10.6. Exerciții

Exercițiu 10.1

Ce este un „pământ dificil de fundare” și prin ce se deosebește abordarea lui de cea a unui pământ obișnuit, în proiectarea geotehnică?

Soluția pentru Exercițiu 10.1

Este un pământ a cărui comportare sub construcție nu poate fi prevăzută corect prin metodele obișnuite de calcul, fără investigații, încercări și măsuri constructive suplimentare, din cauza structurii (loess), a mineralogiei (argile active), a stării (afânat și saturat, organic) sau a modului de depunere (umpluturi necontrolate). Față de un pământ obișnuit: crește punctajul din care rezultă categoria geotehnică, se fac încercări specifice (edometru dublu, umflare liberă, penetrări), se aplică normativul dedicat (NP 125, NP 126) și se prevăd măsuri care fie elimină cauza, fie feresc construcția de ea.

Exercițiu 10.2

Explicați mecanismul de prăbușire a structurii loessului la umezire și definiți indicele de tasare specifică la umezire \(i_{m300}\).

Soluția pentru Exercițiu 10.2

Loessul are o structură afânată, cu pori mari, în care granulele de praf sunt ținute de punți de carbonat și de argilă și de coeziunea capilară. Uscat, scheletul rezistă. La umezire, punțile se înmoaie sau se dizolvă, structura se prăbușește brusc, iar particulele cad în macropori: apare o tasare suplimentară, fără creșterea încărcării.

\(i_{m300} = \varepsilon_i - \varepsilon_n\) este diferența dintre deformația specifică a probei inundate și a celei la umiditate naturală, la 300 kPa, în încercarea edometrică dublă. Pământul este sensibil la umezire dacă \(i_{m300} \ge 2\,\%\) (NP 125-2010).

Exercițiu 10.3

Ce este „zona activă” la un pământ cu umflări și contracții mari și de ce fundațiile de suprafață așezate în interiorul ei se fisurează?

Soluția pentru Exercițiu 10.3

Zona activă este stratul de la suprafață, de grosime \(z_a\), în care umiditatea argilei variază sezonier; sub ea umiditatea rămâne practic constantă. O fundație cu talpa în zona activă este purtată de un teren care se umflă în sezonul umed și se contractă în cel secetos, și nu la fel peste tot: mai mult la marginea clădirii decât sub mijlocul ei, mai mult lângă arbori. Mișcările diferențiate fisurează pereții și pardoselile. Remediul de principiu este coborârea tălpii sub zona activă și păstrarea constantă a umidității în jurul clădirii.

Exercițiu 10.4

Prin ce se deosebește subsidența minieră de subsidența produsă prin extragerea apei subterane sau a hidrocarburilor? Dați câte un exemplu pentru fiecare.

Soluția pentru Exercițiu 10.4

• Minieră: golul rămas după exploatarea unui zăcământ solid se surpă; la suprafață apare o albie de scufundare localizată deasupra panoului exploatat, mărginită de unghiul limită, cu înclinări și deformații orizontale care strică mai mult decât tasarea însăși. Exemplu: Valea Jiului.

• Prin extragerea fluidelor: scăderea presiunii apei, a petrolului sau a gazelor mărește efortul efectiv, iar stratele argiloase intercalate se consolidează; coborârea este lentă (centimetri pe an) și regională (zeci până la mii de km²). Exemple: Mexico City, Bangkok, Veneția.

Exercițiu 10.5

Descrieți cele trei etape ale formării unei prăbușiri carstice (sinkhole) și explicați de ce carstul acoperit este mai periculos decât carstul cu goluri vizibile la suprafață.

Soluția pentru Exercițiu 10.5

(1) Infiltrații concentrate antrenează, prin sufoziune, particulele fine ale acoperișului necoeziv în golul carstic de dedesubt; (2) golul format în acoperiș migrează treptat spre suprafață, timp de ani sau decenii; (3) când grosimea rămasă nu mai poate ține bolta, suprafața se prăbușește brusc, în câteva ore.

Carstul acoperit este mai periculos pentru că nu dă semne la suprafață: după o lungă perioadă de stabilitate aparentă, ultima etapă este practic instantanee și nu lasă timp pentru intervenție.

Exercițiu 10.6

Ce rol au metodele geofizice în investigarea unui amplasament situat pe roci carstificabile?

Soluția pentru Exercițiu 10.6

Geofizica (tomografia de rezistivitate electrică, georadarul, microgravimetria) acoperă repede întreaga suprafață și semnalează anomaliile care pot fi goluri sau zone de rocă dizolvată, până la adâncimi de ordinul zecilor de metri. Ea arată unde trebuie forat: forajele de control verifică anomaliile, iar geofizica umple spațiul dintre foraje. Fără calibrare pe foraje, o anomalie rămâne ambiguă (gol cu aer, gol cu argilă, rocă fisurată cu apă).

Exercițiu 10.7

Care este relevanța inginerească a vulcanismului neogen din Carpații Orientali în prezent și ce precauție tehnică specifică trebuie avută în vedere în zonele cu mofete?

Soluția pentru Exercițiu 10.7

Relevanța directă este redusă: nu există risc de erupție iminentă, iar andezitele și dacitele sunt terenuri de fundare bune și surse de piatră. Rămân emanațiile de gaze (mofetele) din zona Ciomadul–Băile Tușnad–Covasna: dioxidul de carbon este mai greu decât aerul și se adună în excavații, subsoluri și spații închise, unde poate crea o atmosferă asfixiantă. Înaintea lucrărilor de excavare sau de foraj în aceste zone se fac măsurători de gaz.

Exercițiu 10.8

Explicați mecanismul de formare a gropii de afuiere la o pilă de pod și consecința lui asupra adâncimii de fundare necesare.

Soluția pentru Exercițiu 10.8

Apa care întâlnește pila este deviată în jos, spre pat: curentul descendent sapă chiar în fața obstacolului. La baza pilei el se rulează într-un vârtej în formă de potcoavă, care o înconjoară și continuă eroziunea pe flancuri; în aval, vârtejurile de siaj redepun o parte din material. Rezultă groapa de afuiere, cu adâncimea \(y_s\) sub patul inițial, cu atât mai mare cu cât viteza și adâncimea curentului și lățimea pilei sunt mai mari.

Consecință: talpa fundației (sau fișa piloților care contează în calcul) trebuie să se afle sub adâncimea maximă de afuiere estimată pentru viitura de calcul, cu o rezervă; terenul de deasupra acestei cote nu se ia în considerare ca sprijin.