Сжимаемость гр. закон уплотнения.

Можно считать, что изменение объема гр при сжатии происходит только из-за изменения объема пор. Производят компрессионные испыт-ия (прибор Одометр).

 

P-нагрузка, А-площадь сеч.е₀ –нач-ый коэф порист-ти (природный)-определяют. Каждую ступень выдерж-ют до стабилизации осадки.

Строят компрессион кривую (завис-ть коэф порис-ти от давления).

Находят tgα =∆ e/∆ p =m₀ (*) -коэф пористости.

m_v = m₀ /(1+e₀ )-коэф относит сжим-ти.

m_v = β /Е; Е= β / m_v [кг/см² ]- модуль деформации, β -коэф, учит-щий боковое расшир. Если (*) записать как ∆ e=m₀ ∆ p – закон уплотнения. Для m₀ и m_v 0.001- малосжимаемые; 0, 01- среднесжим-ые; 0, 1- сильно сжим-ые гр.

Особ-ти уплот-я песчан и глинист гр.Характ-ки сжим-ти грунтов.

Особенностью уплотнения грунтов явл-ся их влажность. Глина д.б. влажн-тью 19-23 %, песчаные гр. 8-12 %. При необходимости гр подсушивают или увлажняют. Характеристиками сжим-ти гр. явл: СМ. ВЫШЕ: m₀ , Е, β, ∆ е.

Предельное сопротивление гр сдвигу з-н Кулона.

Под действием внешних нагрузок в отдельных точках грунта эффективные напряжения могут превзойти внутренние связи м/у частицами и возникнуть сдвиги одних частиц или агрегатов по другим: может нарушиться сплошность грунта в некоторой обл-сти, т.е. прочность гр. будет превзойдена.. Приклад-ют вертикальную силу N, постепенно увеличивая силу T (прибор одноплоскостного среза). В результате м-но достигнуть среза (сдвига) одной части образца. σ = N/A, τ = Т/А (кг/см²), где А- площадь образца в пл-ти среза. Проводя несколько опытов при разном вертикальном напряжении м-но построить зависимость предельного состояния гр. τ от давления σ.

τ _пр =tgφ σ +C - з-н Кулона для связных гр-тов- есть ф-ция 1-ой степени от нормального давления, где С- уд. сцепление гр-та. Если нет сцепления τ =tgφ σ, - з Кулона для сыпуч гр- сопротивление сыпучих гр-тов сдвигу есть сопротивление их трению. f=tgφ =∆ τ /∆ σ; С= τ ₁ –tgφ σ .Абсолютно сыпучие гр-ты: есть φ, нет С., абсолютно связные гр.: есть С, нет φ.

Принцип линейной деформируемости

Бесконечно малому измен-ю объема пор соотве-ет бесконечно малое измен давления.

Р₁-линейн осадка, Р₂-резкая осадка. Р₂- происходит исчерпание гр своей несущ способности. Грунту свойственна не линейная деформация, но на начальном этапе при Р₁, деформация гр. близка к линейной. Если нагружать и разгружать попеременно.

Линейная деформир-ть гр. в пределах небольших изменений давления m_v p_i =s_i /h.(где m_v-коэф относит сжим-ти, р-изменяемые давления, s_i-осада обр-ца при измен-ии давл-я от 0 до р_i, h-высота гр)

 

Закон фильтрации (Дарси).Коэф фильтрации.

Уплотнение гр. происходит за счет уменьшения в нем пор, и следоват влажности. Вода, выдаливаясь, начинает фильтроваться.

 

Н=Р/γ _w –напор, вызываемый в поровой воде давление Р, выражается высотой столба воды. γ _w – удел вес воды. З-н ламинарной фильт-ции (з-н Дарси): V_ф=K_ф i –Скорость фильтрации прямо пропорциональна гидравлическому градиенту i. V_ф-завис от вязкости воды и хим сос-ва, степени минерализации и темпер-ры. K_ф-коэф фильтрации. K_ф=V при i=0. i=(H₁-H₂)/L- отношение потери напора к длине фильтра..

Основные закономерности механики грунтов

Сжимаемость-обусловлена изменением пористости, а следова-но, и общего объема под действием внешних сил. Показателями являются коэф уплотнения m₀ и m_v.∆ e=m₀ ∆ p – закон уплотнения. m_{0 =}tgα =∆ e/∆ p -коэф пористости. m_v = m₀ /(1+e₀ )- коэф относит сжим-ти. е₀ –нач-ый коэф порист-ти (природный).

З-н ламинарной фильт-ции (з-н Дарси) Показателями явл. коэф фильтрации K_ф: V_ф=K_ф i –Скорость фильтрации прямо пропорциональна гидравлич-му градиенту i. V_ф-завис от вязкости воды и хим. сос-ва, степ. минерализации и темпер-ры. K_ф-коэф фильтрации. K_ф=V при i=0. i=(H₁-H₂)/L- отношение потери напора к длине фильтра.

Предельное сопротивление сдвигу. Характеристиками явл коэф внутреннего трения и сцепления φ и С.τ _пр =tgφ σ +C - з-н Кулона для связных гр-тов- есть ф-ция 1-ой степени от нормального давления, где С- уд. сцепление гр-та. Если нет сцепления τ =tgφ σ, - з Кулона для сыпуч гр- сопротивление сыпучих гр-тов сдвигу есть сопротивление их трению.

Бесконечно малому измен-ю V пор соотве-ет бесконеч малое изменение давления. Показатель Е-модуль деформации. Е= β / m_v

 

Услов предел равновесия для сыпуч и связ

Гр.Круги Мора.

Для вывода условия прочности характер напряженного сост-я гр. при сдвиге рассмотрен на кругах Мора.

Условие прочности сыпучих гр: sinφ =(σ ₁-σ ₂)/(σ ₁+σ ₂)

.Усл проч для связных гр: : sinφ =(σ ₁-σ ₂)/(σ ₁+σ ₂+2 c ctgφ ).

Эффект и нейтрал давление

Модель водонасыщ грунта.

В процессе уплотнения гр-та в нем одновременно действуют 2 системы давлений: давление в скелете гр-эффективное, и давление в поровой воде- нейтральное. Эффективное давление характ-ет напряженное состояние скелета гр. Под этим давлением гр. уже деформировался, т.е. уплотнился и упрочнился. Такое давление эффективное сказывается на состоянии гр. Нейтральное же не влияет на напряженное сост-е скелета гр. полностью водонасыщенного гр., т.е. оно нейтрально по отношению к скелету гр. p=p_d+p_w (Для любого момента времени в полностью водонасыщенном гр. полное напряжение = сумме эффективного давл p_d и нейтрального p_w).

 

⇐ Предыдущая123Следующая ⇒

Поделиться: