Чим викликається опір зрізу зв'язного ґрунту?

Опір зрізу зв'язного глинистого ґрунту викликається міжчастковими зв'язками - пластичними водно-колоїдними і несильними цементаційними.

 Що таке відкриті й закриті системи випробувань глинистого ґрунту?

При відкритій системі вода має можливість під дією тиску, що передається на неї, виходити з пор ґрунту назовню, тобто відфільтровується. При закритій системі вода не має можливості виходити із ґрунту, тобто вода повністю залишається в порах ґрунту й не переміщається.

 Що таке повний, ефективний і нейтральний тиски? Що називається гідростатичним і поровим тиском?

Повний тиск - це весь тиск, що доводиться на дану площадку. Ефективний тиск - це частина повного тиску, сприймана мінеральним кістяком ґрунту.

Нейтральний тиск - тиск, сприйманий водою. Таким чином, ефективний і нейтральний тиски становлять повний тиск. Гідростатичний й поровий тиск становлять у сумі тиск у воді, тобто нейтральний тиск. Гідростатичний тиск - це тиск, що встановиться у воді, коли повністю зникне надлишковий тиск, тобто поровий тиск.

Ефективний  тиск на кістяк ґрунту називається тому, що він підвищує опір ґрунту зрізу.

 Яка залежність (закон Кулона) для неконсолідованого й консолідованого випробування?

Закон Кулона для зв'язного ґрунту записується в такий спосіб:

де j - кут внутрішнього тертя; c - питоме зчеплення.

Ця залежність визначає граничний стан ґрунту. Якщо стан у глинистому ґрунті неконсолідований, то має місце тиск у поровой воді (поровий тиск) u, і цей закон буде наступним:

де - повний тиск на площадці вже в повністю консолідованому стані, а різниця ( -u) представляє ефективний тиск, тобто тиск, що доводиться на кістяк ґрунту. Критично кажучи, j і c варто розглядати лише як параметри лінійного графіка зрізу зв'язного ґрунту.

 Для чого служить діаграма Мора? У яких координатах вона будується?

Діаграма Мора (рис. М. 11.10) служить для визначення всіх компонентів напруг, що діють по кожнійій, як завгодно спрямованій площадці в точці суцільного середовища. Таким чином, діаграма Мора характеризує напружений стан у точці. Цей напружений стан буде граничним, якщо коло Мора стосується граничної огинаючої кіл Мора. Якщо він не стосується цієї граничної що огинає, то стан буде неграничним. Перетинати граничну огинаючу він не може. Гранична що огинає може бути прямолінійною або, у більш загальному випадку, криволінійною - це залежить від властивостей середовища, тобто ґрунту. Діаграма Мора будується в координата х t (дотичне напруження) - s (нормальна напруга) для будь-якої площадки.

Рис.М. 11.10. Кола Мора:  1 - неграничний; 2 - граничний

 Яка різниця між діаграмою Мора і діаграмою Кулона? Які координати використаються при побудові цих діаграм?

Формальної різниці немає, оскільки при побудові тієї або іншої діаграми по осі абсцис відкладається нормальна напруга s , а по осі ординат дотичне напруження t . Але істотна різниця полягає в тім, що діаграма Кулона відноситься лише до однієї із площадок, що проходять через розглянуту точку в масиві ґрунту, а діаграма Мора відноситься до всіх площадок, що проходять через цю розглянуту точку, тобто діаграма Мора містить у собі діаграму Кулона як окремий випадок.

 Як записати умову міцності Мора та умову міцності Кулона? Яка між ними принципова різниця?

Умова Мора в окремому випадку, коли напруги входять у нього лінійно, записується так:

 

де s ₁>s ₂ - головні напруги.

У загальному випадку, що коли огинаюча граничних кіл Мора не прямолінійна, ця залежність буде мати функціональний вигляд і тут не приводиться. В умовах Мора входять дві головні напруги s 1 і s 2. Вони пов'язані з напругами, що діють у точці ґрунту, і не прив'язані тільки до найнебезпечнішої площадки як умова міцності Кулона. Але за допомогою діаграми Мора цю найнебезпечнішу площадку можна знайти.

