33. Релаксация напряжений и длительная прочность связных грунтов.
Реологические процессы особенно характерны для пылевато-глинистых грунтов
При увеличении напряжений в жестких связях между частицами грунта возникают усилия, под действием которых постепенно разрушаются менее прочные, а затем и более прочные связи. Минимальные напряжения, при которых происходит разрушение образца через бесконечно большой промежуток времени, называются пределом длительной прочности R∞.
Напряжения, при которых образец грунта разрушается через некоторый период временипосле приложения нагрузки в связи с развитием деформаций установившейся ползучести и прогрессирующего течения, соответствуют длительной прочности грунта Rt.
Релаксацией напряжений называется явление уменьшения напряжений (расслабление напряжений) при постоянстве общей деформации. Релаксация грунтов – постепенное уменьшение напряжений в результате перехода упругих деформаций в пластичные при длительном действии постоянной нагрузки.
Кривая релаксации напряжений может быть описана уравнением
С увеличением содержания в грунтах глинистых частиц, а также с повышением их влажности процесс релаксации напряжений протекает более интенсивно, что указывает на ускорение перехода обратимой деформации в пластические сдвиги. В результате такого перехода грунт теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам. Поэтому по характеру процесса релаксации напряжений можно судить о том, насколько быстро может произойти разрушение грунтов, а следовательно, и потеря устойчивости возведенных на них инженерных сооружений. При влажности, близком к пределу текучести, релаксация напряжений протекает чрезвычайно быстро и через весьма короткое время, исчисляемое секундами, грунт практически полностью теряет способность сопротивляться внешним нагрузкам.
Релаксацию напряжений в грунтах оказалось удобным оценивать временем, в течение которого напряжения от начала нагрузки снизятся до нуля. Это время было названо временем процесса релаксации.
34. Учет ползучести грунтов при прогнозе осадок зданий и сооружений
Ползучесть грунтов – нарастание деформации во времени при действии на грунт постоянной нагрузки. Явление ползучести глинистых грунтов связано со свойствами воды в оболочках на глинистых частицах. В ближайшем к частице слое вода ведет себя как пластическое тело, на удалении - как псевдопластическая жидкость.
Деформации ползучести развиваются как в процессе уплотнения грунтов под действием нормальных напряжений, так и при сдвиге, т. е. при приложении касательных напряжений.
В пределах первой стадии, называемой
стадией затухающей ползучести, происходит постепенное уменьшение скорости развития деформаций во
времени.
В пределах второй стадии – установившейся ползучести – имеет место деформация пластического
течения, при которой скорость практически постоянна. Установившаяся ползучесть возникает лишь при напряжениях, больших определенного предела.
Установившаяся ползучесть всегда переходит в третью стадию – прогрессирующего течения,
при которой скорость развития деформаций во времени возрастает, что и ведет к разрушению образца.
При расчете осадок сооружений во времени с учетом ползучести грунтов необходимо в самом начале выбрать ту или иную теорию деформирования грунтов. На выбор теорий расчета в значительной степени влияют два основных фактора: природная уплотненность и степень водонасыщенности грунтов.