Закон уплотнения грунта

Закон уплотнения

Бесконечно малое изменение относительного объема пор грунта прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления,

или — при небольших изменениях уплотняющих давлений изменение коэффициента пористости прямо пропорционально изменению давления.

Общий случай компрессионной зависимости.

По Герсеванову, коэффициент пористости «е» грунта в любой точке зависит от суммы всех нормальных напряжений q, действующих в этой точке.

Т.к. горизонтальные деформации невозможны, то горизонтальные относительные деформации равны 0, т.е. , а (из условия равновесия) где — модуль деформируемости грунта (общей).

Подставим получим , или , где -коэффициент бокового давления грунта в состоянии покоя.

Сумма нормальных напряжений q:

®

« Принцип гидроемкости » – изменение коэффициента пористости возможно при изменении суммы главных напряжений. В общем случае, коэффициент бокового давления грунтов x — отношение приращения горизонтального давления грунта dg к приращению действующего вертикального давления dP

D – постоянная интегрирования.

Разгрузка после сжатия (декомпрессия)

Водные оболочки дают небольшое восстановление V пор. Чем ближе оболочки к поверхности частиц, тем сильнее изменяются их свойства.

studopedia.org

Закон уплотнения и линейная деформируемость грунтов

Поскольку уравнение описывает изменение коэффициента пористости лишь в пределах секущей АВ (см. рис. 2.2, б), оно дает приближенную зависимость между коэффициентом пористости и давлением. Для большого диапазона изменения давлений компрессионная кривая первичного сжатия (прямая CD на рис. 2.3, б) описывается логарифмической зависимостью

где ei – коэффициент пористости при давлении pi, e0 – начальный коэффициент пористости грунта; Сс – коэффициент компрессии (параметр кривой); р0 – давление, при котором начинается первичное сжатие грунта

Рис 2.3. Компрессионные кривые грунта, обладающего структурной прочностью, в простой (а) и полулогарифмической (б) системе координат

где Ck — постоянная величина.

Следовательно, при первичном сжатии изменение коэффициента пористости грунта прямо пропорционально изменению давления и обратно пропорционально суммарному давлению. Эту зависимость применяют при рассмотрении деформаций лишь очень слабых грунтов или при из­менении давления в значительных пределах.

Давление в грунте основания промышленных и гражданских зданий и сооружений обычно изменяется в небольших пределах, до 0,3 МПа, в редких случаях до 0,5 МПа. При таких давлениях секущая АВ (см. рис. 2.2,б) близка к кривой, т.е. для расчетов можно пользоваться уравнением , продифференцировав которое, получим:

Поэтому закон компрессии грунта формулируется так: изменение коэффициента пористости грунта прямо пропорционально изменению давления.

Линейная деформируемость грунта в пределах небольших изменений давления вытекает из выражения

Из которого следует

Правая часть этого выражения является относительной деформацией грунта. Поскольку для данного грунта и данного изменения давления величина коэффициента относительной сжимаемости mv постоянна, то относительная деформация грунта прямо пропорциональна давлению и, следовательно, грунт можно считать линейно деформируемым телом.

Дата добавления: 2015-04-16 ; просмотров: 526 . Нарушение авторских прав

studopedia.info

Лекция 1. ОСНОВНЫЕ ЗАКОНОМЕРНОСТИ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ

I. СЖИМАЕМОСТЬ ГРУНТОВ, ЗАКОН УПЛОТНЕНИЯ

Сжимаемость грунтов – способность грунтов изменять свое строение (упаковку твердых частиц) под влиянием внешних воздействий на более компактное за счет уменьшения пористости

Для установления основных показателей сжимаемости грунтов производятся их испытания на уплотнение под нагрузкой, когда деформации грунта могут развиваться только в одном направлении и никакие другие силы, кроме внешней нагрузки, не действуют.

Для испытания грунтов на сжимаемость применяются приборы с жесткими стенками (одометры, илл.1) для обеспечения сжатия грунта только в одном направлении (без возможности бокового расширения).

Илл. 1. Схема одометра

Нагрузку на поверхность грунта прикладывают отдельными возрастающими ступенями. Каждому приращению внешнего давления соответствует определенное изменение влажности w. Зависимость между влажностью и давлением можно изобразить в виде графика: график носит название компрессионной кривой (илл. 2).

Исследования показали, что компрессионные кривые применимы для оценки сжимаемости любых связных материалов, но для материалов водопроницаемых (например, песков) не могут быть построены по изменению влажности, так как при прекращении нагрузки первоначальная влажность восстанавливается почти мгновенно.

Илл. 2. Компрессионная кривая

Более общий метод построения компрессионных кривых – метод определения коэффициента пористости по осадкам образцов грунта при уплотнении их в компрессионном приборе.

В общем случае коэффициент пористости е есть отношение объема пор к объему твердых частиц. Таким образом, коэффициент пористости грунта при любой ступени нагрузки:

где е 0 – начальный коэффициент пористости грунта, Δni – изменение объема пор от начала загружения. Изменение объема пор равно произведению осадки S на площадь образца F: Δni = S · F (илл.3);

Илл. 3. Изменение объема пор в образце

n – объём пор в единице объема;
m – объём твердых частиц в единице объема;

Далее: объем твердых частиц во всем объеме образца:

где h – начальная высота образца (илл.3).

Указанной формулой пользуются для вычисления коэффициентов пористости, соответствующих данным ступеням нагрузки, а по ним строят и всю компрессионную кривую (илл. 4).

Если ограничиться небольшим изменением давлений (1-3 кг/см 2 , что обычно и имеет место в основаниях сооружений), то с достаточной для практических целей точностью можно принять соответствующий отрезок компрессионной кривой (kl) за прямую. Отсюда:

Тангенс угла наклона отрезка компрессионной кривой к оси давлений характеризует сжимаемость грунта в рассматриваемом диапазоне давлений, так как чем больше угол наклона α, тем больше будет сжимаемость грунта. Эта величина называется коэффициентом сжимаемости грунта:

Коэффициент сжимаемости может быть выражен через значения давления и коэффициента пористости для заданного интервала давлений:

то есть коэффициент сжимаемости равен отношению изменения коэффициента пористости к величине действующего давления. Для отрезка k’l’ кривой разгрузки (набухания) тем же путем:

где aн = tg α’ — коэффициент набухания.

Сформулируем закон уплотнения. Уравнение (1) описывает изменение коэффициента пористости только для спрямленного участка компрессионной кривой и поэтому является приближенным. Но если изменения давлений будут бесконечно малыми, то изменения коэффициента пористости будут точно пропорциональны изменению давления:

Полученное соотношение называется законом уплотнения грунтов: бесконечно малое изменение относительного объема пор грунта прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления.

II. ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГРУНТОВ, ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Водопроницаемость – способность фильтровать воду. Скорость напорного движения грунтовых вод зависит от размеров пор грунта, сопротивлений по пути фильтрации и величины действующих напоров (илл.5).

Илл. 5. Напорные грунтовые воды

Здесь Н1 и Н2 – напоры; L – длина пути фильтрации; Н = Н2 — Н1 – потеря напора или «действующий напор». Если линии токов воды (движения частиц в потоке) нигде не пересекаются друг и другом, то такое движение называется ламинарным, при наличии пересечений и завихрений движение называется турбулентным. В грунтах в большинстве случаев движение воды будет ламинарным (опыты Пуазейля, Дарси и другие).

Ламинарное движение воды происходит с тем большей скоростью, чем больше уклон поверхности уровня грунтовых вод (так называемый «гидравлический градиент»).

Гидравлический градиент равен отношению потери напора Н= Н2— Н1 к длине пути фильтрации L:

Закон ламинарной фильтрации: расход воды в единицу времени через единицу площади поперечного сечения грунта (скорость фильтрации) прямо пропорционален гидравлическому градиенту i:

где kф — коэффициент фильтрации, равный скорости фильтрации при градиенте i = 1 [см/сек, см/год]. Коэффициент фильтрации зависит от типа грунта и определяется экспериментально.

Зависимость скорости фильтрации от гидравлического градиента i. Для водопроницаемых грунтов (пески, галечники) зависимость прямая (илл. 6).

Илл. 6. Зависимость скорости фильтрации от гидравлического градиента

Фильтрация воды в глинистых грунтах начинается при достижении некоторой начальной величины градиента i, преодолевающей внутреннее сопротивление движению, оказываемое водно-коллоидными пленками. На рисунке (илл.6) изображены экспериментально найденные зависимости скорости фильтрации vф от гидравлического градиента i. Здесь i0 — начальный гидравлический градиент

В результате закон ламинарной фильтрации для связных грунтов будет иметь вид: vф = kф · (i – i0).

zimbelmann.ru

СЖИМАЕМОСТЬ ГРУНТОВ. ЗАКОН УПЛОТНЕНИЯ

Сжимаемость грунтов является характернейшим их свой­ством, существенно отличающим грунты от массивных горных пород и других твердых тел и заключающимся в способности грунтов из­менять (иногда значительно) свое строение (упаковку твердых час­тиц) под влиянием внешних воздействий (сжимающей нагрузки, высыхания, коагуляции коллоидов и пр.) на более компактное за счет уменьшения,пористости грунта.

Уменьшение пористости грунтов при более компактной упаковке частиц происходит как вследствие возникновения некоторых мест­ных сдвигов частиц и соскальзывания более мелких частиц в поры грунта, так (особенно у дисперсных водонасыщенных глинистых грунтов) и вследствие изменений толщины водно-коллоидных обо­лочек минеральных частиц под влиянием увеличения давления, вы­сыхания, коагуляции и пр.

Кроме того, на переупаковку частиц влияет ползучесть скелета грунта и оболочек прочносвязанной воды (которые также можно относить к скелету грунта), обусловленная искажением формы крис­таллических решеток минеральных частиц и медленным вязким течением молекулярных слоев прочносвязанной воды.

Следует здесь же отметить, что для грунтов полностью водона­сыщенных изменение пористости возможно лишь при изменении их влажности (выдавливании или всасывании воды) и некоторого внутриобъемного сжатия газовых включений; для грунтов же неводонасыщенных может происходить и при сохранении их влажности.

Изменение объема пор дисперсных грунтов при высыхании (в процессе обезвоживания диффузных оболочек и увеличения капиллярного сжатия), а также в результате медленных физико-химиче­ских процессов (например, старения коллоидов) учитывается лишь в отдельных исключительных случаях и основным процессом изме­нения объема грунтов будет уплотнение их под нагрузкой.

Следует различать уплотняемость грунтов при кратковременном действии динамических нагрузок (механическую) и уплотнение при длительном действии постоянной статической нагрузки (компрес­сию, консолидацию и пр.).

При механическом воздействии вибрационными, трамбующими и подобными механизмами хорошо уплотняются лишь маловлажные рыхлые песчаные и неводонасыщенные грунты, имеющие жесткие контакты между минеральными частицами, которые при этих воз­действиях легко нарушаются, что и обусловливает перегруппировку частиц и более плотную их упаковку. В водонасыщенных же песках динамические нагрузки вызывают значительные напоры в воде, грунт взвешивается в некоторой области и при определенных усло­виях разжижается, растекаясь по большой площади. Однако чем больше внешнее давление на поверхность грунта, подвергаемого динамическому воздействию (например, вибрационному), тем менее оно эффективно, так как труднее преодолеваются усилия в точках контакта частиц.

В глинистых грунтах, которые вследствие их связности при ди­намических нагрузках уплотняются очень мало, возникающие в во­де напоры при незначительной водопроницаемости этих грунтов по­гашаются на весьма малом расстоянии и разжижения не происхо­дит.

При уплотнении грунтов сплошной постоянной нагрузкой (комп­рессии грунтов) следует рассматривать по крайней мере два диапа­зона давлений: 1- когда внешнее давление меньше прочности структурных связей и 2 — когда эти связи преодолены.

В первом случае, как показывают исследования, проведенные в МИСИ и других исследовательских организациях, уплотнения грун­тов не происходит, так как возникающие под действием внешней нагрузки деформации в этом случае будут упругими деформациями структурных связей и грунт будет деформироваться как сплошное квазитвердое тело.

Во втором случае, т. е. когда жесткие структурные связи преодо­лены (при давлениях, больших структурной прочности), грунты бу­дут уплотняться значительно, причем для грунтов с водно-коллоид­ными связями уплотнение будет происходить за счет сжатия водно-коллоидных оболочек минеральных частиц с выдавливанием некоторого количества воды, а также в известной мере и за счет ползучести скелета грунта. Выдавливание же воды для дан­ных глинистых грунтов возможно лишь при напоре, вызываемом действием внешней нагрузки, большем некоторой начальной величины.

Для грунтов, обладающих одновременно и мягкими водно-кол­лоидными и жесткими кристаллизационными связями, процесс уп­лотнения будет значительно сложнее.

Зависимость между влажностью, давлением и коэффициентом пористости. Для установления основных показателей сжимаемости грунтов производятся испытания их на уплотнение под нагрузкой в условиях одномерной задачи, когда деформации грунта могут раз­виваться только в одном направлении и никакие другие силы, кро­ме внешней нагрузки, не действуют.

Испытания водонасыщенных грунтов производят в условиях по­крытия поверхности грунтов водой, что позволяет избежать их вы­сыхания в процессе опыта (который длится обычно от нескольких часов до нескольких дней), а следовательно, избежать и развития в грунте сил капиллярного давления.

Для испытания грунтов на сжимаемость применяются приборы с жесткими стенками (одометры) для обеспечения сжатия грунта только в одном направлении (без возможности его бокового расши­рения— рис. 6). Подобные граничные условия соответствуют в натуре сжатию отдельного слоя грунта под действием

Рис. 6. Схемы компрессионного сжатия грунта:

а — в жестком кольце; б — при сплошной нагрузке

сплошной равномерно распределенной нагрузки (например, веса вышележа­щих слоев грунта — рис. 6, б). Нагрузку на поверхность грунта при­кладывают отдельными возрастающими ступенями (например, 0,05; 0,10; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 4,0 кГ/см 2 ), так как чем более будет уплотнен грунт предыдущей ступенью нагрузки, тем меньше будут его дефор­мации и требуется большая точность измерений.

Опытами (проф. Терцаги и др.) было установлено, что для водонасыщенных, но маловодопроницаемых глинистых грунтов каждому приращению внешнего давления соответствует вполне определен­ное изменение влажности. Зависимость между влажностью и дав­лением можно изобразить в виде графика (рис. 7, а), который носит название компрессионной кривой. Так как для полностью водона­сыщенных грунтов существует закономерная связь между влажно­стью и коэффициентом пористости [зависимость (1.7)], то компресси­онную кривую (рис. 7, й) легко перестроить в координатах «коэффи­циент пористости — давление» (рис. 7, б).

Дальнейшие исследования показали, что компрессионные кри­вые применимы для оценки сжимаемости любых дисперсных мате­риалов (связных, сыпучих), но для материалов водопроницаемых (например, песков) не могут быть построены по изменению влажно­сти, так как при разгрузке этих материалов влажность восстанав­ливается почти мгновенно.

