Навігація
Головна
 
Головна arrow Географія arrow Грунтознавство
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ МІЦНОСТІ І ДЕФОРМОВАНОСТІ ГРУНТІВ МЕТОДОМ ОДНОВІСНОГО СТИСКУ

Межею міцності грунту при одноосьовому стисканні R c називається граничне стискуюче напруга, при якому відбувається руйнування грунту, що знаходиться в умовах одноосного напруженого стану. Міцність на одновісний відповідає критерію міцності, запропонованого Галілеєм (перша теорія міцності ), згідно з яким руйнування тіла настає в момент, коли стискає нормальне напруга про досягне критичного (граничного) значення. Межа міцності па одновісний R cвизначають як відношення доданої до зразка вертикального навантаження, при якій відбувається руйнування зразка, до площі його початкового поперечного перерізу. Результати випробувань грунту використовуються при визначенні несучої здатності і стійкості ґрунтів, визначенні показника консистенції глинистих ґрунтів, для визначення недренованому міцності зв'язкових грунтів, розрахунку палі стійок.

За характером поведінки проби в процесі деформації і руйнування виявляють п'ять типів деформацій ґрунтів [84]: крихкий, хрупковязкій, хрупкопластічний, в'язкопластичні, пластичний.

image404

Мал. 8.49. Типи деформаційного поведінки глинистих порід при одноосьовому стисканні: а крихкий: б хрупкопластічний: в пластичний

При крихкому типі руйнування деформація носить пружний характер до величини межі пружності, потім швидко настає руйнування. У цьому випадку міцність на одноосьовий стиск дорівнює межі пружності (рис. 8.49, а).

При хрупковязком типі деформування після пружних деформацій починається в'язка течія з постійною швидкістю, яка закінчується крихким руйнуванням.

При хрупкопластічном типі деформування пластичне протягом закінчується крихким руйнуванням (рис. 8.49, о).

При в'язкопластичні типі деформування в'язке деформування переходить в пластичне протягом.

При в'язкопластичні і пластичному типах деформування величину R c визначають при досягненні відносної деформації в 20% (рис. 8.49, в).

При одноосьовому стиску ґрунтів починається спочатку різке наростання деформації, потім, у міру ущільнення частинок, що супроводжується збільшенням числа контактів між ними і зростанням (в глинистих ґрунтах) сил відштовхування між молекулами зв'язаної води зближуються частинок, інтенсивність наростання деформації поступово зменшується.

Після зняття навантаження не всі новоутворені контакти зникають. Крім того, процеси руйнування цементаційних зв'язків між твердими частинками і порушення структури скелета грунту є незворотними, т. Е. При розвантаженні порушені цементаційні зв'язку і структура грунтів не відновлюються. Досліди по багаторазовому циклічному навантаженні та розвантаженні грунтів в умовах послідовного зростання з кожним новим циклом величина максимального тиску показують, що гілка навантаження при тисках, що не перевищують їх максимального значення, досягнутого в процесі передує навантаження, проходить близько до гілки попередньої навантаження, а при більш високих тисках виходить на продовження вихідної кривої (як при одноразової навантаженні).

При малій кількості циклів навантаження-розвантаження деформації грунтів є в основному залишковими. У міру збільшення числа циклів кількість контаков між твердими частинками зростає, а деформації грунту, в основному залишкові, зменшуються. При цьому гілки навантаження і розвантаження при постійному максимальному тиску з кожним циклом зближуються і все більш збігаються. При досить великій кількості циклів деформації грунту стають практично повністю пружними і пояснюються тільки вижиманням зв'язаної води з контактів і пружним стисненням скелета грунту і в меншій мірі об'ємним деформаціями матеріалу твердих частинок.

Для деяких грунтів, наприклад для мергелів, руйнування може статися по площинах, паралельних осі зразка. Це відбувається внаслідок неоднорідності напруженого стану зразка. У деяких випадках поверхня зсуву формується у вигляді комбінації вертикальних і похилих поверхонь відколу. У подібних випадках визначення опору зсуву методом одновісного стиску проводити не слід.

Для обчислення деформаційних характеристик грунтів по виміряним значенням вертикальних і поперечних деформацій зразка, відповідним різним вертикальним напруженням про, будують графіки залежностіimage442іimage443, де е і а - поздовжні і поперечні відносні деформації зразка.

Модуль деформації Ео і коефіцієнт поперечної деформації п обчислюють із застосуванням виразів (8.4) і (8.5) по навантажувальних гілкам залежностей а від с: для по- лускальних грунтів при рівні нафузки, що становить 50 ... 60%, і для скельних ґрунтів в діапазоні напруг від 5 до 50% від межі міцності при одноосьовому стисканні R c . Модуль пружності Е і коефіцієнт Пуассона р обчислюють в цьому ж діапазоні напруг за тими ж формулами, в яких значення Деі і Лє2 приймають по розвантажувальним гілкам залежностей t'l = До) І Є2 = .Д <т).

Визначення коефіцієнта структурної міцності S ,. Дисперсні грунти природної будови мають більш високу міцність на стиск, ніж ті ж ґрунти порушеного складу. Для оцінки цього ефекту використовують показник, званий чутливістю (по Скемптон), або коефіцієнтом структурної міцності S ,. Підрахувати S, можна як відношення опору грунту стисненню в природному (R c ) і в порушеному стані (Льон): S, = R c / R c н . Оцінити міцність структури зв'язків можна за величиною показника структурної міцності L = 1 / S ,. Величина S, змінюється від 1,2 ... 1,5 для нелітіфіцірованних глинистих ґрунтів до 10 ... 16 і більше для літіфіцірованних.

Опір недренованому зсуву з і , МПа, водонасиченого глинистого грунту (рис. 8.50), відповідне зчепленню грунту при нсконсолідірованно- недпеніоованном випробуванні, визначають за формулою

(8.24)

image408

Визначення зчеплення і кута внутрішнього тертя . У тих випадках, коли при руйнуванні чітко виявляється плоска майданчик ковзання, метод одновісного стиску дозволяє визначати величину зчеплення з і кута внутрішнього тертя <р. З цією метою вимірюють кут нахилу поверхні майданчика а до горизонту (рис. 8.51).

image446

Мал. 8.50. Залежність навантаження σ від відносної вертикальної деформації зразка з

image406

Мал. 8.51. Визначення зчеплення і кута внутрішнього тертя при одноосьовому стиску грунту: а - схема руйнування зразка породи при одноосьовому стиску; б - діаграма Мора при одноосьовому стисканні

З певних величинам R e і а знаходяться параметри прямолінійною обвідної діаграми Мора:

При малих кутах внутрішнього тертя (φ - * ■ 0, а = 45 °) зчеплення визначається але формулою (8.24).

Визначення коефіцієнта размягчаемості k so f. Розрізняють межі міцності при стисненні зразків: в повітряно-сухому стані, в водонасиченому стані і при природній вологості. У деяких напівскельних ґрунтів (мертели, аргіліти і ін.) Під впливом зволоження відбувається зменшення міцності. Це властивість називають размягчаемостью породи і характеризують коефіцієнтом размягчаемості , який

являє собою відношення меж міцності на стиск після і до насичення водою. Згідно [34], підрозділ грунтів по міцності на одновісний проводиться для водонасиченого стану грунту і за коефіцієнтом размягчаемості.

Коефіцієнт размягчаемості до - ,,, / визначається при випробуваннях на одновісний як відношення міцності водонасиченого грунту (R IW ) до міцності того ж повітряно-сухого грунту ( R ,.):

Величина коефіцієнта размягчаемості k iof змінюється від 0 до 1: якщо до м /> 0,75, то грунт вважається неразмягчаемим ; якщо k SO f <0,75, то грунт відноситься до категорії розм'якшується. Чим нижче коефіцієнт размягчаемості, тим більше знижується міцність породи при насиченні водою. Серед скельних грунтів найбільша размягчаемость характерна для грунтів з Неводостійка структурними зв'язками; наприклад, глинисті сланці, пісковики з глинистим цементом, алевроліти, аргіліти, мергелі і ін. Для вивержених порід коефіцієнт размягчаемості практично дорівнює одиниці. Осадові породи. породи з глинистим або легко розчинним у воді цементом володіють низьким коефіцієнтом размягчаемості (менше 0,5). Визначення коефіцієнта размягчаемості, як правило, виробляють тільки для напівскельних ґрунтів з глинистим або іншим слабким цементом.

image410

Мал. 8.52. Крива тривалої міцності

Визначення тривалої міцності . Розрізняють миттєву міцність , коли час навантаження прагне до нуля, і тривалу міцність , коли час навантаження прямує до нескінченності. Тривала міцність має важливе значення при проектуванні споруд, так як визначає розміри фундаменту. Крива тривалої міцності, т. Е. -залежності часу г до руйнування зразка від величини прикладеної напруги а , представлена на рис. 8.52, деimage452 - умовно-миттєва міцність; σх - межа тривалої міцності, будується за даними ряду випробувань з фіксованими напругою, складовими певну частку від величини R c (рекомендується ряд напруг: 0,9 R c ; 0,8 R c ; 0,7 R c ", 0.6 R c ; 0,5 R c ). За величину про у приймається таке напруга, при якому протягом доби відносна поздовжня деформація збільшується менш ніж на 0,1%.

 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук