2

Определения, сокращения и аббревиатуры

В данной рабочей программе приняты следующие сокращения:

ДЗi – домашнее задание i-го порядкового номера;

ЗЕ – зачетная единица;

ЗФ – заочная форма обучения;

КРi – контрольная работа i-ого порядкового номера;

ЛК – лекции;

ОФ – очная форма обучения;

ПК – профессиональная компетенция;

ПЗ – практические занятия;

Тi – письменный опрос i-го порядкового номера;

ТК – текущий контроль.

3 1 Цель освоения дисциплины Целью освоения дисциплины «Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов» является ознакомление студентов со структурно-неустойчивыми грунтами; видами откосов и их происхождением; с грунтами, подверженными обрушению, видами оползней; расчетами и прогнозированию оползней; основными расчетами устойчивости откосов.

Для достижения цели необходимо решить следующие задачи:

– сформировать у студентов представление об использовании полученных знаний в практике строительства автомобильных дорог, возможности изменения основных характеристик слабых и неустойчивых грунтов, их закрепления, уплотнения и упрочнения;

– обучить студентов методам расчета устойчивости откосов, прогнозирования оползней, укрепления слабых и неустойчивых грунтов;

– выработать у студентов умения выполнять расчеты устойчивости откосов методами круглоцилиндрических и плоских поверхностей скольжения, равноустойчивого откоса, прогнозировать обрушение оползней, правильно предусматривать методы закрепления структурно-неустойчивых грунтов.

2 Место дисциплины в структуре ООП бакалавриата Дисциплина «Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов» относится к вариативной части математического, естественнонаучного и общетехнического цикла и является обязательной к изучению.

Дисциплина «Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов» базируется на знаниях, умениях и навыках, приобретенных студентами в ходе изучения следующих дисциплин:

- «Математика»;

- «Физика»;

- «Инженерная геология»;

- «Техническая механика»;

- «Механика грунтов».

Требования к входным знаниям, умениям и компетенциям студентов:

студент должен знать:

- терминологию изученных ранее дисциплин;

- методы математической обработки результатов;

- раздел «Механика» (физика);

- все раздел инженерной геологии;

- все разделы механики грунтов;

студент должен уметь:

- применять дифференциальные исчисления;

- рассчитывать устойчивость откосов;

- прогнозировать возникновение оползней;

студент должен владеть:

- терминологией изученных раннее дисциплин.

Дисциплины, для которых дисциплина «Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов» является предшествующей:

- «Основания и фундаменты»;

- «Инженерно-геологическое обеспечение дорожных работ»;

- «Строительство дорог в сложных геологических условиях».

3 Компетенции обучающегося, формируемые в результате освоения дисциплины Освоение дисциплины направлено на формирование общепрофессиональных компетенций:

1. ПК-2 – способности выявить естественнонаучную сущность проблем, возникающих в ходе профессиональной деятельности, привлечения соответствующего физикоматематического аппарата для их решения. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

знать:

- свойства слабых и структурно-неустойчивых грунтов;

- основные законы механики грунтов;

уметь:

- анализировать состояние грунтового массива по несущей способности;

- рассчитывать устойчивость откосов;

- прогнозировать оползни.

2. ПК-3 – владеть основными законами геометрического формирования и взаимного пересечения моделей плоскости и пространства, необходимыми для выполнения и чтения чертежей зданий, сооружений, конструкций, составлении конструкторской документации и деталей. в данной компетенции обучающийся должен:

знать:

- инженерно-геологические условия площадки строительства;

уметь:

- построить откос, с определенным направлением выемки;

- вычертить слои грунта, составляющие откос.

3. ПК-4 способность понимать сущность и значение информации в развитии современного информационного общества, сознавать опасности и угрозы, возникающие в этом процессе, соблюдать основные требования информационной безопасности, в том числе защиты государственной тайны.

В пределах данной компетенции обучающийся должен:

знать:

- нормативную базу в области инженерных изысканий.