Более общим методом построения компрессионных кривых явля­ется метод определения коэффициента пористости по осадкам об­разцов грунта при уплотнении их в компрессионном приборе.

Если обозначить: о — начальный коэффициент пористости грунта [вычисляется по формулам (1.2) и (1.3) и данным объемного веса, влажности и удельного веса грунта];

i — коэффициент пористости грунта при любой ступени на­грузки;

Si — полная осадка образца при данной нагрузке (рг), изме­ренная от начала загружения;

ni — изменение пористости грунта (объема пор) от начала за­гружения;

H — начальная высота образца грунта,

Рис. 7. Компрессионные кривые для глинистого грунта:

1— кривые уплотнения; 2—кривые разуплотнения (набухания)

то учитывая, что коэффициент пористости е есть отношение объема пор к объему твердых частиц, будем иметь

i = оni /m (В1)

Так как для образца грунта, испытываемого без возможности бокового расширения, изменение объема пор ni численно равно произведению осадки Si, на площадь образца F, т. е.

ni = Si F, (в2)

а объем твердых частиц во всем объеме грунта, учитывая выраже­ние (1.5),

m= , (вз)

то, подставляя (вг) и (в3) в (в)), получим

i = о -(1 + о) . (11.1)

Формулой (II.1) и пользуются для вычисления коэффициентов пористости, соответствующих данным ступеням нагрузки, а по ним строят и всю компрессионную кривую.

В ряде случаев (например, при оценке деформируемости проса-дочных грунтов и учете нелинейности сжатия при большом диапа­зоне давлений) в качестве характеристики сжимаемости грунтов применяется и так называемый модуль осадки (предложенный проф. Н. Н. Масловым, 1941 г.) ер = Si/h, т. е. величина относитель­ной деформации грунта при данном давлении, выраженная в промиллях (мм/м).

Для грунтов естественной ненарушенной структуры компресси­онная кривая имеет два участка (рис. 8): первый — до давлений, не превосходящих структурной прочности грунта рcтр, с очертанием, близким к линейному, и очень малыми изменениями коэффициента пористости и второй—криволинейный, со значительными измене­ниями коэффициента пористости, что указывает на уплотнение грунта под нагрузкой, превосходящей структурную прочность грун­та. При меньших же нагрузках уплотнения грунта не происходит.

В дальнейшем’мы будем рассматривать компрессионные кривые только при давлениях, больших структурной прочности грунтов.

Что касается величины структурной прочности грунтов рСтр, то, как будет показано в последующих главах, она является весьма важной характеристикой грунтов. Величину ее можно определить по компрессионной кривой ненарушенной структуры, испытывая грунты (до достижения структурной прочности) весьма малыми сту­пенями нагрузки (примерно 0,02—0,10 кГ/см 2 ), тогда резкий пере­лом компрессионной кривой и будет соответствовать достижению структурной прочности сжатия грунта (см. рис. 8).

Другой метод определения структурной прочности предложен проф. Е. И. Медковым по результатам испытания бокового давле­ния грунта при трехосной компрессии и соответствует давлению, при котором практически отсутствует боковое давление грунта.

Определение указанных выше давлений требует разработки спе­циальной методики испытания, и в настоящее время величина струк­турной прочности может быть определена лишь с известным при­ближением, зависящим, главным образом, от точности измерений.

Если начертить компрессионную кривую в полулогарифмических координатах (рис. 9), то изменения коэффициента пористости грунта (для давлений, больших структурной прочности) будут линейно зависеть от логарифма изменений внешнего давления. Тогда урав­нение компрессионной кривой для большого диапазона давлений может быть представлено в виде

i = о — aкln( ), (11.2)

где о и ро — начальные коэффициенты пористости и давление (большее структурной прочности);

i и рi — коэффициенты пористости и давление, соответствую­щее i-й ступени нагрузки;

ак — коэффициент компрессии.

Коэффициент компрессии ак есть тангенс угла наклона полуло­гарифмической кривой к оси давлений и численно равен разности коэффициента пористости при рi = е=2,72 кГ/см 2 (неперово число) и ро = 1 кГ/см 2 , так как при pi = е ln рi=1.

Этот коэффициент (по размерности отвлеченное число) харак­теризует сжимаемость грунтов в большом диапазоне давлений.

Если ограничиться небольшим изменением давлений (порядка 1—3 кГ/см 2 , что обычно и имеет место в основаниях сооружений), то с достаточной для практических целей точностью можно принять отрезок (кl) компрессионной кривой (рис. 10) за прямую. Тогда, согласно обозначениям рис. 10, будем иметь

i = о — tg pi. (П.З)

Тангенс угла наклона отрезка компрессионной кривой к оси дав­лений характеризует сжимаемость грунта в рассматриваемом диапазоне давлений (от р1 до р2), так как чем больше угол накло­на а, тем больше будет и сжимаемость грунта. Эта величина носит название коэффициента сжимаемости грунта и обозначается бук­вой а, т. е.

а = tg . (II.4)

Коэффициент сжимаемости может быть выражен через значения р и для крайних точек к и l прямолинейного отрезка (см. рис. 10):

= (11.4′)

или, обозначив p2-p1 = р (где р — приращение давлений, или так называемое действующее давление), будем иметь

= , (II.4 1 )

т. е. коэффициент сжимаемости равен отношению изменения коэф­фициента пористости к величине действующего давления.

Подставляя в уравнение (II.3) вместо величину tg , получим уравнение прямолинейного отрезка компрессионной кривой в виде

i = о рi (II.3′)

Рис. 10. Определение параметров отрезка компресси­онной кривой

Для отрезка к’l’ (см. рис. 10) кривой набухания (разгрузки) точно таким же путем получим

i = о нрi (II.З»)

где ан = tg ‘ — коэффициент набухания.

При расчетах осадок уплотнения грунтов часто пользуются вели­чиной так называемого коэффициента относительной сжимаемости о, равной

о = . (II.5)

Физический смысл этого коэффициента установим на основании следующих соотношений.

Из уравнения (П.З’) имеем

с другой стороны, из выражения (11.1)

во— 61 = (1 + е0)-^. (г2)

Приравнивая правые части (п) и (г2) и принимая во внимание выражение (П.5), получим

т. е. коэффициент относительной сжимаемости равен относительной осадке 5,/А, приходящейся на единицу действующего давления рг.

Таким образом, имеем следующие характеристики сжимаемости грунтов: ак, а и а0, причем первый коэффициент — число отвлечен­ное, а коэффициенты а и а0 имеют размерность, обратную удель­ному давлению, (см2/кГ).

Закон уплотнения. Уравнение (П.З’) описывает изменение коэф­фициента пористости лишь для спрямленного участка компрессион­ной кривой и поэтому является уравнением приближенным. Если же изменения давлений будут бесконечно малыми, то изменения коэф­фициента пористости будут строго (точно) пропорциональны изме­нению давления. Дифференцируя уравнение (П.З’), получим

Полученное соотношение имеет особо важное значение в меха­нике грунтов и кладется в основу установления ряда ее фундамен­тальных положений: принципа линейной деформируемости, принци­па гидроемкости, дифференциального уравнения консолидации и других — и называется законом уплотнения грунтов. Г

Этот закон формулируется следующим образом: бесконечно ма­лое изменение относительного объема пор грунта прямо пропор­ционально бесконечно малому изменению давления.

При небольших изменениях давлений уравнение (П.6) можно распространить и на конечные изменения величин е и р. По рис. 10

Тогда закон уплотнения может быть сформулирован следую-: щим образом: при небольших изменениях уплотняющих давлений I изменение коэффициента пористости прямо пропорционально изме­нению давления.

Общий случай компрессионной зависимости. Изменения коэффи­циента пористости е грунта при компрессионном сжатии в общем случае будут зависеть не только от величины вертикальных нор­мальных напряжений аг, но и от горизонтальных ау и ах-

Следуя проф. Н. М. Герсеванову, примем наиболее простое поло­жение о том, что коэффициент пористости в любой точке грунтовой массы зависит только от суммы всех нормальных напряжений в, действующих в этой точке. Это положение является известным допу­щением, так как для очень вязких и плотных глинистых грунтов на изменения коэффициента пористости будут в некоторой мере влиять и сдвигающие (касательные) напряжения, обусловливающие ползу-

Рис. 11. Схема напряжений в элементе грунта при действии сплошной равномерно распределенной нагрузки

честь скелета грунта. Для «грунтовой же массы» в нашем опреде­лении, к которой мы относим все полностью водонасыщенные неуплотненные грунты (мелкие пески и супеси, слабые суглинки и глины) с несжимаемым минеральным скелетом и наличием свобод­ной (несвязанной) воды, это положение будет достаточно хорошо отвечать действительности.

Определим сумму главных напряжений в случае сжатия слоя грунта без возможности его бокового расширения, выделив элемен­тарный параллелепипед (рис. 11), который в условиях данной за­дачи будет испытывать лишь нормальные (главные) напряжения ох, оу и а2.

Так как горизонтальные деформации (расширения грунта в сто­роны) невозможны, то горизонтальные относительные деформации будут равны нулю, т. е. ех = еу = 0, откуда вытекает, что ох = оу. Кро­ме того, из условия равновесия имеем ог = р.

Напишем известное выражение для горизонтальной относитель­ной деформации ех при действии напряжений по трем взаимно пер-

где /:0 и ц0 — модули диформируемости грунта, аналогичные моду­лю упругости и коэффициенту Пуассона упругих тел, но относящие­ся к общей деформации грунта, что отмечено буквой «о».

Подставляя в выражение (-Д1) ох = оу, о2 = р и ех = 0, получим

Величина носит название коэффициента бокового давления грунта в состоянии покоя.

Пользуясь полученными соотношениями, можем составить сум­му нормальных напряжений, которую обозначим в:

Так как о2 = р, а ох = оу = |ор, то получим

Подставив полученное выражение в уравнение прямолинейного отрезка компрессионной кривой (П.З’), будем иметь

Полученное уравнение показывает, что изменение коэффициента пористости (или влажности) грунтовой массы в данной точке может произойти лишь при изменении суммы главных напряжений в в этой точке или, по Н. М. Герсеванову, «гидроемкости» грунтовой массы. Последнее и формулирует так называемый «принцип гидро­емкости» проф. Н. М. Герсеванова.

Как пример применения принципа гидроемкости отметим спо­соб определения эквивалента капиллярного давления, т. е. величи­ны среднего всестороннего давления рк, заменяющего действие всех капиллярных сил.

По компрессионной кривой образца грунта нарушенной структу­ры, называемой главной ветвью компрессионной кривой (рис. 12), определяем величину уплотня­ющего давления, которое мо­жет привести грунт из текуче­го состояния в состояние дан­ной плотности е. Обозначим это давление р$.

При всестороннем сжатии элемента грунтовой массы ка­пиллярным давлением рк его гидроемкость будет равна

С другой стороны, согласно формуле (II.9)

Приравнивая правые части вы­ражений (е1) и (е2), получим

Рк = . (II.11)

Рис. 12. Определение «эквивалента

капиллярного давления» по главной

ветви компрессионной кривой

Отметим, что изложенный способ определения эквивалента ка­пиллярного давления применим для общей оценки среднего капил­лярного давления глинистых грунтов, образовавшихся лишь при гравитационном уплотнении их в водных бассейнах без возникнове­ния жестких цементационных связей.

Для грунтов, не обладающих жесткими связями, если известна высота капиллярного поднятия (всасывания) в них воды кк, т. е. расстояние от уровня грунтовых вод до уровня поверхности капил­лярных менисков, капиллярное давление будет равно

Коэффициент бокового давления. В общем случае коэффициент бокового давления грунтов ξ есть отношение приращения горизон­тального давления грунта dq к приращению действующего верти­кального давления dр, т. е.

ξ =

Отделяя переменные и интегрируя, получим

Выражение (11.13) есть уравнение прямой с угловым коэффици­ентом ξ и постоянной интегрирования D определяемой из началь­ных условий.

Как показывают соответствующие опыты (В. Г. Булычева, Н. В. Лалетина, К. Терцаги и др.), для весьма рыхлых песков, со­вершенно не обладающих структурной прочностью, начальное дав­ление (рис. 13) qо= 0 и D=0; для предварительно уплотненных пес­ков величина qо≠0 и составляет некоторую долю от уплотняющего давления р0, т. е. D = qо = αро (причем, α

Дата добавления: 2016-06-02 ; просмотров: 1901 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

helpiks.org

Смотрите еще:

  • Взыскание задолженности по заработной плате образец искового заявления Исковое заявление о взыскании заработной платы При задержках выплаты заработка в суд подается исковое заявление о взыскании заработной платы. Получение заработной платы для работника является главным стимулом осуществления трудовой деятельности, поэтому нарушение работодателем установленных сроков и порядка […]
  • Социальная пенсия по инвалидности 1 группы Пенсия по инвалидности 1 группы в 2018 году Денежные выплаты от государства получают 16, 5 миллиона человек. 1 группа инвалидности назначается при определении у человека полной нетрудоспособности и нуждающегося в посторонней заботе. Это люди, получившие увечье, а также нетрудоспособные в связи с состоянием […]
  • Спецсигнал штрафы Ответственность водителя за установку специальных сигналов на автомобиль По закону Российской Федерации специальные звуковые и световые сигналы устанавливаются только на автомобили специальных служб (скорая помощь, полиция, пожарная служба, МЧС, ВАИ), чтобы обозначить их приоритет на дороге и предупредить […]
  • Вернуть товар в магазин эльдорадо Как оформить возврат товара в Эльдорадо? Почему вообще покупку возвращают назад в магазин? Случаи, когда покупка оказывалась не тем, что обещала реклама, не так уж редки. Или же вы просто не заметили огрехи товара на стенде. Не угодили с подарком или , возможно просто не понравилась вещь. Словом, причин […]
  • Адвокат для суда со страховой Автоюристы Москвы Любой нормальный автовладелец, послушно застраховав свой автомобиль по ОСАГО, да еще разорившись на страховку по КАСКО, живет с уверенностью в завтрашнем дне. Еще бы! Ведь в нашей стране сегодня отлаженно действует защита прав потребителей. Страхование автомобиля – одна из самых […]
  • Назначения платежа налога на прибыль Платежка по налогу на прибыль: образец 2017 года Обновление: 4 октября 2017 г. Образец платежного поручения по налогу на прибыль Обязанность по уплате налога на прибыль будет считаться исполненной после расчета налога, составления декларации и перечисления налога в бюджет. При этом в течение налогового […]
  • Заявление на получение пенсии по почте Получение пенсии Оформляя получение пенсии, вы должны будете выбрать, каким образом вы хотите её получать. Правила выплаты пенсий регулируются Приказом Минтруда России от 17.11.2014 N 885н «Об утверждении правил выплаты пенсий, осуществления контроля за их выплатой, проведения проверок документов, […]
  • Выплаты по потере кормильца закон Закон о пенсии по потере кормильца: понятие, порядок назначения, виды Порядок и условия выплаты пенсии по потери кормильца определяются на федеральном уровне, а вот размеры такой помощи могут дополнительно регулироваться региональными властями. Понятие пенсии и ее законодательное регулирование Закон о […]

Обсуждение закрыто.