Exam problems

VELEUČILIŠTE U VARAŽDINU J. Križanića 33/6 42000 Varaždin

Studij GRADITELJSTVOSemestar III.Kolegij OSNOVE GEOMEHANIKE

Laboratorijske vježbe

PREGLED ISPITNIH ZADATAKA IZ LABORATORIJSKIH VJEŽBI

Pregled ispitnih zadataka iz laboratorijskih vježbi namijenjen je nositelju kolegija te suradnicima na kolegiju „Osnove geomehanike“ kao pomoć u izvođenju nastave.

Zadaci su podijeljeni prema grupama laboratorijskih ispitivanja :

1. opća fizikalna svojstva tla

2. klasifikacijska ispitivanja

3. deformabilnost tla

4. čvrstoća tla

5. posebna svojstva tla

Složenost i način rješavanja zadataka prilagođeni su predavanjima i primjerima riješenih zadataka iz laboratorijskih vježbi u sastavu kolegija „Osnove geomehanike“ u akad. god. 2008./2009., 2009./2010. i 2010./2011.

Ovaj Pregled ispitnih zadataka iz laboratorijskih vježbi nije recenziran ni lektoriran pa je moguće da sadrži određene manjkavosti. Stoga se mole korisnici da pri korištenju Pregleda imaju u vidu ove činjenice i da upozore na uočene nedostatke i/ili pogreške kako bi se zajedničkim naporom ovaj Pregled učinio što boljim.

Pregled ispitnih zadataka iz laboratorijskih vježbi 1


1. OPĆA FIZIKALNA SVOJSTVA TLA

Zadatak 1.1

Ispitivan je uzorak koherentnog tla valjkastog oblika. Podaci ispitivanja sadrže:

- promjer uzorka D = 5 cm - visina uzorka h = 10 cm- masa vlažnog uzorka M = 375 g- vlažnost uzorka w = 20%- gustoća čvrstih čestica s = 2,700 g/cm3

Potrebno je odrediti:a) masu suhog uzorka Md

b) masu vode Mw

c) gustoću tla d) suhu gustoću tla d

e) obujamsku težinu tla f) suhu obujamsku težinu d

Rješenje zadatka 1.1

a)

b)

c)

d)

e)

f)


D

h


Zadatak 1.2

Podaci ispitivanja uzorka tla sadrže:- masa vlažnog tla M = 200 g- masa suhog tla Md = 160 g

Treba odrediti:a) vlažnost tla wb) volumen vode Vw u uzorku c) volumen pora Vp ako pretpostavimo da je uzorak potpuno zasićen vodom ( Sr = 1 )


a)

b)

c)



Zadatak 1.3

Uzorak tla je zasićen vodom (Sr = 1) i poznata je:- masa vode u uzorku Mw = 50 g- gustoća vlažnog uzorka = 1,950 g/cm3

- volumen uzorka V = 110 cm3

Potrebno je odrediti:a) gustoću čvrstih čestica tla s

b) gustoću suhog uzorka d

c) masu uzorka M ako se vlažnost uzorka w smanji za 5%


a) Volumen vode u zasićenom uzorku Vw = VP za Sr =1

Volumen čvrstih čestica tla Vw = Mw = VP za Sr =1

Ms = Md za w = 0 Md = M – Mw M = V ·

b)

c)

Zadatak 1.4



Kolika je poroznost tla n ako je poznata:- gustoća tla = 1,925 g/cm3

- gustoća čvrstih čestica tla s = 2,715 g/cm3

- vlažnost tla w = 23 %


Zadatak 1.5

Koliki je koeficijent pora tla e ako je poznata:- masa vlažnog tla M = 133 g- volumen tla V = 70 cm3

- gustoća čvrstih čestica tla s = 2,725 g/cm3

- vlažnost tla w = 25 %


ili

Zadatak 1.6

Ispitivanjem uzorka tla u laboratoriju dobiveni su slijedeći rezultati:- masa vlažnog uzorka M = 200 g


D

h


- masa suhog uzorka Md = 160 g- gustoća čvrstih čestica tla s = 2,735 g/cm3

- promjer uzorka D = 4 cm- visina uzorka h = 9 cm

Potrebno je izračunati:a) vlažnost uzorka wb) gustoću uzorka c) gustoću suhog uzorka d

d) poroznost uzorka ne) koeficijent pora ef) stupanj zasićenosti Sr


a)

b)

c)

d)

e)

f) ili

ili

Zadatak 1.7

Izračunajte suhu obujamsku gustoću tla d ako je poznata:- gustoća čvrstih čestica tla s = 2,735 g/cm3



- vlažnost uzorka w = 25 %- stupanj zasićenosti Sr = 85,54 %


Zadatak 1.8

Izračunajte gustoću čvrstih čestica tla s ako je poznata:- suha obujamska gustoća tla d = 1,570 g/cm3

- vlažnost uzorka w = 24 %- stupanj zasićenosti Sr = 95 %


Zadatak 1.9

a) Koliko iznosi vlažnost potpuno zasićenog tla wz (vlažnost pri kojoj je Sr = 1 ili 100 %) ako je stupanj zasićenosti Sr = 0,80 ili 80 % a zatečena vlažnost uzorka w = 23 % ?

b) Koliki je koeficijent pora e tog istog tla ako je težina čvrstih čestica tla Pregled ispitnih zadataka iz laboratorijskih vježbi 7


s = 26,487 kN/m3 ?

(računati s gn = 9,81 m/s2 i w = 1 g/cm3)


a)

b)

Napomena:

Volumen pora Vp može se izračunati samo kad je uzorak potpuno zasićen vodom (Sr =1), dakle s vlagom zasićenja wz , jer samo tada je Vp = Vw

Zadatak 1.10

U laboratoriju je određivana gustoća čvrstih čestica tla pomoću piknometra. Ispitivanjem su dobiveni slijedeći podaci:

- masa piknometra MP = 40,0 g- masa piknometra i suhog uzorka MP+U = 60,0 g



- masa piknometra i vode MP+W = 140,0 g- masa piknometra, vode i suhog uzorka MP+W+U = 152,6 g-

Potrebno je izračunati:a) gustoću čvrstih čestica tla s

b) volumen čvrstih čestica tla VS


a)

b) MU = Ms za w = 0

Zadatak 1.11

Uzorak tla ima koeficijent pora e = 0.7 i gustoću čvrstih čestica tla s = 2.72 g/cm3. Kolika je obujamska gustoća potpuno zasićenog uzorka z (Sr = 1). Kolika je obujamska gustoća uzorka kada mu je stupanj zasićenosti 75% (Sr = 0,75).




Zadatak 1.12

Poznata je masa piknometra punog vode MP+W = 137 g, masa suhog uzorka tla MU = 42 g i masa piknometra punog vode s uzorkom tla MP+W+U = 163,5 g. Kolika je gustoća čvrste faze tla S ?Koliki je volumen čvrste faze tla VS ?




Zadatak 1.13

Uzorak tla ima slijedeće karakteristike: e = 0,45 ; wsat = 17% ; d = 18,0 kN/m3. Potrebno je izračunati: a) poroznost

b) obujamsku težinu zasićenog uzorkac) gustoću čvrstih čestica tla




a)

b) kN/m3

c) kN/m3

Zadatak 1.14

Poredajte nabrojene obujamske težine od najveće prema najmanjoj: sat , d , , , s .


1) s ……. Obujamska težina čvrstih čestica tla

2) sat …… Obujamska težina saturiranog tla: Sr = 100%



3) ……... Obujamska težina prirodno vlažnog tla: 0% < Sr < 100%

4) d …….. Suha obujamska težina: Sr = 0%

5) ……... Obujamska težina potopljenog tla: = sat - w

2. KLASIFIKACIJSKA ISPITIVANJA

Zadatak 2.1

U laboratoriju je određivana granica tečenja koherentnog tla. Za ispitivanje je korišten Casagrande-ov aparat. Mjerenjima su dobiveni slijedeći podaci:

Proba broj 1 2 3

Masa vlažnog uzorka [g] 34,75 36,68 40,92

Masa suhog uzorka [g] 25,00 28,00 33,00



Masa vode [g]

VLAŽNOST [%]

Broj udaraca N 20 30 40

Izračunajte masu vode i vlažnost svake probe.Odredite grafičkim postupkom vlažnost na granici tečenja wL koristeći priloženi dijagram.

15

20

25

30

35

40

45

10 100

Broj udaraca log N

Vlaž

nost

[%]


wL 35 %

Zadatak 2.2

U laboratoriju je određivana granica tečenja koherentnog tla. Za ispitivanje je korišten konusni penetrometar. Mjerenjima su dobiveni slijedeći podaci:

Proba broj 1 2 3

Masa vlažnog uzorka [g] 34,75 36,68 40,92

Masa suhog uzorka [g] 25,00 28,00 33,00

Masa vode [g]

VLAŽNOST [%]

Dubina prodiranja konusa [mm] 17 19 21


25


Izračunajte masu vode i vlažnost svake probe.Odredite grafičkim postupkom vlažnost na granici tečenja wL koristeći priloženi dijagram.

15

16

17

18

19

20

21

22

23

20 25 30 35 40 45

Vlažnost [%]

Dub

ina

prod

iranj

a ko

nusa

[mm

]


wL 35 %

Zadatak 2.3

U laboratoriju su određivane Atterberg-ove granice koherentnog tla. Ispitivanjima se dobilo da je: - granica tečenja wL = 52 %

- granica plastičnosti wP = 21 %Terenska ispitivanja primjenom SPT-a dala su rezultat kojim se procijenilo da indeks konzistencije IC odgovara vrijednosti 0,75. Kolika je u tom slučaju vlažnost w ispitivanog tla?




Zadatak 2.4

Ako je za neki uzorak tla poznata:- vlažnost w = 26 %- granica plastičnosti wP = 22 %- indeks konzistencije IC = 0,8

koliko iznosi granica tečenja wL tog tla?


Zadatak 2.5

Za potrebe određivanja linearnog stezanja anorganske gline visoke plastičnosti, pripremljen je u posebnom kalupu uzorak tla s vlagom na granici zasićenosti. Početna dužina uzorka L0 iznosila je 7 ,00 cm. Polaganim sušenjem na sobnoj temperaturi kontinuirano je praćeno skraćenje dužine uzorka. Nakon šest dana zabilježeno je najveće skraćenje, a izmjerena dužine uzorka Ld tada je iznosila 6,44 cm. Koliko je linearno stezanje LS iskazano u postocima?




Zadatak 2.6

Uzorak oblika valjka početnog volumena V1 = 110 cm3 i s vlagom blizu granice zasićenosti w = 49 % sušen je u posebnom kalupu nekoliko dana na zraku sobne temperature. Pri tome je mjerena promjena mase i volumena uzorka kao posljedica stezanja tla. Volumen uzorka postao je stalan pri iznosu Vd = 70 cm3 i masi suhog uzorka Md = 130 g.

Potrebno je odrediti:a) vlažnost na granici stezanja wS

b) koeficijent stezanja RS

c) obujamsko (volumno) stezanje VS s obzirom na početnu vlažnost uzorka


a)

b)

c)

Zadatak 2.7

Za uzorak tla poznati su slijedeći podaci ispitivanja u laboratoriju:- masa vlažnog uzorka na granici tečenja M = 152,0 g- masa suhog uzorka na granici tečenja Md = 95,0 g- masa vlažnog uzorka na granici plastičnosti M = 40,5 g- masa suhog uzorka na granici plastičnosti Md = 30,0 g

Potrebno je odrediti:a) vlažnost tla na granici tečenja wL

b) vlažnost tla na granici plastičnosti wP

c) indeks plastičnosti IP

d) klasifikaciju tla prema USC sustavu (koristite priloženi dijagram)



DIJ AGRAM PLASTIČNOSTI

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Granica tečenja wL [%]

Indek

s plas

tično

sti I P

[ %]

CL-ML

CL

ML OL

CH

MH OH


a)

b)

c)



DIJ AGRAM PLASTIČNOSTI

0

10

20

30

40

50

60

70

80

0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100Granica tečenja wL [%]

Indek

s plas

tično

sti I P

[ %]

CL-ML

CL

ML OL

CH

MH OH

d) Prema USC sustavu, tlo se klasificira kao MH (prah visoke plastičnosti)

Zadatak 2.8

Neko koherentno tlo ima vlažnost w = 28 %, granicu tečenja wL = 56 % i indeks konzistencije IC = 0,778. Koliko iznosi indeks plastičnosti IP tog tla?