Умова міцності Кулона, зв'язана тільки з найнебезпечнішою площадкою, що проходить через дану точку, має вигляд

При цьому напружений стан у точці в цілому не розглядається.

 Яке мінімальне число випробувань для визначення кута внутрішнього тертя j і питомого зчеплення c?

Оскільки невідомих дві величини, то й мінімальне число випробувань - два (потім вирішуються два рівняння із двома невідомими). Для незв'язного ґрунту, у якого c = 0, мінімально можливе одне випробування, за допомогою якого встановлюється величина кута внутрішнього тертя j . Це і є мінімальна кількість випробувань, але на виключає можливість статистичної обробки результатів.

 Як записати умову міцності Мора в координатах s _z, s _x і t _xz ? Які окремі випадки випливають із діаграми Мора?

Умова міцності Мора записується в напругах s _z, s _x і t _xz у такий спосіб:

Ця умова виходить із розгляду прямокутного трикутника AO¢ B у колі Мору (рис. М. 11.14.), де AB=t .

(рис.М.11.14.), где AB=t _xz ;

Рис.М. 11.14. Граничне коло Мора й співвідношення, що випливають із його побудови

Окремі випадки наступні:

1) s ₂ = 0 - одноосьовий стиск;

2) s ₂ =-s ₁ - чисте зрушення, коли s ₁ +s₂ = 0;

3) s ₁ = 0 - одноосьове розтягання (s₂< 0).

 Які лабораторні методи визначення характеристик міцності глинистого ґрунту ви знаєте?

У лабораторних умовах для цієї мети використаються методи:

- прямого зрізу;

- тривісного стиску;

- стиснення-розтягання;

- випробування в приладі з незалежним регулюванням трьох головних напруг;

- випробування в приладі "кулькової проби".

 Яким чином проводяться досліди в приладі прямого зрізу й у стабілометрі?

На приладі прямого зрізу (схема зрізу представлена на рис.М.11.16,а) звичайно для одержання в глинистих ґрунтів практично того самого значення коефіцієнта пористості всі зразки-близнюки спочатку обжимаються при максимальному значенні тиску, а потім вони всі, крім одного, розвантажуються до величини того тиску, при якому буде здійснюватися його зріз. При такому способі попереднього обтиснення з наступним розвантаженням початкова пористість у всіх зразків виявиться практично однаковою. Отримані величини нормального тиску й відповідні їм значення максимальних дотичних напружень, що діють на площадці зрізу, піддаються статистичній обробці з метою одержання нормативних величин питомого зчеплення й кута внутрішнього тертя. Зразки піщаних ґрунтів також можуть бути попередньо обтиснуті й доведені до необхідної пористості, що відповідає заданій. При зсуві-зрізі піщаного ґрунту необхідно забезпечити, щоб піщинки не попадали б між кільцями обойми.

Рис.М. 11.16. Лабораторноое визначення характеристик міцності глинистого ґрунту:  а - прилад прямого зрізу; б - прилад тривісного стиску;  1 - ґрунт; 2 - гумова оболонка; 3 - рідина (вода); 4 - прозорий циліндр; 5 - тиск від насоса, що створює всебічний тиск; 6 - шток для створення вертикального тиску; 7 - площина зрізу або відколу; 8 - фільтр; 9 - штамп

У такий же спосіб здійснюється підготовка зразків для випробування в стабілометрі (рис.М.11.16,б). Обтиснення зразків у цьому випадку здійснюється спочатку при тому самому всебічному тиску, а потім для інших зразків здійснюється різне зменшення всебічного тиску до величини, при якій намічається роздавлювання зразка вертикальним тиском. Обтиснення здійснюється до того часу, коли завершиться процес консолідації й порового тиску не буде. Однак можуть бути зроблені й "швидкі" зсуви-зрізи, коли міцність забезпечується практично одним лише зчепленням.

