Geokonstruktion, BYGC13 7,5 hp Tentamen

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Geokonstruktion, BYGC13 7,5 hp Tentamen"

Carl-Johan Lind
för 6 år sedan
Visningar:

1 Karlstads universitet Byggteknik Byggingenjörsprogrammet Geokonstruktion, BYGC13 7,5 hp Tentamen Tid: onsdagen den 25/ kl Plats: Universitetets skrivsal Ansvarig: Malin Olin Hjälpmedel: Miniräknare, Formelsamling Geokonstruktioner, byggtabeller, ex.v. Johannesson och Vretblad. Lösta exempel är EJ tillåtna. Resultat: Resultat av tentamen anslås på Mina sidor. Del A består av deltentorna 1-4, gör endast den/de du inte är godkänd på. Del B är överbetygsdel. Gjorda antaganden och utförda beräkningar skall redovisas och motiveras med text och tydliga figurer. Lösningar utan förklaringar ger ej poäng. OBS lös endast en uppgift per blad!

3 Deltenta 1 1. Ett jordprov har tagits och en siktanalys har gjorts varefter siktkurvan har ritats upp. Utifrån siktkurvan, namnge jordarten med hjälp av nomogrammet. 2. Beräkna totalspänning, effektivspänning och portryck för de båda profilerna nedan. För leran gäller ρ=1,6 t/m 3 och sanden ρ=1,8 t/m 3 ρ m =2,1 t/m 3.

4 3. Beräkna skjuvspänningen i lerprofilen på 4m djup, rita upp i Mohrs spänningscirkel. Ko=0,7 4. Hur mycket förändras totalspänning, effektivspänning och portryck på djupet 6 m för jordprofilerna i uppgift 2 (båda!) om grundvattennivån höjs med 1 m. 5. Ett rör med diametern 10 cm är fyllt med torr sand upp till 50 cm. Sanden i röret väger då 7,02 kg. Därefter fylls röret med vatten upp till 50 cm och väger då 8,22 kg. Bestäm porositeten för provet. 6. Förklara i ord vad som menas med skrymdensitet, effektiv densitet och vattenmättad densitet. Vilken bör vara störs resp. minst?

5 Deltenta 2 7. Beräkna tillskottsspänningen på djupet z=3 m som uppstår i en kohesionsjord enl. figuren nedan om grundvattennivån sänks med 1 m. ρ=1,7 ton/m Beräkna tillskottsspänningen på djupet z=3 som uppstår i en friktionsjord (samma figur som ovan) där man fyller ut ett större område med schaktmassor med γ=20 kn/m 3 med 2 m höjd. För friktionsjorden gäller ρ=1,8 ton/m 3, ρ =1,1 ton/m Beräkna tillskottsspänningen på djupet z=3 om friktionsjorden i uppgift 2 istället bebyggs med ett hus med grundtrycket 35 kpa och arean A=8*12 m 2 som är grundlagt 1 m under markytan. 10. Beräkna sättningen som uppstår om friktionsjorden i uppgiften ovan istället bebyggs med en vägbank med medelbredden 13 m, höjden 1 m och densitet 2,0 t/m 3. Vid spetstryckssondering har man uppmätt ett spetstryck på nivån 3m med q cd =4,2 MPa (ett skikt!). För friktionsjorden gäller ρ=1,8 ton/m 3, ρ =1,1 ton/m En byggnad skall anläggas enligt figuren. Byggnaden ger ett grundtryck 30 kpa, arean 8*12 m2. Beräkna byggnadens förväntade sättning om byggnaden grundläggs på lera med densitet ρ=1,6 t/m3, och följande värden: σ c=σ 0+20 kpa, σ L=σ 0+40 kpa, Mod = 6000 kpa, MLd=400 kpa, M d = Rita en schematisk figur över deformationskurvan för en kohesionsjord. Markera förkonsolideringstrycket i kurvan och förklara vad som menas med förkonsolideringstryck. 13. Hur och varför gör man en skiktindelning när man beräknar sättningen i en friktionsjord? (OBS att svaret för att få noggrannare beräkningar inte godkänns, förklaring krävs).