4. ПК-6 – способностью работать с информацией в глобальных компьютерных сетях. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

уметь:

- занести в базу данных все значения физико-механических характеристик грунтов;

- использовать данные интернета по устойчивости откосов.

5. ПК-9 – знаний нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

- нормативную базу в области инженерных изысканий;

- физико-механические характеристики грунтов, составляющих откос или оползнень;

- оценивать устойчивость грунтов в откосах и оползней;

- использовать доступные методы при расчетах откосов и прогнозировании оползней.

6. ПК-10 – владения методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов. В пределах данной компетенции обучающийся должен:

- свойства грунтов и их характеристики;

- нормативную базу в области инженерных изысканий;

- основные методы расчета откосов и оползней;

- оценивать устойчивость откосов и оползней;

- анализировать состояние грунтового массива по несущей способности;

- методами уплотнения, упрочнения, укрепления грунтов склонов, откосов и массивов грунта;

- конструктивными методами укрепления склонов и откосов.

3.1. Матрица соотнесения тем/разделов учебной дисциплины и Общая трудоемкость дисциплины составляет 3 ЗЕ (108 часов), в том числе: аудиторная работа – 1,417 ЗЕ (51 час), включающая лекционные занятия – 0,472 ЗЕ ( часов) и практические занятия – 0,945 ЗЕ (34 часа); самостоятельная работа – 1,583 ЗЕ (57 часов).

На профиле «Автомобильные дороги» реализуется заочная форма обучения.

1.1. Свойства и несущая способность торфяных, заболоченных и илистых грунтов. Общая характеристика. Инженерная классификация. Лесс и лессовые грунты.

Просадочные явления. Принципы проектирования, строительства и эксплуатации на лессовых Раздел 2. Мерзлые грунты. Сейсмические явления 2.2 Ледниковые отложения. Вечномерзлые грунты. Виды наледей. Морозное пучение. Деятельный слой.

Термокарст. Пучинистые грунты. Сейсмические явления. Сейсмическая устойчивость песков.

Оценка сейсмического режима сооружений на песчаных основаниях и устойчивости затопленных песчаных откосов [1] 3.3 Селевые потоки. Карст и карстообразования.

Эрозия грунтов. Речные долины. Русловые процессы. Стадии эрозии. Пойменные отложения.

Образование и рост оврагов. Меры борьбы с ними. Особенности подрабатываемых территорий.

4.4 Абразия и ее значение в современных условиях.

Роль абразии в условиях переработки берегов вновь создаваемых водохранилищ. Эоловые образования.

Дюны и барханы. Эоловый лесс и лессовые породы.

Эоловые пески. Эоловая аккумуляция пылеватоглинистых отложений [1] 5.5 Откосы. Устойчивость откосов. Основные факторы. Виды нарушений устойчивости откоса.

Мероприятия по увеличению общей устойчивости 5.6 Оценка устойчивости откоса методами КЦПС, ППС, FP. Расчет устойчивости оползней [1] 6.7 Укрепление грунтов. Химическое закрепление грунтов. Цементизация. Глинизация. Битумизация. Силикатизация. Электрохимическое закрепление грунтов.

Термическое закрепление грунтов [1] 6.8 Синтетические материалы, используемые для укрепления грунтов, насыпей, откосов, оснований.

Геосетки. Георешетки. Дренажные водоотводящие трубы. Геоматы. Геомембраны. Устройство Неделя семест- Наименование практической работы «Оценка инженерно-геологических условий.

Физико-механические свойства грунтов.

«Расчет устойчивости откоса с учетом силового воздействия воды» [3] семеделя раз- Самостоятельное изучение учебного материала Темы: 1. Свойства и несущая способность торфяных, заболоченных и илистых грунтов. Общая характеристика. Инженерная классификация. Лес и лессовые грунты. Просадочные явления. Принципы проектирования, строительства и эксплуатации на лессовых Тема: 2. Ледниковые отложения. Вечномерзлые грунты. Особые свойства. Виды наледей. Морозное пучение. Термокарст. Деятельный слой. Пучинистые грунты. Сейсмические явления. Сейсмическая устойчивость песков. Оценка сейсмического режима сооружений на Подготовка к практическим занятиям № 1, 2, 3, 4 [3] Самостоятельное изучение учебного материала Темы: 1. Селевые потоки. Карст и карстообразование.

Эрозия грунтов. Речные долины. Русловые процессы.

Стадии эрозии. Пойменные отложения. Образование и рост оврагов. Меры борьбы с ними. Особенности подробатываемых территорий. Лесоохран- 6 6 Темы: 2. Абразия и ее значение в современных условиях. роль абразии в условиях переработки берегов вновь создаваемых водохранилищ. Эоловые образования.

Выполнение контрольной работы Самостоятельное изучение учебного материала Темы: 1. Откосы. Устойчивость откосов. Основные факторы, виды нарушений устойчивости откоса.

мероприятия по увеличению общей устойчивости 9Оценка устойчивости откоса методами КЦПС, Подготовка к практическим занятиям № 9, 10, 11, Самостоятельное изучение учебного материала Темы: 1. Химическое закрепление грунтов. Цементизация. Глинизация. Битумизация. Силикатиза- 5 6 ция. Смолизация. Электрохимическое закрепление 2. Синтетические материалы, используемые для укрепления грунтов, насыпей, откосов, оснований.

13Геосетки. Георешетки. Дренажные водоотводящие Подготовка к практическим занятиям № 13, 14, Проработка конспекта лекций № 7, № 8 (ДЗ4) Выполнение контрольной работы Самостоятельное изучение учебного материала и проработка конспекта лекций является домашним заданием, включающим конспектирование изученного материала и подготовку ответов на вопросы для проведения письменного опроса.

Для студентов заочной формы обучения в самостоятельную работу, кроме этого, входит выполнение контрольной работы 1,333 ЗЕ(48 часов).

4.4 Распределение трудоемкости изучения дисциплины по видам учебной, аудиторной и самостоятельной работы студента Неделя семестра Трудоемкость одной лекции и практического занятия составляет 0,118 ЗЕ.

Студент, выполнивший учебную работу трудоемкостью 75 % и более от 3 ЗЕ ( 2,25 ЗЕ), получает по дисциплине зачет.

4.5 Содержание контрольной работы для студентов заочной формы обучения.

Контрольная работа состоит из нескольких разделов устойчивости откоса:

1) оценка инженерно-геологических условий;

2) построение откоса и вычерчивание геологического разреза;

3) расчет устойчивости откоса методом круглоцилиндрических поверхностей 4) расчет устойчивости откоса методом плоских поверхностей скольжения;

5) расчет устойчивости откоса методом равноустойчивого откоса.

Выполнение контрольной работы рассчитано на 20 часов (0,556 ЗЕ).

5 Образовательные технологии при освоении дисциплины Для изучения дисциплины «Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов» применяются как традиционные методы обучения в виде лекционных занятий в количестве 14 часов и практических работ в количестве 30 часов, так и методы интерактивного обучения в виде теста в количестве 3 часов, использование видеофильмов в количестве 1 часа, и контрольных работ в количестве 3 часов.

6 Оценочные средства для текущего контроля успеваемости, промежуточной аттестации по итогам освоения дисциплины Оценивающими средствами текущего контроля являются контрольные опросы и контрольные работы. Контрольные работы проводятся на практических занятиях каждую четвертую неделю (4, 8, 12, 16 неделю) в виде письменной работы. Тестирование проводится в конце каждой четвертой недели.

6.1 Вопросы для проведения письменного опроса (Тi) Назовите четыре основных класса горных пород и грунтов.

Какие грунты относятся к торфам?

Какой характерной особенностью обладает торф?

В связи с какими свойствами торфа складываются трудные условия для работы при воздействии на них дорожных сооружений?

5. Способы осушения торфяных грунтов.

6. С чем связана высокая пористость илов?

7. Как по показателю отложений ky можно судить об отложении илистых грунтов?

8. Специальные меры, которые применяются при строительстве на илах.

9. Формы деформации насыпей на болотах.

10. Почему, при возведении сооружений следует, по возможности, сохранять естественную структуру илов?

11. Что называется лёссом?

12. Какими характерными свойствами обладают лёссовые грунты?

13. Какие по происхождению бывают лёссовые грунты и лёссы?

14. Какая структура характерна для лёссовых грунтов?

15. Что называется просадкой?

16. Две группы просадок.

17. Методы определения просадочности.

18. Противопросадочные мероприятия.

19. Что называется снеговой границей?

20. Что называется ледником?

21. Назовите три типа ледников.

22. Движущееся морена – что это?

23. Как называется часть ледника, передвигающаяся по дну?

24. Что называется боковой мареной?

25. Чем отличаются поверхностные морены?

26. Какие морены образуют срединную морену?

27. Из чего образуются конечные морены?

28. Какие грунты относятся к мерзлым?

29. Что такое деятельный слой, перелеток?

30. Три типа наледей.

31. Сейсмические явления, что это?

32. Три типа землетрясений.

33. Что называется эпицентром землетрясений?

34. Что такое моретрясение?

35. Из-за чего образуются цунами?

1. Что называется селями?

2. Два динамических типа потоков.

3. При каких условиях не образуются сели?

4. Что способствует образованию селей?

5. Меры борьбы с селевыми потоками.

6. Что называется карстом?

7. Какие названия носят карстовые пустоты по своему происхождению?

8. Наиболее характерная форма карстовых явлений.

9. Назовите наиболее крупные карстовые формы.

10. Назовите три стадии развития карста.

11. Чем заполняют карстовую полость, размещенную ниже полотна дороги?

12. Мероприятия по ликвидации карстовых пустот.

13. Какие существуют мероприятия по исключению влияния карста на сооружения?

14. Что называется эрозией?

15. Назовите два вида эрозии.

16. Как называются отложения, происходящие в результате накопления донного осадочного материала?

17. Как подразделяются стадии аллювиальных осадков?

18. Какие существуют стадии эрозии?

19. Два вида оврагов – какие?

20. Что называется абразией?

21. Из каких действий складывается абразия?

22. Чем защищают берега от абразии?

23. Начертите схему построения профиля берегового откоса после его обработки.

24. Перечислите меры борьбы с абразией водохранилища.

25. Что такое эоловые процессы?

26. Какие бывают эоловые отложения?

27. Как образуются эоловые пески?

28. Чем характерны эоловые пески?

29. Что называется дюнами?

30. Чем барханы отличаются от дюн?

31. Чем обусловлена форма дюн и барханов?

32. Назовите две меры борьбы с движущимися песками.

33. Эоловый лёсс – что это такое?

34. Отличительные особенности эолового лёсса.

35. Начертите структуру эолового лёсса до и после ударного воздействия.

1. Что называется откосом?

2. Какие могут быть откосы?

3. Что такое заложение откоса?

4. Что называется бровкой откоса?

5. Какая часть откоса называется гребнем?

6. Что называется бермой?

7. Основные факторы, от которых зависит устойчивость откосов?

8. Перечислите деформации, которым подвержены откосы.

9. Возможные причины нарушения устойчивости откоса.

10. Назовите мероприятия по увеличению общей устойчивости откосов.

11. Что такое «уполаживание откоса»?

12. Расскажите о методе дренирования.

13. Закрепление грунтов тела откоса.

14. Применение свай для увеличения устойчивости откосов.

15. Как устраиваются подпорные стенки?

16. В чем заключается метод КЦПС?

17. Меры повышения устойчивости откосов. Назовите.

18. Что называется подпорной стенкой?

19. Что называется активным и пассивным давлением?

20. Что лежит в основе расчетных методов оценки устойчивости оползней?

21. Как определить вес оползня (отсека)?

22. Из чего складываются силы, сдвигающие оползень?

23. Удерживающие силы для оползня, из чего сложены?

24. Что показывает коэффициент устойчивости оползня?

25. При устойчивом откосе и оползне коэффициенты устойчивости должны быть больше какого числа?

26. В чем заключается метод ППС?

27. Какое давление определяется в методе ППС?

28. Чему может быть равна длина отсека li?

29. В чем заключается метод расчета откосов Fp?

30. От каких показателей зависит угол откоса блока в методе Fp?

31. Из скольких слоев состоит откос методом Fp? От чего зависит?

32. Расскажите как строится откос методом Fp.

33. От чего зависит угол сопротивления сдвигу pz?

34. Начиная с какой точки выстраивают равноустойчивый откос.

35. Чтобы откос был устойчивым, чему должен быть равен коэффициент ?

Что называется укреплением грунтов?

Основные методы укрепления грунтов.

Назовите химические способы закрепления грунтов.

Что называется цементизацией грунтов?

Какие растворы применяют при цементизации грунтов?

Начертите схему усиления основания под существующим фундаментом.

Что называется глинизацией?

8. Как размещают тампонирующие скважины?

9. Что такое иньектор? Его устройство.

10. Какие растворы используют для глинизации?

11. В каких грунтах применяется глинизация?

12. Какие способы битумизации существуют?

13. В каких грунтах применяется горячая битумизация?

14. Сущность метода горячей битумизации.

15. Что является недостатком горячей битуминизации?

16. В каких случаях целесообразно использовать холодную битумизацию?

17. Какие растворы применяются в холодной битумизации?

18. Как возникает закрепление грунтов при силикатизации?

19. Назовите три основных метода силикатизации.

20. Для каких грунтов применяется двухрастворный метод силикатизации?

21. Расскажите, как проводится двухрастворный метод силикатизации.

22. Какой радиус столба грунта закрепляется при двухрастворном методе силикатизации?

23. Чем отличается однорастворный метод силикатизации от двухрастворного?

24. В чем заключается однорастворный метод силикатизации?

25. Что служит отвердителем при газовой силикатизации?

26. Какие грунты закрепляют методом смолизации?

27. Сущность метода электрохимического закрепления грунтов?

28. Схема термического закрепления грунтов, из чего состоит?

29. Что называют геосинтетическими материалами?

30. Какие геосинтетические материалы, используемые для укрепления грунтов, вы знаете?

31. Что такое геотекстиль?

32. Что представляют из себя геосетки и георешетки?

33. Что называется геоматом?

34. Устройство габионов.

35. Что укрепляют габионами?

6.2 Вопросы для проведения контрольной работы (KPi) 1.Вычислить по заданию, выданному преподавателем, физико-механические характеристики:

1. плотность сухого грунта d;

2. удельный вес грунта ;

3. удельный вес скелета грунта d;

4. пористность 5. коэффициент пористности e;

6. степень влажности Sr;

7. число пластичности Ip;

8. показатель текучести Il.

2. Вычертить инженерно-геологический разрез.

3. Построить откос ( с определенным направления выемки).

1. Рассчитать устойчивость нижнего отсека откоса методом круглоцилиндрических поверхностей скольжения без учета силового воздействия воды.

1. Рассчитать устойчивость одного из блоков откоса методом плоских поверхностей скольжения без учета силового воздействия воды.

1. Рассчитать и построить откос методом равноустойчивого откоса (Fp) без учета силового воздействия воды.

1. Свойства и несущая способность торфяных, заболоченных и илистых 2. Лесс и лессовые грунты. Их особенности.

3. Просадочные явления. Строительство на лессовидных грунтах.

4. Вечномерзлые грунты. Особые свойства.

5. Льдистость и погребенные льды. Морозное пучение.

6. Морены. Несущая способность ледниковых отложений.

7. Деятельный слой. Последствия нарушений сложившегося режима верхних слоев вечномерзлого грунта.

8. Термокарст. Принцип строительства в условиях вечной мерзлоты.

9. Сейсмические явления. Сейсмическое ускорение.

10. Коэффициент сейсмичности. Фильтрационная теория.

11. Роль динамического режима грунтов в основании сооружений.

12. Сейсмическая устойчивость песков.

13. Оценка сейсмического режима на песчаных основаниях.

14. Метод круглоцилиндрических поверхностей скольжения.

15. Метод плоских поверхностей скольжения.

16. Метод равноустойчивого откоса.

17. Оползни. Классификация оползней.

18. Природа и формы оползневых явлений.

19. Противооползневые мероприятия.

20. Селевые потоки. Меры борьбы.

21. Карст и карстообразование.

22. Эрозия грунтов. Виды эрозии.

23. Стадии эрозии. Аллювиальные отложения.

24. Пойменные, русловые и старичные отложения.

25. Образование и рост оврагов. Меры борьбы с ними.

26. Абразия и ее значение.

27. Механизм волнового разрушения берегов водоемов.

28. Значение абразии в трансгрессии и регрессии моря.

29. Роль абразии в условиях переработки берегов, вновь создаваемых водохранилищ.

30. Искусственное уплотнение грунтов.

31. Принципы развития неравномерных осадок сооружений.

32. Виды деформаций и смещений.

33. Уплотнение и разуплотнение.

34. Выпирание и расструктуривание.

35. Укрепление грунтов.

36. Методы укрепления грунтов, применяемые в дорожном строительстве.

37. Процессы, происходящие при укреплении грунтов.

38. Классификация грунтов.

39. Строительство в иловых грунтах.

40. Эоловые образования. Дефляция и коррозия.

41. Дюны и барханы. Эоловые пески, лесс.

42. Эоловая аккумуляция пылевато-глинистых отложений.

43. Габионы. Укрепление откосов.

44. Синтетические материалы, применяемые для укрепления грунтов.

45. Откосы. Их виды.

46. Элементы откоса (бровка, берма, гребень).

7 Учебно-методическое и информационное обеспечение дисциплины 1. Крупина, Н. В. Устойчивость откосов. Искусственные основания [Электронный ресурс ]: учеб. пособие - Кемерово, 2012 – 126 с. http:// cis. kuztu.ru/umk/?action=4& chair_id=337 & typ_id= 2. Берлинов, М.В.Основания и фундаменты [ Электронный ресурс] учебник.-4еизд., испр. – СПб.: Лань, 2011 – 272 с. http://ruknigi.net/books/9873-osnovaniya-ifundamentyi/ 3. Берлинов. М.В. Расчет оснований и фундаментов [Электронный ресурс]: учеб.

пособие /М.В.Берлинов, Б.А. Ягупов – 3-е изд., испр. – Лань,2011. – 272 с.

http://www.proingener/. ru /load/…metov_m_berlinov/16-1-0- 4. Ухов, С. Б. Механика грунтов, основания и фундаменты : учеб. для вузов [Текст] / С. Б.Ухов. – 2-е изд., перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 2002. – 566 с.

5. Швецов, Г. И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты: учеб. для вузов [Текст] / Г. И. Швецов. – 2-е изд. перераб. и доп. – М. : Высшая школа, 1997. – 319 с.

6. СНиП 2.02.01-83*. Основания зданий и сооружений [Текст] / Госстрой СССР. – М. : Стройиздат, 1985. – 48 с.

7. Швецов, Г. И. Основания и фундаменты : справочник [Текст] / Г. И. Швецов, А. Д. Носков, Г. С. Слободян, Г. С. Госьков. – М : Высшая школа, 1991. – 382 с 3. Крупина, Н. В. Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов. Методические указания к практическим занятиям и самостоятельной работе по дисциплине «Методы повышения несущей способности и стабильности грунтов»

для студентов направления подготовки 270800.62 «Строительство», профиль «Автомобильные дороги» очной и заочной форм обучения [Текст] / Н. В. Крупина. – Кемерово :

ГУ КузГТУ, 2012. – 28 с.

8 Материально-техническое обеспечение дисциплины Лекционные занятия проводятся в аудитории 4310 оснащенной проектором, экраном, компьютером для показа слайдов и видеофильмов.

Для проведения лабораторных занятий по дисциплине «Основания и фундаменты»

имеется лаборатория аудитория 4302, оборудованная компьютерами, оснащенная оборудованием, необходимым для проведения занятий.