Раздел 6. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГРУНТАХ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

Раздел 6. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГРУНТАХ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

 

В параграфе “Расчет осадок во времени” мы рассмотрели процесс фильтрационной консолидации водонасыщенных грунтов, а также влияние структурной прочности и начального градиента на осадку грунтов. Однако даже для полностью водонасыщенных грунтов степень консолидации будет правильно отвечать процессу уплотнения лишь до некоторого значения.

При значительном времени уплотнения на процесс консолидации будут влиять возникающие новые структурные водно-коллоидные связи и вторичные эффекты, обусловленные ползучестью минерального скелета грунта и водно-коллоидных оболочек твердых частиц.

При опирании фундаментов на глинистые грунты тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции, гравийные грунты с песчаным и глинистым заполнителем, аргиллиты, алевролиты осадки происходят в основном за счет ползучести. Осадки ползучести развиваются практически с момента приложения нагрузки, но для водонасыщенных грунтов составляют в начальный момент незначительную величину. Если деформации образца водонасыщенного грунта в одометре (компрессионном приборе) или осадку слоя грунта при сплошной нагрузке, то есть сжатие без возможности бокового расширения, изобразить во времени в координатах и полулогарифмической системе координат (рис.6.1), то можно на этих кривых выделить три основных участка, соответствующих трем слагаемым осадки слоя грунта: упругие начальные осадки, возникающие сразу после приложения нагрузки до начала фильтрационной консолидации; осадки, обусловленные фильтрационной консолидацией, и осадки, развивающиеся вследствие ползучести грунта. Последнюю обычно называют вторичной консолидацией.

Рис.6.1. Графики нарастания осадок во времени: а – начало фильтрационной консолидации; б – конец фильтрационной консолидации и начало вторичной консолидации

 

Начальную упругую осадку можно найти по графику, построенному в координатах S и (рис.6.1, а) – метод Д.Тейлора. Процесс протекания фильтрационной осадки пропорционален . Продолжая прямолинейный участок кривой уплотнения до оси осадок, получим точку, соответствующую началу фильтрационного уплотнения. Участок 0 - 1 – упругие осадки.

Конец фильтрационного уплотнения (U = 100%) определяют (по А.Казагранде) по той же кривой, построенной в полулогарифмической системе координат S и lg (рис.6.1, б), путем нахождения точки пересечения нижнего участка кривой фильтрационного уплотнения и участка кривой, соответствующего вторичной консолидации. Величина фильтрационной осадки изобразится на оси осадок отрезком 1 - 2.

 

Основные понятия о реологических процессах

 

Реологией называется наука, занимающаяся изучением протекания деформаций различных материалов во времени под действием приложенных к ним нагрузок. При изучении поведения грунтов под нагрузкой обычно рассматривают три направления исследований: деформации ползучести – медленно развивающиеся во времени деформации; релаксации напряжений – расслабление (уменьшение) напряжений при постоянстве деформации; длительной прочности грунтов – разрушения грунта при длительном действии нагрузки.

Вопросами реологии грунтов занимались многие ученые: Е.Бенгам, М.Рейснер, С.С.Вялов, Н.П.Пузыревский, М.Н.Гольдштейн, Н.Н.Маслов, С.Р.Месчян, Г.И.Тер-Степанян, Ю.К.Зарецкий, Н.А.Цытович и многие другие.

Анализируя кривые деформации во времени (рис.6.2), можно выделить мгновенную деформацию 0а и три стадии ползучести.

На первой стадии, называемой стадией затухающей ползучести, происходит постепенное уменьшение скорости развития деформации во времени и уменьшение объема грунта за счет уплотнения. На второй стадии, называемой стадией установившейся ползучести, скорость деформации постоянна, имеет место пластично-вязкое течение. Установившаяся ползучесть возникает при напряжениях, больших определенного предела. С.С.Вялов доказал, что установившаяся ползучесть переходит с течением времени в третью стадию - стадию прогрессирующего течения.

 

Раздел 6. РЕОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ В ГРУНТАХ И ИХ ПРАКТИЧЕСКОЕ ЗНАЧЕНИЕ

 

В параграфе “Расчет осадок во времени” мы рассмотрели процесс фильтрационной консолидации водонасыщенных грунтов, а также влияние структурной прочности и начального градиента на осадку грунтов. Однако даже для полностью водонасыщенных грунтов степень консолидации будет правильно отвечать процессу уплотнения лишь до некоторого значения.

При значительном времени уплотнения на процесс консолидации будут влиять возникающие новые структурные водно-коллоидные связи и вторичные эффекты, обусловленные ползучестью минерального скелета грунта и водно-коллоидных оболочек твердых частиц.

При опирании фундаментов на глинистые грунты тугопластичной, полутвердой и твердой консистенции, гравийные грунты с песчаным и глинистым заполнителем, аргиллиты, алевролиты осадки происходят в основном за счет ползучести. Осадки ползучести развиваются практически с момента приложения нагрузки, но для водонасыщенных грунтов составляют в начальный момент незначительную величину. Если деформации образца водонасыщенного грунта в одометре (компрессионном приборе) или осадку слоя грунта при сплошной нагрузке, то есть сжатие без возможности бокового расширения, изобразить во времени в координатах и полулогарифмической системе координат (рис.6.1), то можно на этих кривых выделить три основных участка, соответствующих трем слагаемым осадки слоя грунта: упругие начальные осадки, возникающие сразу после приложения нагрузки до начала фильтрационной консолидации; осадки, обусловленные фильтрационной консолидацией, и осадки, развивающиеся вследствие ползучести грунта. Последнюю обычно называют вторичной консолидацией.

Рис.6.1. Графики нарастания осадок во времени: а – начало фильтрационной консолидации; б – конец фильтрационной консолидации и начало вторичной консолидации

 

Начальную упругую осадку можно найти по графику, построенному в координатах S и (рис.6.1, а) – метод Д.Тейлора. Процесс протекания фильтрационной осадки пропорционален . Продолжая прямолинейный участок кривой уплотнения до оси осадок, получим точку, соответствующую началу фильтрационного уплотнения. Участок 0 - 1 – упругие осадки.

Конец фильтрационного уплотнения (U = 100%) определяют (по А.Казагранде) по той же кривой, построенной в полулогарифмической системе координат S и lg (рис.6.1, б), путем нахождения точки пересечения нижнего участка кривой фильтрационного уплотнения и участка кривой, соответствующего вторичной консолидации. Величина фильтрационной осадки изобразится на оси осадок отрезком 1 - 2.

 

Основные понятия о реологических процессах

 

Реологией называется наука, занимающаяся изучением протекания деформаций различных материалов во времени под действием приложенных к ним нагрузок. При изучении поведения грунтов под нагрузкой обычно рассматривают три направления исследований: деформации ползучести – медленно развивающиеся во времени деформации; релаксации напряжений – расслабление (уменьшение) напряжений при постоянстве деформации; длительной прочности грунтов – разрушения грунта при длительном действии нагрузки.

Вопросами реологии грунтов занимались многие ученые: Е.Бенгам, М.Рейснер, С.С.Вялов, Н.П.Пузыревский, М.Н.Гольдштейн, Н.Н.Маслов, С.Р.Месчян, Г.И.Тер-Степанян, Ю.К.Зарецкий, Н.А.Цытович и многие другие.

Анализируя кривые деформации во времени (рис.6.2), можно выделить мгновенную деформацию 0а и три стадии ползучести.

На первой стадии, называемой стадией затухающей ползучести, происходит постепенное уменьшение скорости развития деформации во времени и уменьшение объема грунта за счет уплотнения. На второй стадии, называемой стадией установившейся ползучести, скорость деформации постоянна, имеет место пластично-вязкое течение. Установившаяся ползучесть возникает при напряжениях, больших определенного предела. С.С.Вялов доказал, что установившаяся ползучесть переходит с течением времени в третью стадию - стадию прогрессирующего течения.

 

Поделиться:

Популярное:

1. X. Технологические процессы отделочных работ.
2. Адаптационные процессы, обусловленные тренировкой с отягощениями
3. Биохимические процессы при послеуборочном дозревании и хранении зерна.
4. Влияние мировых тенденций и направлений развития российской экономики на экономические процессы Республики Бурятия.
5. Внутренние (эндогенные) геологические процессы. Эффузивный магматизм (вулканизм)
6. Вопрос 19. Россия и транснациональные иммиграционные процессы
7. Вопрос 53. Интеграционные процессы в менеджменте.
8. Воспалительные процессы препуция жвачных животных
9. Вспомогательные процессы при производстве земляных работ
10. Геологические процессы и явления
11. Гидрогенизационные процессы.
12. Глава 16 Эгрегоры и вторжение в процессы формирования психики человека