6 Deltenta Kontrollera bärigheten för det långsträckta fundamentet i figuren om jordarten är en silt, med γ = 18 kn/m 3 γ = 11 kn/m 3. φ k = 32 och c k = 8 kpa (OBS karakteristiska värden). B=3,5 m. Fundamentet belastas med en vertikal centrisk belastning på 500 kn/m (inkl egentyngd), och en horisontell belastning på 55 kn/m enl. figuren som angriper på höjden 0,7 m över grundläggningsnivån. Dimensionerande last på markytan är 7 kpa. Grundvattennivån är på stort djup. 15. Beräkna γ för nedanstående fall. γ = 18 kn/m 3 och γ =11 kn/m 3. Bredden är 2 m. d är grundläggningsdjupet. gv är avståndet från markytan till grundvattennivån. V=200 kn/m V=200 kn/m V=200 kn/m d=1 m d=1 m H=50 kn/m h=1,5 m gv=1,5 m gv=3,5 m d=1 m gv=1,5 m

7 16. Beräkna den dimensionerande vertikala kraften (inkl egentyngd), som det i figuren visade fundamentet kan belastas med. Fundamentet är 3m brett och 5 m långt, jorden består av sand, med γ = 18 kn/m3, γ = 11 kn/m 3 och grundvattennivån är 2 m under markytan, φ d =29. (OBS dim. värden). Grundläggningsdjupet d=1 m. 17. Ange vilka korrektionsfaktorer som behöver användas för nedanstående fall (behöver ej beräknas). Grundvattennivån på stort djup. Lånsträckt fundament Lånsträckt fundament Fundament med begränsad längd 18. Ange om bärigheten ökar eller minskar eller är oförändrad för det långsträckta fundamentet i figuren om följande förändringar görs (var för sig): a) Den horisontella lasten verkar högre upp på fundamentet b) En last påförs markytan bredvid fundamentet c) Fundamentet grundläggs under markytan.

8 Deltenta Beräkna det aktiva och passiva trycket mot sponten i figuren. Sponten är 5 m hög, jordarten är silt med tungheten 19 kn/m 3 och inre friktionsvinkeln ϕ k = 34 och c k =8,2 kpa. SK Beräkna det aktiva jordtrycket mot stödmuren i figuren. Sanden har tungheten 18 kn/m 3, ϕ d = 28. Silten har tungheten 19 kn/m 3, ϕ d = 25 och c d = 7,4 kpa. Rita ett schematiskt jordtrycksdiagram. Beräkna även dimensionerande resulterande kraft Pa till storlek och läge. SK 2, GEO. 21. Beräkna den resulterande dimensionerande kraften från aktivtrycket mot stödmuren i uppgift 2 om den belastas med en variabel last på övre markytan på 7 kpa med ψ=0, Förklara vad som menas med aktivt och passivt jordtryck. Hur förhåller sig dessa storleksmässigt till vilojordtrycket? 23. Förklara vad som menas med begreppen ras och skred. Varför och när kan detta inträffa?

9 Del B Del B Överbetygsdel 24. Ett nytt bostadsområde ska byggas med mindre lägenhetshus i anslutning till ett äldre bostadsområde. I samband med byggnationen lägger man nya avloppsledningar och separerar dagvattnet för lokal infiltration. Detta gör att grundvattennivån i området stiger med ca 1 m. Beräkna de förväntade sättningarna för de nybyggda husen, med indata enl. nedan. (6p) A=20*12 m 2 q byggnad = 45 kpa Grundläggningsdjup 1,5m Jorddjup totalt 10 m GVN = 3 m u my innan höjningen Lera 1,76 t/m 3, normalkonsoliderad M o = 6000 kpa M L = 400 kpa M = 12 σ L =σ kpa 25. Hur lång tid tar det innan sättningarna i leran i uppgiften ovan har blivit 5 cm? C v för leran har uppmätts till 3, m 2 /s. Enkelsidig dränering kan antas. (3p) 26. Kontrollera stödmuren i figuren för stjälpning. Lasten ovanpå jordytan, till höger om stödmuren, är en variabel last med ψ = 0,7. Muren består av prefabricerade betongelement och betongens egentyngd är 25 kn/m 3. Sk 2. (6p)

10 Del B 27. Kontrollera bärigheten för stödmuren i uppgift 26. (6p) 28. En jordprofil består av silt med tungheten 17 kn/m 3 och den effektiva tungheten 10 kn/m 3, samt karakteristisk friktionsvinkel på 31º. Den kapillära stighöjden i silten är 1,2 m. Hur stor blir skillnaden i skjuvspänning i en punkt a) 0,8 m över grundvattennivån, och b) 1,5m över grundvattennivån om inverkan av den kapillära stighöjden medräknas? Skillnaden med och utan inverkan av den kapillära stighöjden ska alltså beräknas för båda punkterna. Grundvattennivån är belägen 3m under markytan. (6p) 29. Definiera/förklara följande begrepp kortfattat (1p/st, total 5p): Hydrostatiskt portryck Kohesionsjord Vilojordtryckskoefficient Förkonsolideringstryck Skred

Relevanta dokument

Geokonstruktion, BYGC13 7,5 hp Omtentamen

Karlstads universitet Byggteknik Byggingenjörsprogrammet Geokonstruktion, BYGC13 7,5 hp Omtentamen Tid: måndag den 9/6 2014 kl 14.00-19.00 Plats: Universitetets skrivsal Ansvarig: Malin Olin 700 1590,