Напряженное состояние грунта при компрессионных испытаниях

Изменение коэффициента пористости грунта е при компрессионных испытаниях зависит не только от величины вертикальных нормальных напряжений , но и от горизонтальных и .

Проф. Н.М. Герсиванов предположил, что коэффициент пористости в любой точке грунтовой массы зависит только от суммы всех нормальных напряжений , действующих в этой точке. Это предположение хорошо подтверждается опытами для полностью водонасыщенных неуплотненных грунтов.

Выделим элементарный параллелепипед в слое грунта, загруженном сплошной нагрузкой. Грунт в таком слое будет находиться в тех же условиях, что и при компрессионных испытаниях. Так как боковое расширение грунта отсутствует, . Из условия симметрии задачи следует, что .

В соответствии с законом Гука при объемном напряженном состоянии:

, (2.10)

где: Е - модуль продольной деформации грунта; - коэффициент поперечной деформации грунта.

Рис. 2.4. Напряженное состояние грунта при сплошной нагрузке (и в одометре)

СНиП рекомендуют принимать следующие значения коэффициента Пуассона:

пески и супеси.................................................... ;

суглинки............................................................... ;

глины.................................................................... .

Подставляя в (2.10) и , получим:

, (2.11)

где

. (2.12)

Величина называется коэффициентом бокового давления грунта в состоянии покоя.

Сумма нормальных напряжений равна:

.

Следовательно:

. (2.13)

Подставляя это выражение в (2.5), получим второе выражение для компрессионной зависимости:

. (2.14)

Проф. Н.М. Герсиванов выдвинул гипотезу о том, что коэффициент пористости грунтовой массы в каждой точке зависит от суммы нормальных напряжений, действующих по граням элементарного параллелепипеда. Как показали исследования, это положение справедливо для большинства водонасыщенных грунтов с несжимаемым скелетом.

Уравнение (2.14) называется принципом гидроемкости:

сумма главных напряжений определяет изменение коэффициента пористости грунта в рассматриваемой точке.

Название принципа объясняется тем, что для водонасыщенных грунтов коэффициент пористости обусловливает и влажность грунтов.

Строго говоря, величины и не являются постоянными, а зависят от наряженного состояния грунта. Однако, учет их переменности усложняет расчеты, не всегда их уточняя. Поэтому в инженерной практике эти величины принимаются постоянными.

Измерения бокового давления грунтов показали, что коэффициент бокового давления меняется в пределах:

· для песков....................................................... ;

· для пылевато-глинистых грунтов.................. .

Дата добавления: 2014-01-20