 Яка схема приладу з незалежним регулюванням трьох головних напруг?

Цей прилад має кубічну форму. Зразок ґрунту також являє собою куб (рис.М.11.17), оточений обоймою. Кожна із шести пластин, що примикають до граней ґрунтового куба, має гідравлічну камеру, наповнену рідиною, з гумовою діафрагмою. Тиск рідини в цих повністю однакових камерах виміряється манометрами. У протилежно розташованих камерах він створюється однаковим. По зниженню рівня рідини в мірних трубках судять про об'єм, що ввійшов у камеру, що дозволяє розрахувати деформації зразка у відповідному напрямку.

Рис.М. 11.17. Прилад з незалежним регулюванням трьох головних напруг s 1³ s 2³ s 3:1  - пластина-камера; 2 - трубка для підведення рідини в камеру; 3 - гумова діафрагма; 4 - манометр (всі шість пластин однакові, квадратні)

 Що таке параметр Лоде й у яких межах він змінюється?

Параметр Лоде показує "вид" напруженого стану й виражається через головні напруги або головні деформації. Для напруг він визначається вираженням

де обов'язково повинна виконуватися умова s ₁³ s ₂³ s _3. Для деформацій у цій формулі треба s замінити на e . При звичайній умові стабилометра, коли s ₁>s₂ =s ₃, одержимо m _s = -1, для іншого випадку, іноді іменованого "розтяганням", коли s ₁<s ₂=s₃ , одержимо m_s = +1. Таким чином, параметр Лоде змінюється в межах від -1 до +1.

Рис.М. 11.18. Кола Мора для відображення просторового напруженого стану

За допомогою діаграми Мора можливе подання просторового напруженого стану. Для цього зображуються три кола напруг, як це показано на рис. М. 11.18, які стосуються один одного. Якщо s ₂=s ₃ або s ₂ =s ₁, то діаграма представляється одним навкругом. За допомогою трьох кіл можливо також представити й параметр Лоде. Для цього із точки торкання кіл M₂ окреслюється дуга M_2K із центром O₁, рівна   -s _2. Далі точка M₁ з'єднується з K; тангенс кута a =О₁M₁K чисельно дорівнює параметру Лоде m _s . Якщо прийняти, що a - величина негативна при відліку її проти годинниковій стрілці, то параметр m _s негативний, а якщо його відраховувати по годинній стрілці, то він позитивний. В останньому випадку точка M₂ буде правіше точки O₁ і точка K буде розташована вище O₁.

 Які методи визначення характеристик міцності ґрунтів у польових умовах ви знаєте?

У польових умовах в основному поширені наступні методи випробувань: 1) зрушення штампа, прибетонованного до ґрунту; 2) зріз ціляка, поміщеного в обойму й навантаженого зверху навантаженням; 3) випробування крильчаткою; 4) зондування за допомогою конуса.

При зрушенні штампа він звичайно бетонується до основи й частина цементного розчину затікає в ґрунт, забезпечуючи контактне зчеплення. Зрушення ціляка по суті відтворює зрізний прилад. Навантаження зверху й зусилля, що зрушують, створюються домкратами, що впираються у вертикальний портал і в масив.

 Що таке крильчатка й скільки характеристик міцності можна одержати з її допомогою?

Крильчатка являє собою дві однакові прямокутні взаємно перпендикулярно, розташовані у вертикальній площині пластинки, насаджені на вертикальну вісь (рис. М. 11.20). До цієї осі прикладається крутний момент і виміряється його гранична величина. По цьому крутному моменті обчислюється опір глинистого ґрунту зрізу, маючи на увазі, що воно визначається його зчепленням (тертя не враховується, тому результати більш надійні для ґрунтів з відносно малим кутом внутрішнього тертя й при малих глибинах випробувань, де тиски від власної ваги ґрунту невеликі).

 

 

⇐ Предыдущая6789101112131415Следующая ⇒

Поделиться: