Учебный проект: Грунты и механика

Автор проекта

Копытов Александр

Кузнецов Сергей

Предмет, курс

Архитектура, 2 курс

Краткая аннотация проекта

Данный проект проводится по дисциплине "Архитектура" с учащимися 2 курса высших учебных заведений. В ходе проектной деятельности учащиеся создают различные совместные сетевые документы, вики-статьи, блоги, освоили Google-сервисы. Необходимые знания, умения, навыки при выполнении проекта: Пользовательские навыки работы с ПК (текстовый, графический, табличный редакторы, создание презентаций, публикаций). Умение осуществлять поиск и анализировать различные источники информации, в том числе в сети Интернет.

Вопросы, направляющие проект

Основополагающий вопрос

Что нужно сделать, чтобы сохранить основы?

Проблемные вопросы

1.Какие физические и механические свойства грунтов и возможности их использования в нужных целях можно выделить?

2.Какие существуют способы определения состояния грунтовых массивов и возможного их изменений в последующем?

3.Как влияют сооружения на устойчивость грунтовых массивов?

Учебные вопросы

В каких целях используются грунты?

На какие группы можно разделить грунты?

Какие свойства грунтов можно выделить?

Как свойства влияют на устойчивость сооружений?

Визитная карточка проекта

Визитная карточка

Публикация преподавателя

Презентация преподавателя для выявления представлений и интересов учащихся

Стартовая презентация

Авторы и участники проекта

Студенты 2 курса ВУЗов

Проблемный вопрос (вопрос для исследования)

Какие физические и механические свойства грунтов и возможности их использования в нужных целях можно выделить?

Цели исследования

Осуществить поиск и провести анализ.

Результаты проведённого исследования

Как подразделяются по своему происхождению горные породы? По своему происхождению они подразделяются на: - магматические, изверженные, образовавшиеся в результате застывания магмы; они имеют кристаллическую структуру и классифицируются как скальные грунты; - осадочные; они образовались в результате разрушения и выветривания горных пород с помощью воды и воздуха и образуют скальные и нескальные грунты; - метаморфические, которые образовались в результате действия на метаморфические и осадочные породы высоких температур и больших давлений; они классифицируются как скальные грунты. В результате каких процессов образовались нескальные грунты? Нескальные грунты образовались в результате длительного физического и химического выветриваний прочных осадочных скальных пород, вызвавших их разрушение. Какие основные группы грунтовых образований вы можете назвать? Грунты образуются из: - первичных минералов (кварц, полевые шпаты, слюда и др.); - вторичных глинистых минералов (монтмориллонит, каолинит), образовавшихся в процессе выветривания горных пород; - солей (сульфатов, карбонатов); - органических веществ. Что следует называть грунтом? Грунтами называют любые горные породы коры выветривания земли - сыпучие или связные, прочность связей у которых между частицами во много раз меньше, чем прочность самих минеральных частиц, или эти связи между частицами отсутствуют вовсе. Есть и другое определение грунтов: это горные породы, являющиеся объектом инженерностроительной деятельности человека. Скальные породы и почвы также именуются грунтами. Из чего состоят грунты? Грунты состоят из: - твердых частиц; - воды в различных видах и состояниях (в том числе льда при нулевой или отрицательной температуре грунта); - газов (в том числе и воздуха). Вода и газы находятся в порах между твердыми частицами (минеральными и органическими). Вода может содержать растворенные в ней газы, а газы могут содержать пары воды. Что понимается под структурой грунта? Под структурой грунта понимается размер, форма и количественное (процентное) соотношение слагающих грунт частиц. Что понимается под текстурой грунта? Под текстурой грунта понимается пространственное расположение элементов грунта с разными составом и свойствами. Текстура характеризует неоднородность строения грунта в пласте залегания. Текстура бывает массивной, слоистой и сетчатой. Жесткие связи могут быть растворимыми в воде или нерастворимыми. При растворении жестких кристаллизационных связей на их месте могут возникать водноколлоидные связи. В каком виде в грунтах встречается вода? Вода в грунтах встречается в свободном и связанном состоянии. Свободная вода - это гравитационная вода, перемещающаяся за счет собственного веса и возникающего перепада давлений, а также капиллярная вода. Связанная вода подразделяется на прочносвязанную воду (слой из 13 молекул, окружающих глинистую частицу и притягивающихся к ней с большой силой), и рыхлосвязанную воду, тонким слоем примыкающую к прочносвязанной воде. Рыхлосвязанная вода почти в тысячу раз слабее притягивается к частице, чем прочносвязанная. Прочносвязанную воду можно отделить от частиц только выпариванием. Рыхлосвязанную воду можно отделить с помощью выдавливания, создавая давление до нескольких мегапаскалей, или с помощью центрифуги. Капиллярная вода перемещается благодаря поверхностному натяжению менисков. В каком виде встречаются газы в грунтах? Газы могут находиться: - в свободном состоянии, сообщаясь с атмосферой; - в замкнутом пространстве в виде пузырьков; - в растворенном в жидкости (воде) состоянии. Вследствие изменения давления в жидкости в порах (в воде) и температуры вода может выделяться из газа (конденсироваться) и, наоборот, газ может растворяться в жидкости (в воде). Пузырьки газов, растворенных в поровой воде, ускоряют сжатие скелета. Газы, имеющие сообщение с атмосферой, на скорость сжатия грунта практически не влияют. Чем могут служить грунты? Грунты могут служить: - основанием зданий и сооружений; - средой для размещения в них сооружений (труб, подземных сооружений, тоннелей, станций метрополитена и др.); - материалом для сооружений (насыпи, земляные плотины, сырье для изготовления стройматериалов)