Стислівість грунтів

Загальні характеристикі законів механіки грунтів

У масиві грунту постійно існують напруги від власної ваги, які приводять до його деформаціі. Останні завершуються задовго до початку будівництва. Додаткові напруги від діі споруд призводять до нових деформацій. Зовнішні навантаження викликають деформаціі як у суцільному тілі, а також деформації як у дисперсному, тобто взаємні переміщення агрегатів і його окремих мінеральних частинок. Тому, потрібно враховувати зміни об’єму пір згідно закону ущільнення. Як і у суцільних тіл спостерігається також бокове розширення під дією тиску, але воно більш складне. Для деяких грунтів необхідно розглядати закономірності порушення структури при дії на них води. Нижче в Табл..8.4 (З.ст 83) наведено основні закономірності механіки гр. та де вони використовуються.

Таблиця 8.4.

Назва закону:Що характеризує Де використуеться

Закон ущільнення: залежність між напругою та деформац.: Розрахунок осідань с споруд

-------------------------------------------------------------------------------------------------------------:----------

Закон опору: залежність між нормальною,:

зрушенню(Кулона): напругою та опром зрушенню: розрахунок міцності та стійкості, основ

-------------------------------------:-----------------------------------------------------------------------:---------- закон фільтраціі(Дарсі): водопронікнесть: Розрахунок осідання у часі,,, приплів води до спор.

-----------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

:

Закономірності порушення: особливості впливу факторів: структури на руйнування структури Р озрахунок деформацій,, структури особливіх грунтів:,-------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

При стисканні грунтів виникає ряд процесів—стискання твердих частинок, а також води і газу, що знаходяться в порах грунту, зміна товщини плівок зв’язної води, розчинення газів у поровій воді. Взаємне зміщення частинок і руйнування структурних агрегатів. Можна вважати, що деформаціі стиснення виникають тільки за рохунок зміни об’єму пор грунту. Основні показники стисливості грунтів визначають під дією зовнішнього навантаження без можливости бічного розширення. Дослідження виконують у жорсткому кільці (одометри).Схема приладу наведена на Рис.8.1(З ст. 89). Прилад має перфоровані штампи для вільного виходу води при стисканні. Навантаження виконують ступенями в 0,01-0,1 МПа в залежності від природного стану грунта і при цьому вимірюють визвану ним деформацію. Зміна пористості dn під дією тиску рі визначається виразом (8.1.), де А—площа перерізу зразка.

Рис 8.1. Схема одометра

Рис. 8.2. Компресійні криві.

а)-загальний вигляд, б)-для визначення відносної стисливості. 1-навантаження, 2- розвантаження.

dni=dhi A/ h A=dhi/hi (8.1)

Тут h-висота грунту до стискання, dh-деформація при стисканні. Об’єм твердих частинок до і після деформації не змінюється

m=1/ (1+eo) (8.2)

de=(1+e0).dhi/h (8.3)

ei=e0—(1+e0).dhi/h (8.4)

Змінюючи значення рі та використовуючи формулу (8.4.) будують графік ei= (рі) — компресійну кріву (Рис.8.2.З.ст89) Бачимо, що при зростанні р коефіцієнт пористості еі зміщується - лінія навантаження (компресійна), при зменшенні рі зразок частково відновить деформацію і еі зросте—лінія розвантаження (декомпресія).

Різкий перелом горизонтальної лініі компресіі на Рис 8.2. відповідає структурній міцності гранта (рв). Якщо р1 і р2 незначно відрізняються (Рис 8.2.б), то криву можна замінити прямою 1-2, то можна отримати наступні відношення:

m0=tqα=(е1- е2)/(р2-р1) (8.5.)

або е

е1-е2=m0(р2 –р1) (8.6.)

де m0 - коефіцієнт стисливості, якщо вираз продеференціювати,то отримуєм залежність:

de=m0.dp (8.7.)

формула (8.7.) відображає закон ущільнення: Нескінченно мала зміна об’єму грунту прямпропорційна нескінченній малій зміні тиску. При розрахунках осідань грунтів часто використовують коефіцієнт відносного ущільнення

mv =m0 /(1+e)

E= β /mv

β-кофіціент, що враховує бічне розширення і залежить від виду грунту, Е-модуль деформаціі, для грунтів Е=5…50 МПа.

Дата добавления: 2013-12-12