Полевые методы определения сопротивления грунта сдвигу.
Лекция № 4.
Определение механических характеристик грунтов
В приборах трехосного сжатия
Испытание грунта в приборе 3х осного сжатия ближе отвечает его работе в природных условиях и даёт наиболее надёжные результаты в определении его прочностных и деформационных свойств.
3х осному напряженному состоянию грунт подвергается в стабилометре.
       
| В приборе грунт находится в условиях объёмного напряженного состояния.
 Р1
Р1 Р  Р 
Р2 Р2   
Р Р
Р1
| ||||||||||||||||||||||||
N
P1 H2O
P2
Общий вид стабилометра
Напряженное состояние в данной точке весьма наглядно отображается при помощи эллипса напряжений, построенного на главных напряжениях.
| 
Р1  Рполн. Р2
|
Наиболее просто напряженное состояние в точке может быть выражено кругом Мора.
|
|
|
Р Р2 Р1 РР Рn
| При = 90о  = 0
Р2 Р2
При = 0о = 0
Р1
Р1 | |||||||||||||||||||||||||
В процессе испытаний оставляем неизменным Р2 и увеличиваем Р1. Максимальное значение Р1 будет тогда, когда круг коснется прямой Кулона 
= Р tg 
- уравнение, описывающие предельное сопротивление грунта сдвигу для песчаного грунта, т.е. процесс разрушения.
                 = Р tg
В Р 0
| Может быть, и другая методика испытаний:
  = Р tg
0 Р
|
Треугольник ОВС – прямоугольный, ВС – радиус
|
|
|
sin 
= 
; ВС = 
; ОС = Р1 - 
= 
sin 
= 
= 
; sin 
= 
- уравнение, описывающее предельное сопротивление грунта сдвигу при 3х осном напряженном состоянии (для сыпучих грунтов).
Для связных грунтов необходимо подобным образом испытать min 2 образца с различной величиной главных напряжений: Р1 – Р2 ; Р1¢ – Р2¢
 = Р tg + C
   C
    0¢
Ре
| 
Ре = С · сtg  -
Давление связности (суммарно заменяющие действие сил сцепления)
|
С’ Р sin 
= 
= 
= 
sin 
= 
- для связных грунтов
Установим отношения между max и min значениями главных
напряжений:
sin = 
; Р1 sin - Р1 = - Р2 – Р2 sin 
;
Р1(sin - 1) = - Р2(1+ sin ); 
1= sin 90о
Тогда:
Преобразуем sin 
, тогда:
; 
Р1=Р2 tg2 
Р2=Р1 tg2 
|
|
|
 |
активное давление грунта (песок).
Для глинистых грунтов эти соотношения будут выглядеть несколько иначе:
sin = 
;
;
Р1=Р2 
+ 
; Р2 =Р1 
активное давление грунта (гл. грунт).
Эти условия используются при определении предельной нагрузки на грунт в расчётах устойчивости массивов грунта и давления грунта на ограждения.
Испытания образца грунта в стабилометре доводят до момента разрушения, которое происходит либо в виде «бочки», либо в виде «скола».
     Р1- Р2
еz | - разрушение в форме «бочка»
(рыхлый грунт)
 - разрушение в форме «скола» (плотные грунты)
|
еz – относительная продольная деформация; е z = 
Si – осадка от одной ступени загрузки
Относительная объемная деформация: 
,
где 
- изменение объема образца.
Модуль общей (линейной) деформации:
Ео = 
, 
- приращение осевого давления
Модуль объемной деформации:
|
|
|
Еоб.= 
-приращение объема
Из сопромата: Еоб.= 
, откуда 
- коэффициент
относительной поперечной деформации
Полевые методы определения сопротивления грунта сдвигу.
1. Полевые сдвижные установки в шурфе
 |
2. Методы разрушения призм грунта в шурфе
 |
3. Испытание 4-х лопастным прибором (крыльчатка)
 |
Скважина
 | |||||
| |  | ||||
 | | ||||
 |  | ||||
| |  |
20-30 см
 |
Полевые методы наиболее полно учитывают структурно-текстурные особенности грунта. Они незаменимы при исследовании торфов, глинисто-щебёночных или песчано-гравелистых отложений, взятие образцов ненарушенной структуры которых невозможно.
| Недостатки | Достоинства |
| - дороговизна; - большая трудоёмкость; - получение ограниченного числа характеристик. | - получение характеристик грунтов непосредственно на месте строительства объекта |
Водопроницаемость грунтов.
В строительстве фильтрационные свойства грунта связаны:
1. – с инженерными задачами (фильтрация берегов в результате строительства плотин).
2. – с вопросами временного понижения у.г.в. для осушения котлованов.
 |
  
   Н
       H1
 L
| По закону Дарси:
 - кол-во воды
t – время I = 
F – площадь
Кф – коэффициент фильтрации
I – гидравлический градиент
| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Скорость фильтрации 
; 
Кф – коэффициент фильтрации – это скорость фильтрации при I = 1 (см/сек; м/сут)
Кф. песок= n 10-2 см/сек
Кф. глина= n 10-8 см/сек
q q = Кф I q = Кф (I-Iн)
песок глина
Iн I
Начальный гидравлический градиент
Фильтрационные характеристики грунтов используются при:
1. Расчете дренажа
2. Определении дебита источника подземного водоснабжения
3. Расчёте осадок сооружений (оснований) во времени
4. Искусственном понижение у.г.в.
5. Расчете шпунтового ограждения при откопке котлованов, траншей
  шпунт
        h
    у.г.в.
 L Н
| Как выкопать такой котлован?
Уменьшить  - можно только изменяя  , в нашем случае  . Отсюда определяется длина шпунта L.
| |||||
  
| При I > Iн возникает фильтрация, развиваются осадки.
  При I < Iн фильтрации нет,
нет и осадки!
|
Эффективные и нейтральные давления в грунтовой массе
Рz – эффективное давление, давление в скелете грунта (уплотняет и упрочняет грунт).
Рw – нейтральное давление, давление в поровой воде (создает напор в воде, вызывая ее фильтрацию).
В любой момент времени в полностью водонасыщенной грунтовой массе имеет место соотношение: Р = Рz + Рw , где Р – полное давление
Р При t = 0 Р = Рw
При t = t1 Р = Рw+ Рz
При t = 
Р = Рz – это теоретически, практически
для того чтобы Рw 
0, требуется
длительный период времени.
Осадка может происходить и при Р = Рz за счет явлений ползучести скелета.
T (время)
S = f ( Кф )
глина
 |
S
срок возведения здания
Дата добавления: 2019-02-13; просмотров: 391; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!