Zadatak 2.9

Laboratorijskim ispitivanjem određene su slijedeće karakteristike nekog glinovitog tla:granica tečenja wL = 56 % i granica plastičnosti wP = 20 %.Koliku vlažnost w mora imati ispitivano tlo da bi se dobio indeks konzistencije IC = 0,778 ?


Zadatak 2.10

Ako tlo ima vlažnost w = 28 %, granicu tečenja wL = 56 % i indeks konzistencije IC = 0,778, kolika je njegova vlažnost na granici plastičnosti wP ?




Zadatak 2.11

Potrebno je odrediti granicu tečenja koherentnog tla ako je: IP = 30% , wP = 17%.




Zadatak 2.12

U laboratoriju je određivan granulometrijski sastav nekoherentnog tla metodom sijanja. Masa suhog uzorka iznosila je 1000 g. Nakon ispiranja uzorka kroz sito otvora oka 0,06 mm i sušenja na 105°C, masa uzorka iznosila je 910 g. Najveće nađeno zrno imalo je dimenzije 59 x 59 mm. Podaci sijanja sadržani su u priloženoj tabeli.

Otvor sita [mm]

Masa sita i uzorka [g]

Masa sita [g]

Masa uzorka ostalog na situ

[g]

Sadržaj pojedine

veličine zrna [%]

Promjer zrna D [mm]

Sadržaj pojedinih

veličina zrna u ukupnoj masi

uzorka [%]



60 - - - - 60

40 120 100 40

20 180 100 20

10 200 100 10

5 300 100 5

2 400 100 2

1 200 100 1

0,5 150 100 0,5

0,2 140 100 0,2

0,1 110 100 0,1

0,06 110 100 0,06

Isprane čestice < 0,06 mm < 0,06

Izračunajte podatke potrebne za crtanje granulometrijske krivulje i upišite ih na odgovarajuća mjesta u tabeli. Nacrtajte granulometrijsku krivulju koristeći priloženi dijagram. Klasificirajte ispitivano tlo prema USC sustavu.

GRANULOMETRIJSKI DIJAGRAM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00

1

0,01 0,1 1 10 100

Promjer zrna D [mm]

Mas

eni p

osto

tak

zrn

a m

anjih

od

D [%

]

PRAH ŠLJUNAKPIJESAK

GLI

NA

KA

MEN

sitni sitnisitni krupnisrednjisrednjisrednji krupnikrupni

0,00

2

0,00

6

0,02 0,06 0,2

0,6 2 6 20 60


Otvor sita [mm]

Masa sita i uzorka [g]

Masa sita [g]

Masa uzorka ostalog na situ

[g]

Sadržaj pojedine

veličine zrna [%]

Promjer zrna D [mm]

Sadržaj pojedinih

veličina zrna u ukupnoj masi

uzorka [%]

60 - - - - 60 100

40 120 100 20 2 40 98

20 180 100 80 8 20 90

10 200 100 100 10 10 80

5 300 100 200 20 5 60

2 400 100 300 30 2 30



1 200 100 100 10 1 20

0,5 150 100 50 5 0,5 15

0,2 140 100 40 4 0,2 11

0,1 110 100 10 1 0,1 10

0,06 110 100 10 1 0,06 9

Isprane čestice < 0,06 mm 90 9 < 0,06 9

GRANULOMETRIJSKI DIJAGRAM

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

0,00

1

0,01 0,1 1 10 100

Promjer zrna D [mm]

Mas

eni p

osto

tak

zrn

a m

anjih

od

D [%

]

PRAH ŠLJUNAKPIJESAK

GLI

NA

KA

MEN

sitni sitnisitni krupnisrednjisrednjisrednji krupnikrupni

0,00

2

0,00

6

0,02 0,06 0,2

0,6 2 6 20 60

D60 = 5,0 mm Šljunak = 70 %, Pijesak = 21 %, Čestice < 0,06 mm = 9 %

D30 = 2,0 mm

D10 = 0,1 mm USC klasifikacija: GP-GM ili GP-GC (ovisno o klasifikaciji čestica < 0,06 mm)loše graduiran šljunak (s pijeskom) i 5-12 % čestica < 0,06 mm


Documents

Exam problems