![]() ТОР 5 статей: Методические подходы к анализу финансового состояния предприятия Проблема периодизации русской литературы ХХ века. Краткая характеристика второй половины ХХ века Характеристика шлифовальных кругов и ее маркировка Служебные части речи. Предлог. Союз. Частицы КАТЕГОРИИ:
|
Компрессионное сжатие грунта. Закономерность уплотнения. Формула Терцаги-Герсеванова
Из указанных ранее испытаний трехосное сжатие достаточно сложно, а одноосное применимо лишь к некоторым грунтам. Поэтому в механике грунтов широко применяется сжатие грунта вертикальным давлением в жесткой обойме, исключающей боковое расширение. Соответствующий прибор называется одометр. При испытании увеличивают вертикальное давление Результаты испытания можно представить зависимостью ε1=f(p) (рис. 2.2), представляющей собою плавную постепенно уполаживающуюся с ростом давления по мере уплотнения грунта кривую. Если при некотором давлении произвести разгрузку грунта, зависимость ε=f(p) будет отличаться от нагрузочной кривой. Таким образом общая деформация при давлении Р будет состоять из большей по величине остаточной или пластической и меньшей упругой или восстанавливающейся составляющих, т.е.
Если произвести повторные нагружения, грунт будет испытывать преимущественно упругие деформации. Такая работа характерна для грунта земляного полотна дорог. Рассмотрим возможность определения деформативных характеристик по результатам компрессии на основе (2.1). С учетом НДС и обозначений (
В обычных компрессионных испытаниях боковой распор q не определяется, поэтому последние два уравнения включают три неизвестных: q, E и v. Поэтому определить модуль деформации при некотором р можно, только если задаться значением коэффициента Пуассона. Тогда из второго уравнения можно найти отношение, называемое коэффициентом бокового давления: Подставим в первое уравнение (2.2), записав его в виде:
Разрешив полученное выражение относительно Е, получаем:
где β – коэффициент стеснения боковых деформаций при компрессии.
На практике результаты компрессии чаще представляют зависимостью коэффициента пористости от давления e = f(p), которую и называют компрессионной кривой (рис. 2.3). Коэффициент пористости при любой деформации где ен – начальное значение коэффициента пористости при р = 0.
В большом интервале изменения давления зависимости ei = f(p) нелинейны и очень разнообразны. На практике особенно важен участок кривой в некотором интервале давлений (рн, рк), где рн – начальное, природное давление в грунте; рк – конечное давление, возникающее после строительства сооружения. Для большинства сооружений этот интервал 0,3…0,4МПа. В указанном интервале кривую с небольшой погрешностью можно заменить секущей, т.е. принять: где m0 = tgφ – коэффициент сжимаемости. Соотношение (2.8) можно записать в более наглядной форме, если принять рн= 0 и рк=р. Тогда
Установленную применимость соотношений (2.8; 2.9) можно характеризовать как закономерность уплотнения: «в ограниченном интервале давлений изменение коэффициента пористости прямо пропорционально давлению». Очевидно, это выражение принципа линейной деформируемости для условий компрессионного сжатия, а m 0 – деформативная характеристика грунта для этих условий. Размерность m 0 обратна размерности давления. Совместное рассмотрение формул (2.7) и (2.9) позволяет получить выражение для осадки слоя грунта в натурных условиях – например, при сплошной равномерно-распределенной на большой площади нагрузке (рис.2.4).
Формулу (2.7) для последней ступени нагрузки (i = к) можно записать в виде:
В расчетах часто используют относительный коэффициент сжимаемости Тогда из (2.10) следует простое выражение для осадки слоя грунта в условиях компрессионного сжатия (формула Терцаги-Герсеванова): S = m0 · p · h. (2.12) Поскольку характеристики компрессионного сжатия m0, mv и общие деформативные характеристики Е, v введены на основе общего принципа линейной деформируемости, между ними должна существовать связь. Действительно, сравнивая (2.10) и разрешенное относительно ε1 соотношение (2.5), получаем:
При v ≤ 0,3 значения β близки к единице, и тогда можно считать E и mν взаимно обратными величинами. Современные приборы компрессионного сжатия снабжены датчиками для определения бокового распора q. В этом случае из (2.3) непосредственно определяется коэффициент Пуассона.
Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском:
|