμετρα του Εργαστηρίου

 Τεχνικής Γεωλογίας & Υδρογεωλογίας,

 Τμήματος Γεωλογίας ΑΠΘ

U=50ÞTv=0.197

U=90ÞTv=0.848

 
Kανονικά στερεοποιημένο έδαφος: p’=pc
Προστερεοποιημένο έδαφος: p’>pc
Υπο-στερεοποιημένο έδαφος: p’<pc
 
Αν h>1.5B Þ “s” για h=1.5B
s=s1+s2+...+sn

Βιβλιογραφία κεφαλαίου

  • Bussinesq, V. J. (1885). Application des potentiels à l’ étude de l’ équilibre et du mouvements des solides élastiques. Gauthiers-Villars Ed.
  • Budhu, M. (1999). Soil Mechanics and Foundations. John Wiley & Sons Inc. New York, 585 p
  • Dunn, I. S., Anderson, L. R. & Kiefer, F. W. (1980). Fudamentals of geotechnical analysis. John Wiley & Sons, New York, 414 p.
  • Tsytovich, N. (1986). Soil mechanics. Mir Publ. (in English), Moscow, 302 p.

     

Αρχική ΣελίδαΚεφάλαιο 1Κεφάλαιο 2Κεφάλαιο 3Κεφάλαιο 4Κεφάλαιο 5Κεφάλαιο 6Περιεχόμενα

Σχεδιασμός & Τεχνική Επιμέλεια: Σωτήρης Π. Σμπόρας