8.Эффективные и нейтральные давления в водонасыщенных грунтах. Механическая модель сжатия грунтовой массы.

Рассмотрим механическую модель сжатия грунтовой массы, т.е. некоторый образец грунта где все поры заполнены водой и сжатие происходит за счет выдавливания воды из пор грунтовой массы и чем выше скорость выдавливания воды, тем выше скорость уплотнения.

Р, кПа

пружина

метал. цилиндр

Вода в метал. цилиндре соответствует грунтовой воде растворяемой в порах. Пружина представляет собой скелет грунта, а перфорированный поршень соответствует параметрам и капиллярам. Прикладываем к поршню внешние нагрузки. В первый момент она воспринимается водой, а затем по мере выдавления начинается передаваться на пружину и чем больше отверстие, тем быстрее процесс. При сжатие водонасыщенных грунтов следует рассматривать 2е системы давления. 1.Давление в скелете грунта – Pz, давление эффективное, т.к. уплотнением грунта. 2. Нейтральное давление –Рz, при котором грунт не уплотняют а обуславливают напор в грунте. Р=Р_z+Р_W, эффективное давление передается через точки контактов твердых частиц, а нейтральные через паровую воду .

Эффективное давление, в любой точке водонасыщенного грунта равно разнице между полным и нейтральным давлением.

9. Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона для сыпучих грунтов. Угол внутреннего трения.

При действии внеш. Нагрузки в грунтах могут возник напряж,кот по своей величине превосходят силы связи между частицами грунта. В рез-те грунт теряет свою сплошность=>наступ пред сост . Внутр сопротив, препятств перемещению частиц грунта, при действии внеш нагрузки вызыв сопротив сдвигу. Основ прочностные пок-ли сопротивления грунта внеш силам : в идеально сыпуч грунтах – сила трения у пов-ти частиц грунта, кот выражается углом внутр трения φ; в идеально связн грунтах-вязкость водноколлоидн связей, кот называется сцепление С. Пред сопротивление грунта изучается в приборе одноплоскостн среза. Нижн часть прикреплена, верх-свободна. Приклад ступенями сдвиг нагрузку Т некот постоянную нагрузку N , привод образец грунта в пред состояние, в рез-те чего под действием касат напряж τ и норм напряж σ происходит срез.Пред сост выраж графически горизонт уч-ком кривой деформации.

Закон Кулона для сыпучих грунтов.

Сыпучие грунты – пески, крупнообломочные грунты, галечники. Пред сопротив сыпуч г. Сдвигу-их сопротивл трению, прямо пропорц норм давлению.

sin φ= sin φ=

10. Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона для связных грунтов. Угол внутреннего трения, сцепление.

При действии внеш. Нагрузки в грунтах могут возник напряж,кот по своей величине превосходят силы связи между частицами грунта. В рез-те грунт теряет свою сплошность=>наступ пред сост . Внутр сопротив, препятств перемещению частиц грунта, при действии внеш нагрузки вызыв сопротив сдвигу. Основ прочностные пок-ли сопротивления грунта внеш силам : в идеально сыпуч грунтах – сила трения у пов-ти частиц грунта, кот выражается углом внутр трения φ; в идеально связн грунтах-вязкость водноколлоидн связей, кот называется сцепление С. Пред сопротивление грунта изучается в приборе одноплоскостн среза. Нижн часть прикреплена, верх-свободна. Приклад ступенями сдвиг нагрузку Т некот постоянную нагрузку N , привод образец грунта в пред состояние, в рез-те чего под действием касат напряж τ и норм напряж σ происходит срез.Пред сост выраж графически горизонт уч-ком кривой деформации.

Сцепление-сопрот структур связей всякому перемещению связ частиц. Пред сост грунта сдвигу-функция 1 степени от норм давления. пред τ=с+ σ tg φ

-некот всесторон ур-ние связанности, кот замен все силы сцепления.

=с*ctg φ

sin φ=

sin φ=

Вопрос № 11. Закон Кулона для сыпучих грунтов.

Сыпучие грунты – пески, крупнообломочные грунты, галечники. Определение сопротивления грунта сдвигу производят на сдвиговом односрезном приборе. После нагружения образца грунта некоторой сжимающей (вертикальной) нагрузкой прикладывают сдвигающую (горизонтальную) нагрузку, увеличивая ее до тех пор, пока не возникнет без дальнейшего увеличения сдвигающей нагрузки незатухающее, прогрессивно возрастающие деформации сдвига и произойдет срез (скольжение) одной части образца грунта по другой. При увеличении внешнего давления (в пределах от 0,1 до 0,3 МПа) сыпучие грунты незначительно изменяют свою плотность, и практически этими изменениями при испытании сыпучих грунтов на предельное сопротивление сдвигу можно пренебречь Как показывают результаты многочисленных испытаний, диаграммы продольных сопротивлений сдвигу для сыпучих грунтов может быть принята за прямую, наклоненную под углом φ к оси давлений. tgφ – Закон Кулона для сыпучих грунтов. Так сопротивление сыпучих грцнтов сдвигу есть сопротивление их трению, угол φ носит название угла внутреннего трения, а величина tgφ=f – коэффициент внутреннего трения. Предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трению, прямо пропорциональное нормальному давлению. При загружении водонасыщенных грунтов вода отжимается очень быстро и нагрузка сразу передается на минеральные частицы грунта. В рыхлых грунтах часть давления передается на воду: ; . Тогда закон Кулона для рыхлых песчаных грунтов: . Если вся нагрузка передается на воду, то грунт превращается в разжиженное состояниме:

Вопрос № 12. Закон Кулона для связных грунтов.

В связных грунтах, кроме сил трения, (зависит от нормального давления), сдвигу противостоят силы, которые обусловлены сопротивлением внутренних связей.В отличие от песчаных грунтов глинистый грунт меняет свою плотность при возрастании нагрузки, а это значит и свою структуру. В связи с этим глинистый грунт перед проведением испытания консолидируют в два этапа по методике компрессионных испытаний

е Если загрузить образец грунта до нагрузки Р₂,

а затем разгрузить до Р₁=Р_стр, то в указанном

диапазоне плотность грунта практически не изменится.

Существует три метода проведения испытаний глинистых глинистых грунтов сопротивления сдвигу:

1. консолидированного дренированного сдвига. Этот

случай соответствует работе грунта в основании

Р₁ =Р_стр Р_{2 Р} сооружения после его стабилизации. На каждой ступени при вертикальном и горизонтальном загружении происходит загружение грунта до полной консолидации. В отличие от песчаного грунта глинистый грунт меняет свою пористость, плотность, а, следовательно, строение.

, где с – сцепление, φ – угол внутреннего

τ трения, tgφ – коэффициент внутреннего трения.

Предельное сопротивление сдвигу в связных грунтах

при завершенной консолидации есть функция 1-ой

степени от нормального давления.

Φ 2. Консолидированного не дренированного сдвига.

В этом случае вертикальная нагрузка выдерживается до полной стабилизации, а горизонтальная прикладывается

с очень быстро, что исключает отжатие воды при сдвиге.

σ_ск .

3. Метод неконсолидированного недренированного сдвига.

Испытания производят с водонасыщенным образцом грунтом без возможности отжатия воды. При таком загружении вертикальная нагрузка воспринимается поровой водой, уплотнение грунта отсутствует, поэтому сдвиговая нагрузка полностью воспринимается силами сцепления, т.е. структурными связями между частицами грунта: .

График «предельное сопротивление - нормальное

τ напряжение» представляет прямую параллельную оси

Этот сдвиг имеет место в период строительства или сразу

После его завершения и представляет наибольшую опасность