Или реологическая модель грунта

Модель водонасыщенного грунта (механическая модель)

Консолидация грунтов

Консолидация грунтов – развитие деформаций во времени.

Консолидация – уплотнение и упрочнение грунта во времени.

1920 год – К. Терцам предположил, что скорость развития осадки связана с водными свойствами грунта.

Реология – наука о течении материалов (текут металлы, ледники, каменные материалы), т.е. течение твердых тел.

Пружина – моделирует скелет грунта, вода – моделирует поры, заполненные водой, отверстие в поршне – размер пор. Нагрузка передается на воду (пружина не нагружена), кран закрыт. Нагрузка постоянная (то же значение P).

При исследовании сжатия грунтовой массы две системы давлений.

- – давление в скелете грунта (эффективные)

- – порововое давление (нейтральное – не уплотняют и не упрочняют грунт, а создает напор в воде, вызывая фильтрацию)

Открыли кран ® истечение воды.

По закону Дарси – скорость движения жидкости пропорциональна градиенту напора.

В галечниках осадка почти мгновенна. В крупных песках – быстро. Мелкие пески – несколько дней (чем больше размер пор, тем быстрее осадка). Чем больше глинистых частиц, тем медленнее осадка.

Процесс сжатия водонасыщенного грунта – фильтрационная консолидация.

Дальнейшее развитие сжатия – вторичная консолидация, или ползучесть – развитие деформации во времени при постоянной нагрузке.

Неводонасыщенные грунты иногда сразу дают осадку (но не всегда).

Функция К- ядро ползучести (описывает кривую).

1. Прочность грунта

Характеризуется напряжениями, при которых испытываемое вещество теряет свою форму. В МГ рассматривается сопротивлению сдвигу (оно характеризует прочность грунтов). Силы сцепления – сопротивление структурных связей всякому перемещению связанных ими частиц независимо от внешнего давления.

Сопротивление сдвигу несвязных твердых минеральных частиц – есть сопротивление их трению.

Сопротивление агрегатов частиц с водноколлоидными связями – из вязкого сопротивления скольжению (зависит от скоростей нарастания сдвигающих усилий) + силы сцепления (зависят от уплотняющих давлений в точках контакта частиц).

Предельное сопротивление грунтов сдвигу при прямой плоскостной среде определяют при испытании грунтов на односрезных приборах (у нас – сдвиговые приборы).

- деформация сдвига (скашивание)

- предельные касательные напряжения при постоянных нормальных напряжениях ; ; - один и тот же грунт

Чем меньше нормальное напряжение, тем меньше прочность грунта. Чем больше нормальное напряжение, тем больше прочность грунта на сдвиг (установил Кулон в 1777 году)

- закон Кулона (закон сдвиговой прочности)

Предельное сопротивление сдвигу связанного грунта при завершенной консолидации – функция 1-ой степени от давления (Р). Это закон внутреннего трения.

С - удельное сцепление грунта;

- коэф. внутреннего трения ();

j - угол внутреннего трения грунта.

j, с – характеристики прочности, считаются const данного грунта при данном физическом состоянии.

Для сыпучих грунтов:

Предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу – сопротивление трению, прямо пропорционально нормальному давлению.

Основные виды испытаний связанных грунтов на сдвиг:

1. Закрытая (неконсолидированно – недренированная система).

2. Открытая (консолидированно – дренированная система).

По Н.Н. Маслову, суммарную величину сцепления с получают:

,

- структурное жесткое сцепление (обусловлено прочностью цементационно– кристаллизационных связей), необратимое при разрушении;- пластичное сцепление (водноколлоидные связи).

,

- давление связности, суммарно заменяющее действие сил сцепления.

(часто используется в задачах теории предельного напряжения грунтов).

Дата добавления: 2014-01-07