Bodemsterkte - het is hun vermogen om vernietiging te weerstaan. Voor geotechnische doeleinden is het belangrijk om te weten: mechanische kracht bodems, d.w.z. het vermogen om vernietiging onder invloed van mechanische belasting te weerstaan. Als de vervormingskenmerken worden bepaald bij spanningen die niet tot vernietiging leiden (d.w.z. tot kritische), dan worden de parameters van de bodemsterkte bepaald bij belastingen die leiden tot bodemvernietiging (d.w.z. beperkende).

De fysieke aard van de sterkte van bodems wordt bepaald door de krachten van interactie tussen deeltjes, d.w.z. hangt af van de sterkte van de structurele bindingen. Hoe groter de kracht van interactie tussen bodemdeeltjes, hoe groter de sterkte als geheel. Het is vastgesteld dat de vernietiging van de grond optreedt wanneer het ene deel ervan langs het andere verschuift onder invloed van schuifspanningen van een externe belasting. Tegelijkertijd is de grond bestand tegen schuifkrachten: in niet-cohesieve gronden is dit de weerstand van interne wrijving, en voor cohesieve gronden is dit de weerstand van cohesieve krachten.

Sterkteparameters worden vaak bepaald in laboratoriumomstandigheden op single-plane straight cut-apparaten en stabilometers. Het diagram van het apparaat met rechte snede wordt getoond in Fig. 2.13. Het is een kooi van twee metalen ringen, waartussen een opening is gelaten (ongeveer 1 mm). De onderste ring is onbeweeglijk vastgezet, de bovenste kan horizontaal worden verplaatst.

De tests worden uitgevoerd op verschillende monsters, voorverdicht met verschillende verticale drukken. R... Normale spanningswaarde: σ van de zegellading zal zijn, waar EEN Is het monstergebied. Dan passen we horizontale belastingen in stappen toe t, onder invloed waarvan schuifspanningen ontstaan ​​in de zone van verwachte schuifkracht. Bij een bepaalde waarde treedt het grensevenwicht in en beweegt het bovenste deel van het monster langs het onderste. De schuifspanningen vanaf het belastingsstadium waarbij de ontwikkeling van schuifvervormingen niet stopt, worden als de uiteindelijke bodemschuifweerstand genomen.

Bij afschuiving (single-plane shear) hangt de sterkte van de grond af van de verhouding van de normale druk- en tangentiële schuifspanningen die op één plaats werken: hoe groter de verticale drukbelasting op het grondmonster, hoe groter de schuifspanning moet worden toegepast naar het monster om het te scheren. De relatie tussen de beperkende tangentiële en normale spanningen wordt beschreven door een lineaire vergelijking, de vergelijking van het beperkend evenwicht (wet van Coulomb)

Tg j + c, (2.22)

waar is de hoek van interne wrijving, graden; tg is de interne wrijvingscoëfficiënt; met- hechting, MPa. Hier is het gelijk aan de hellingshoek van de rechte lijn in coördinaten, en de adhesiewaarde met gelijk is aan het op de as afgesneden segment, d.w.z. bij (Fig. 2.14). Voor losse grond zonder hechting ( met= 0), is de wet van Coulomb vereenvoudigd:

Tg J. (2.23)

Dus, en met zijn de parameters van de schuifsterkte van de grond.

In sommige gevallen wordt de hoek van interne wrijving geïdentificeerd met hellingshoek, bepaald voor niet-cohesieve bodems. Hellingshoek wordt de hellingshoek van het oppervlak van vrij gestorte grond naar het horizontale vlak genoemd. Het wordt gevormd door de wrijvingskrachten van de deeltjes.

Bij triaxiale compressie hangt de sterkte van de grond af van de verhouding van de belangrijkste normaalspanningen en. Tests worden uitgevoerd op een stabilometerapparaat (Fig. 2.15). Een cilindrisch grondmonster is ingesloten in een waterdichte rubberen omhulling en wordt eerst onderworpen aan uitgebreide hydraulische druk, en vervolgens wordt stapsgewijs verticale druk op het monster uitgeoefend, waardoor het monster faalt. Stress en haal uit ervaring.

Triaxiale compressietests worden uitgevoerd volgens een dergelijk schema van de verhouding van de hoofdspanningen, wanneer>. In dit geval wordt de afhankelijkheid geconstrueerd met behulp van Mohr-cirkels, waarvan de straal is (afb. 2.16). Het uitvoeren van triaxiale bodemcompressietests van ten minste twee monsters en het construeren van een beperkende envelop daarvoor met behulp van Mohr-cirkels, volgens de Coulomb-Mohr-sterktetheorie, de waarden en met, die onder omstandigheden van triaxiale compressie parameters van bodemsterkte zijn.

De cohesiedruk (de totale vervangende werking van de adhesie- en wrijvingskrachten) wordt bepaald door de formule

ctg J

Voor hoofdspanningen heeft de Mohr-Coulomb-voorwaarde de vorm

. (2.24)

2.6.1. Factoren die de afschuifweerstand van bodems beïnvloeden

Het belangrijkste kenmerk van de afschuifweerstand van niet-cohesieve gronden is het gebrek aan hechting. Daarom wordt de schuifweerstand van dergelijke gronden gekenmerkt door de hoek van interne wrijving of de rusthoek, en de belangrijkste factoren die de schuifsterkte van niet-cohesieve gronden bepalen, zijn die factoren die de wrijving tussen gronddeeltjes beïnvloeden.

De grootte van de wrijvingskrachten tussen deeltjes van niet-cohesieve bodems hangt voornamelijk af van de vorm van de deeltjes en de aard van hun oppervlak. Afgeronde deeltjes veroorzaken een afname van de hoek van interne wrijving van bodems als gevolg van een afname van wrijvingskrachten en deeltjesaangrijping. Hoekige deeltjes met een ongelijk ruw oppervlak vergroten de hoek van interne wrijving van de grond, zowel door aangrijping als door een toename van de wrijvingskrachten van de deeltjes.

De dispersie beïnvloedt ook de waarde van de interne wrijvingshoek in cohesieve gronden. Met een toename van de verspreiding van dergelijke gronden, neemt deze af als gevolg van een afname van de krachten van deeltjesaangrijping.

Naast andere factoren die de afschuifweerstand van niet-cohesieve bodems beïnvloeden, merken we de dichtheid van hun samenstelling (porositeit) op. In een losse structuur is de porositeit groter en zal de hoek van interne wrijving kleiner zijn dan in dezelfde grond met een dichte structuur. De aanwezigheid van water in een samenhangende bodem vermindert wrijving tussen deeltjes en de hoek van interne wrijving. Een kenmerk van de schuifweerstand van cohesieve bodems is de aanwezigheid van cohesie erin, waarvan de waarde over een groot bereik varieert.

De schuifweerstand van cohesieve bodems wordt beïnvloed door structurele en textuurkenmerken (type structurele bindingen, dispersie, porositeit), bodemvocht. Cohesieve bodems met structurele bindingen van kristallisatie hebben hogere waarden met en dan bodems met coagulatiebindingen. Het effect van textuur komt tot uiting in de anisotropie van sterkte langs verschillende coördinaten (in bodems met een georiënteerde textuur vindt de verschuiving langs de richting van de deeltjesoriëntatie gemakkelijker plaats dan over hun oriëntatie).

Met toenemend vochtgehalte van cohesieve bodems, adhesie met en de hoek van interne wrijving neemt natuurlijk af als gevolg van de verzwakking van structurele bindingen en de smerende werking van water bij de contacten van de deeltjes.

2.6.2. Standaard en berekende vervormings- en sterktekenmerken van bodems

De bodems aan de voet van de funderingen zijn heterogeen. Daarom geeft de bepaling van een van de kenmerken ervan door één monster te onderzoeken slechts een bepaalde waarde. Om de standaardkenmerken van de bodem te bepalen, wordt een reeks bepaling van elke indicator uitgevoerd. De standaardwaarden van de modulus van bodemvervorming worden bepaald als rekenkundige gemiddelde waarden van het totale aantal bepalingen:

waar N- het aantal definities; - bijzondere waarde van het kenmerk.

De standaardwaarden van de sterkte-eigenschappen - de hoek van interne wrijving en adhesie - worden bepaald na het uitzetten van de grafieken van de bodemschuifweerstand. De resultaten van een reeks afschuifexperimenten worden benaderd door een rechte lijn met behulp van de kleinste-kwadratenmethode voor het verwerken van experimentele gegevens. In dit geval moet het aantal bepalingen van de schuifweerstand op één niveau van normale spanningen ten minste zes zijn.

De normatieve waarden van de rechte lijn en we vinden door de formules

; (2.26)

tg , (2.27)

Wanneer het nodig is om met veel factoren rekening te houden. Bijzondere aandacht moet worden besteed aan de samenstelling, en sommige soorten kunnen verzakken wanneer de luchtvochtigheid stijgt onder stress onder hun eigen gewicht of door externe belasting. Vandaar de naam van zo'n bodems - "verzakkingen"". Laten we hun kenmerken verder bekijken.

Keer bekeken

Deze categorie omvat::

• Lössbodems (suspensies en löss).
• Klei en leem.
• Bepaalde soorten afdekophangingen en leemsoorten.
• Groot industrieel afval. Deze omvatten in het bijzonder as, roosterstof.
• Stoffige kleigronden met hoge structurele sterkte.

Specificiteit:

aanvankelijk organisatie van de bouw het is noodzakelijk om een ​​studie uit te voeren naar de bodemsamenstelling van de site om mogelijke vervormingen. hun voorkomen vanwege de eigenaardigheden van het proces van bodemvorming. De lagen zijn niet voldoende verdicht. In een lössgrond kan deze toestand gedurende de gehele periode van zijn bestaan ​​aanhouden.

In de regel zorgt een toename van belasting en vochtigheid voor extra verdichting in de onderste lagen. Aangezien de vervorming echter zal afhangen van de kracht van de externe invloed, zal de onvoldoende verdichting van de lagen ten opzichte van de externe druk, die de spanningen van zijn eigen massa overschrijdt, voortduren.

De mogelijkheid om zwakke grond te fixeren wordt in laboratoriumtests bepaald door de verhouding van de afname in sterkte tijdens bevochtiging tot de indicator van de effectieve druk.

Eigenschappen

Naast onderconsolidatie worden bodemdalingen gekenmerkt door een laag natuurlijk vochtgehalte, een stoffige samenstelling en een hoge structurele sterkte.

Bodemverzadiging met water in de zuidelijke regio's is in de regel 0,04-0,12. In de regio's van Siberië, de middelste band, ligt de indicator in het bereik van 0,12-0,20. De vochtigheidsgraad in het eerste geval is 0,1-0,3, in de tweede - 0,3-0,6.

structurele sterkte

Het is voornamelijk te wijten aan de hechting van cement. Hoe meer vocht in de grond komt, hoe lager de sterkte.

Onderzoeksresultaten hebben aangetoond dat dunne waterfilms een wigeffect hebben op formaties. Ze werken als een smeermiddel, vergemakkelijken het schuiven van verzakkingen van gronddeeltjes. Films zorgen voor een strakkere stapeling van lagen onder invloeden van buitenaf.

Met vocht verzadigde grip verzakkende bodem wordt bepaald door de invloed van de kracht van moleculaire aantrekking. Deze waarde is afhankelijk van de mate van dichtheid en samenstelling van de aarde.

Proceskenmerk:

Drawdown is een complex fysisch en chemisch proces. Het manifesteert zich in de vorm van bodemverdichting door beweging en dichtere (compacte) pakking van deeltjes en toeslagstoffen. Hierdoor wordt de totale porositeit van de lagen gereduceerd tot een toestand die overeenkomt met het niveau van de effectieve druk.

Een toename van de dichtheid leidt tot enige verandering in individuele kenmerken. Vervolgens gaat onder invloed van druk respectievelijk de verdichting door en neemt de sterkte steeds verder toe.

Conditie

Om een ​​opname te laten plaatsvinden, hebt u nodig:

• Belasting van de fundering of zijn eigen massa, die, wanneer bevochtigd, de adhesiekrachten van de deeltjes zal overwinnen.
• Voldoende vochtgehalte. Het draagt ​​bij aan een afname van de kracht.

Deze factoren moeten samenwerken.

Vocht bepaalt de duur van de vervorming verzakkende bodems... Het gebeurt meestal binnen een relatief korte tijd. Dit komt door het feit dat de grond zich voornamelijk in een lage vochttoestand bevindt.

Vervorming in een met water verzadigde toestand duurt langer omdat water door de bodem wordt gefilterd.

Methoden voor het bepalen van de bodemdichtheid

De relatieve bodemdaling wordt bepaald aan de hand van monsters van de onverstoorde structuur. Hiervoor wordt een compressieapparaat gebruikt - bodemdichtheidsmeter... Het onderzoek maakt gebruik van de volgende methoden:

• Eén curve met de analyse van één monster en het weken ervan in de laatste fase van de werkende belasting. Met deze methode is het mogelijk om de samendrukbaarheid van de grond bij een bepaald of natuurlijk vochtgehalte te bepalen, evenals de relatieve neiging om te vervormen bij een bepaalde druk.
• Twee curven met testen van 2 monsters met gelijke dichtheid. De ene wordt onderzocht bij natuurlijke vochtigheid, de tweede - in een verzadigde staat. Deze methode maakt het mogelijk om de samendrukbaarheid bij volledige en natuurlijke vochtigheid te bepalen, de relatieve neiging tot vervorming wanneer de belasting verandert van nul naar definitief.
• Gecombineerd. Deze methode is een aangepaste combinatie van de vorige twee. De test wordt uitgevoerd op één monster. Het wordt eerst in zijn natuurlijke staat onderzocht tot een druk van 0,1 MPa. Door de gecombineerde methode te gebruiken, kunt u dezelfde eigenschappen analyseren als de 2-curvemethode.

Belangrijke punten

Tijdens tests in dichtheidsmeters voor grond bij het gebruik van een van de bovenstaande opties moet er rekening mee worden gehouden dat de onderzoeksresultaten zeer variabel zijn. In dit opzicht kunnen sommige indicatoren, zelfs bij het testen van één monster, 1,5-3 en in sommige gevallen 5 keer verschillen.

Dergelijke significante fluctuaties worden geassocieerd met een kleine steekproefomvang, materiaalheterogeniteit als gevolg van carbonaat en andere insluitsels, of de aanwezigheid van grote poriën. Onvermijdelijke fouten in onderzoek zijn ook belangrijk voor de resultaten.

Beïnvloedende factoren

In de loop van talrijke studies is vastgesteld dat de indicator van de neiging tot bodemdaling voornamelijk afhangt van:

• Druk.
• De mate van bodemdichtheid met natuurlijk vocht.
• Samenstelling verzakkende bodem.
• Het niveau van verhoogde luchtvochtigheid.

De afhankelijkheid van de belasting komt tot uiting in de curve, waarlangs bij een toename van de indicator ook de waarde van de relatieve neiging tot verandering als eerste zijn maximale waarde bereikt. Met een daaropvolgende drukverhoging begint het de nulmarkering te naderen.

In de regel is de druk 0,2-0,5 MPa en voor löss-achtige klei - 0,4-0,6 MPa.

De afhankelijkheid wordt veroorzaakt door het feit dat tijdens het laden van de instortende grond met natuurlijke verzadiging op een bepaald niveau, de vernietiging van de structuur begint. Tegelijkertijd wordt een scherpe compressie opgemerkt zonder de waterverzadiging te veranderen. Vervorming in de loop van toenemende druk zal doorgaan totdat de laag zijn extreem dichte staat bereikt.

Afhankelijkheid van bodemsamenstelling

Het komt tot uitdrukking in het feit dat met een toename van het plasticiteitsgetal de neiging tot vervorming afneemt. Simpel gezegd, een grotere mate van structuurvariabiliteit is kenmerkend voor suspensies en in mindere mate voor klei. Om aan deze regel te voldoen, moeten natuurlijk de overige voorwaarden gelijk zijn.

Initiële druk

Bij ontwerp van funderingen van gebouwen en constructies berekening van de belasting van constructies op de grond wordt uitgevoerd. Tegelijkertijd wordt de initiële (minimale) druk bepaald waarbij vervorming begint bij volledige verzadiging met water. Het vernietigt de natuurlijke structurele sterkte van de bodem. Dit leidt ertoe dat het proces van normale verdichting wordt verstoord. Deze veranderingen gaan op hun beurt gepaard met structurele herstructureringen en intensieve verdichting.

Gezien het bovenstaande lijkt het erop dat in de ontwerpfase bij het organiseren van de constructie de waarde van de initiële druk dicht bij nul moet worden genomen. In de praktijk is dit echter niet het geval. De gespecificeerde parameter moet zodanig worden gebruikt dat de dikte volgens de algemene regels als niet-verzakkend wordt beschouwd.

Doel van de indicator

Er wordt initiële druk gebruikt bij het ontwikkelen van projecten funderingen op verzakkingsbodems voor het bepalen van:

• De ontwerpbelasting waarbij er geen verandering optreedt.
• De grootte van de zone waarbinnen verdichting van de massa van de fundering zal plaatsvinden.
• De vereiste diepte van bodemvervorming of de dikte van het bodemkussen, waardoor vervorming volledig wordt geëlimineerd.
• De diepte van waaruit veranderingen beginnen vanaf de massa van de grond.

Aanvankelijk vocht

Het wordt de indicator genoemd waarbij bodems in een gespannen toestand beginnen te verzakken. Bij de bepaling van het aanvankelijke vochtgehalte wordt als normale waarde de component 0,01 genomen.

De parameterbepalingsmethode is gebaseerd op laboratoriumcompressietests. Voor onderzoek zijn 4-6 monsters nodig. De methode van twee curven wordt gebruikt.

Eén monster wordt getest bij natuurlijke vochtigheid met belasting tot maximale druk in afzonderlijke fasen. Hiermee wordt de grond doorweekt totdat de bodemdaling stabiliseert.

Het tweede monster wordt eerst verzadigd met water en vervolgens, met continu weken, in dezelfde stappen tot de uiteindelijke druk geladen.

De rest van de monsters wordt bevochtigd tot waarden die de vochtlimiet verdelen van de initiële tot volledige waterverzadiging in relatief gelijke intervallen. Daarna worden ze onderzocht in compressieapparaten.

De toename wordt bereikt door het berekende volume water in de monsters te gieten met verdere veroudering gedurende 1-3 dagen totdat het verzadigingsniveau stabiliseert.

Vervormingskenmerken:

Dit zijn de coëfficiënten van samendrukbaarheid en de variabiliteit, de vervormingsmodulus en relatieve samendrukking.

De vervormingsmodulus wordt gebruikt om de waarschijnlijke indicatoren van de funderingszetting en hun oneffenheden te berekenen. In de regel wordt dit in het veld bepaald. Hiervoor worden bodemmonsters statisch belast. De vervormingsmodulus wordt beïnvloed door vocht, dichtheidsniveau, structurele cohesie en bodemsterkte.

Met een toename van de massa van de grond neemt deze indicator toe, met een grotere verzadiging met water neemt deze af.

Variabiliteitscoëfficiënt van samendrukbaarheid

Het wordt gedefinieerd als de verhouding tussen het drukvermogen bij stationair of natuurlijk vochtgehalte en de kenmerken van de bodem in een met water verzadigde toestand.

Een vergelijking van de coëfficiënten verkregen in veld- en laboratoriumonderzoek toont aan dat het verschil tussen beide niet significant is. Het ligt in het bereik van 0,65-2 keer. Daarom is het voor praktische toepassing voldoende om de indicatoren in laboratoriumomstandigheden te bepalen.

De variabiliteitscoëfficiënt hangt voornamelijk af van druk, vochtigheid en de mate van toename. Met een toename van de druk neemt de indicator toe, met een toename van de natuurlijke vochtigheid neemt deze af. Wanneer volledig verzadigd met water, benadert de coëfficiënt 1.

Sterkte kenmerken:

Ze zijn de hoek van interne wrijving en specifieke hechting. Ze zijn afhankelijk van structurele sterkte, waterverzadiging en (in mindere mate) dichtheid. Met een toename van de luchtvochtigheid neemt de hechting 2-10 keer af en neemt de hoek af met 1,05-1,2. Naarmate de structurele sterkte toeneemt, wordt de hechting verbeterd.

Soorten bodemdaling

Er zijn er 2:

1. Nederzetting vindt voornamelijk plaats binnen de vervormbare zone van de basis onder invloed van de funderingsbelasting of een andere externe factor. Tegelijkertijd is vervorming door zijn eigen gewicht bijna afwezig of niet meer dan 5 cm.
2. Verzakking van de grond van zijn massa is mogelijk. Het komt voornamelijk voor in de onderste laag van de lagen en is groter dan 5 cm Onder invloed van een externe belasting kan verzakking optreden in het bovenste deel, binnen de grenzen van de vervormbare zone.

Het type verzakking wordt gebruikt bij het beoordelen van bouwomstandigheden, het ontwikkelen van anti-verzakkingsmaatregelen, het ontwerpen van funderingen, funderingen en het gebouw zelf.

Extra informatie

Opname kan in elk stadium van constructie of werking van een constructie plaatsvinden. Het kan verschijnen na een toename van het aanvankelijke bodemvocht.

In geval van nood onderdompelen zakt de grond vrij snel binnen de grenzen van de vervormbare zone - binnen 1-5 cm / dag. Na het wegvallen van het vocht stabiliseert de bodemdaling zich na enkele dagen.

Indien de primaire doorweeking plaatsvond binnen de grenzen van een deel van de vervormingszone, zal bij elke volgende waterverzadiging verzakking optreden totdat de gehele zone volledig bevochtigd is. Dienovereenkomstig zal het toenemen met toenemende belasting van de bodem.

Bij intensief en continu inweken is bodemdaling afhankelijk van de neerwaartse beweging van de vochtlaag en de vorming van een waterverzadigde zone. In dit geval begint de bodemdaling zodra het bevochtigingsfront de diepte bereikt waarop de grond door zijn eigen gewicht zakt.

Hierboven hebben we de vervorming overwogen van een grond die geen structurele sterkte heeft, dat wil zeggen, hij comprimeert onder invloed van zelfs een kleine druk. Dit fenomeen is meestal kenmerkend voor zeer zwakke bodems.

In de meeste gevallen worden natuurlijke bodems verdicht door de druk van de bovenliggende lagen. Als gevolg van verdichting naderden de bodemdeeltjes en vormden zich daartussen water-colloïdale bindingen. Tijdens het lange bestaan ​​van bodems kunnen er onder bepaalde omstandigheden bovendien brosse kristallisatiebindingen ontstaan. In totaal geven deze bindingen de grond enige kracht, die wordt genoemd structurele sterkte bodem p str.

Bij een druk lager dan de structurele sterkte ( P

), wanneer het wordt waargenomen door water-colloïdale en kristallisatiebindingen, ontwikkelt zich praktisch geen verdichting. Alleen wanneer p> p str bodemverdichting optreedt. Het is moeilijk om de exacte waarde van de structurele sterkte vast te stellen, aangezien een gedeeltelijke schending van de bodemstructuur al tijdens de bemonstering optreedt; bovendien, wanneer het monster wordt samengedrukt, vindt de vernietiging van de structuur het eerst plaats op enkele van de meest belaste punten van contact van de deeltjes, zelfs bij lage drukken. Naarmate de druk toeneemt, neemt de vernietiging op de contactpunten snel toe en gaat het proces over in het stadium van bodemverdichting in het gehele volume van het monster (Fig. 3.4.a.).

Rijst. 3.4. Compressiecurven van grond met structurele sterkte in eenvoudige (a) en semi-logaritmische (b) coördinatensystemen.

Het begin van primaire bodemcompressie wordt duidelijker geïdentificeerd wanneer een compressiecurve wordt gebruikt die is ingebouwd in semi-logaritmische coördinaten (Fig. 3.4.b). In dit geval is de compressiecurve van de primaire compressie recht SD... Vervolg hiervan rechtdoor tot het snijpunt met de horizontale (stippel)lijn EU " overeenkomend met de waarde van de initiële porositeitscoëfficiënt ik over, kunt u de waarde vinden p ongeveer, die kan worden beschouwd als de waarde van structurele sterkte.

De structurele sterkte van de grond kan ook worden bepaald door de resultaten van veranderingen in de laterale druk van de grond bij het testen in een triaxiale compressie-inrichting (volgens E.I. Medkov) of door het moment van druk in het poriewater.

De vergelijking van de compressiecurve met een bepaalde benadering kan, zoals K. Terzaghi heeft aangetoond, worden weergegeven in de vorm van een logaritmische afhankelijkheid:

, (3.11)

De meeste kleigronden hebben een structurele sterkte en het water in de poriën van deze gronden bevat gas in opgeloste vorm. Deze bodems kunnen worden gezien als een tweefasig lichaam, bestaande uit een skelet en samendrukkend water in de poriën. Als de externe druk kleiner is dan de structurele sterkte van de grond P pp . , dan vindt het proces van bodemverdichting niet plaats, maar zullen er slechts kleine elastische vervormingen zijn. Hoe groter de structurele sterkte van de grond, des te minder uitgeoefende belasting zal worden overgedragen op het poriewater. Dit wordt ook vergemakkelijkt door de samendrukbaarheid van poriewater met gas.

Op het eerste moment zal een deel van de externe druk worden overgedragen op het poriewater, rekening houdend met de sterkte van het bodemskelet en de samendrukbaarheid van water P met wie o - initiële poriedruk in met water verzadigde bodem onder belasting R... In dit geval is de coëfficiënt van de initiële poriedruk

In dit geval is de initiële spanning in het bodemskelet:

Pz 0 = P – P met wie O. (5.58)

Relatieve momentane vervorming van het bodemskelet

 0 = m v (P – P met wie O). (5.59)

Relatieve vervorming van de grond door de samendrukbaarheid van water wanneer de poriën volledig met water zijn gevuld

 met wie = m met wie P met wie O N , (5.60)

waar m met wie- coëfficiënt van volumetrische samendrukbaarheid van water in poriën; N- porositeit van de grond.

Als we aannemen dat in de beginperiode bij spanningen P z het volume vaste deeltjes onveranderd blijft, dan is de relatieve vervorming van het bodemskelet gelijk aan de relatieve vervorming van poriewater:

 0 =  met wie = . (5.61)

Als we de rechterkant (5.59) en (5.60) gelijkstellen, krijgen we

. (5.62)

vervangen P met wie o in vergelijking (5.57) vinden we de coëfficiënt van de initiële poriedruk

. (5.63)

De volumetrische samendrukbaarheidscoëfficiënt van water in poriën kan worden gevonden met de geschatte formule:

, (5.64)

waar J met wie- coëfficiënt van bodemwaterverzadiging; P a - atmosferische druk 0,1 MPa.

Het diagram van de verticale drukken in de grondlaag door de belasting met samendrukbaar poriënwater en de structurele sterkte van de grond is weergegeven in figuur 5.14.

Rekening houdend met het bovenstaande kan de formule (5.49) voor het bepalen van de zetting in de tijd van de grondlaag met een continue gelijkmatig verdeelde belasting, rekening houdend met de structurele sterkte en samendrukbaarheid van een gashoudende vloeistof, als volgt worden geschreven:

. (5.65)

Figuur 5.14. Diagrammen van verticale drukken in de grondlaag onder vaste belasting, rekening houdend met de structurele sterkte

Betekenis N bepaald door formule (5.46). Tegelijkertijd is de consolidatieratio

.

Soortgelijke wijzigingen kunnen worden aangebracht in formules (5.52), (5.53) om het sediment in de tijd te bepalen, rekening houdend met de structurele sterkte en samendrukbaarheid van de gashoudende vloeistof voor gevallen 1 en 2.

5.5. Invloed van de initiële kopgradiënt

In kleigronden is er sterk en losgebonden water en deels vrij water. Filtratie, en dus de verdichting van de grondlaag, begint pas wanneer de helling groter is dan de initiële I 0 .

Houd rekening met de uiteindelijke zetting van de grondlaag met een dikte H(Figuur 5.15) met een aanvankelijke gradiënt I 0 en beladen met een gelijkmatig verdeelde last. Tweezijdige waterfiltratie (omhoog en omlaag).

In aanwezigheid van een aanvankelijke helling van een externe belasting R op alle punten langs de diepte van de laag in het poriewater is er een druk gelijk aan P/ met wie ( met wie- soortelijk gewicht van water). Op de grafiek van overdruk wordt de initiële gradiënt weergegeven door de tangens van de hoek I:

R
Figuur 5.15. Bodemverdichtingsschema bij aanwezigheid van een initiële drukgradiënt: a - de verdichtingszone bereikt geen diepte; b - de verdichtingszone strekt zich uit tot de volledige diepte, maar de verdichting is onvolledig

tg I = I 0 . (5.66)

Alleen in die gebieden waar de drukgradiënt groter is dan de aanvankelijke (
), zal de waterfiltratie beginnen en zal bodemverdichting optreden. Figuur 5.15 toont twee casussen. Ik dik z < 0,5H gradiënt kleiner dan aanvankelijk I 0, dan kan het water niet uit het midden van de laag filteren, omdat er is een "dode zone". Volgens figuur 5.15, en we vinden

, (5.67)

hier z max< 0,5H. In dit geval is het sediment

S 1 = 2m v zP / 2 of S 1 = m v zP. (5.68)

De waarde vervangen z max in (5.68) krijgen we

. (5.69)

Voor het geval weergegeven in figuur 5.15, b, wordt de diepgang bepaald door de formule

. (5.70)

Het aggregaat van vaste deeltjes vormt het skelet van de bodem. De vorm van de deeltjes kan hoekig en rond zijn. Het belangrijkste kenmerk van de bodemstructuur is: beoordeling, die de kwantitatieve verhouding van fracties van deeltjes van verschillende grootte toont.

De textuur van de bodem hangt af van de omstandigheden van zijn vorming en de geologische geschiedenis en kenmerkt de heterogeniteit van de bodemlagen in het reservoir. Er zijn de volgende hoofdtypen samenstelling van natuurlijke kleigronden: gelaagd, vast en complex.

De belangrijkste soorten structurele bindingen in bodems:

1) kristallisatie communicatie is inherent aan rotsachtige bodems. De energie van kristallijne bindingen is vergelijkbaar met de intrakristallijne energie van de chemische binding van individuele atomen.

2)water-colloïdaal bindingen worden veroorzaakt door de elektromoleculaire krachten van interactie tussen minerale deeltjes enerzijds en waterfilms en colloïdale schillen anderzijds. De grootte van deze krachten hangt af van de dikte van de films en schalen. Water-colloïdale bindingen zijn plastisch en omkeerbaar; met toenemende luchtvochtigheid nemen ze snel af tot waarden dicht bij nul.

Einde van het werk -

Dit onderwerp hoort bij de sectie:

Collegenota's over bodemmechanica

Als u aanvullend materiaal over dit onderwerp nodig heeft, of u heeft niet gevonden wat u zocht, raden we u aan de zoekopdracht in onze database te gebruiken:

Wat doen we met het ontvangen materiaal:

Als dit materiaal nuttig voor u bleek te zijn, kunt u het opslaan op uw pagina op sociale netwerken:

Tweeten

Alle onderwerpen in deze sectie:

Samenstelling en structuur van de bodem
Bodem is een driecomponentenmedium bestaande uit vaste, vloeibare en gasvormige componenten. Soms wordt biota, een levende substantie, geïsoleerd in de bodem. Vaste, vloeibare en gasvormige samenstelling

Fysische eigenschappen van bodems
Laten we ons een bepaald volume voorstellen van een driecomponentengrond met een massa

Het concept van de voorwaardelijke ontwerpweerstand
Het belangrijkste kenmerk van het draagvermogen van bodems is de ontwerpweerstand, die afhangt van de fysieke en mechanische eigenschappen van de fundering en de geometrische parameters van de fundering.

Mechanische eigenschappen van bodems
Onder mechanische eigenschappen van bodems wordt verstaan ​​hun vermogen om veranderingen in volume en vorm te weerstaan ​​als gevolg van kracht (oppervlak en massa) en fysiek (veranderingen in vochtigheid, temperatuur en

Vervormbaarheid van bodems
Onder invloed van de belastingen die door de constructie worden overgedragen, kunnen de basisgronden grote vervormingen ondergaan. Overweeg de afhankelijkheid van de stempel van streek

Compressietesten, acquisitie en analyse van compressiecurven
Compressie is de uniaxiale compressie van een grondmonster door een verticale belasting in afwezigheid van zijdelingse uitzetting. De tests worden uitgevoerd in een compressieapparaat - een kilometerteller (Fig. 2.2.).

Vervormingskenmerken van bodems
Bij een kleine verandering in de drukspanningen (ongeveer 0,1 ... 0,3 MPa) is de afname van de porositeitscoëfficiënt van de grond evenredig met de toename van de drukspanning. Samendrukbaarheidsfactor

Waterdoorlatendheid van bodems
Waterdoorlatendheid is de eigenschap van een met water verzadigde grond om, onder invloed van een drukverschil, een continue stroom water door zijn poriën te laten stromen. Overweeg een waterfiltratieschema in een element

Laminaire filtratiewet
Experimenteel ontdekte de wetenschapper Darcy dat de filtratiesnelheid recht evenredig is met het drukverschil (

Regelmaat van waterfiltratie in losse en samenhangende bodems
De wet van Darcy is geldig voor zandgronden. In kleiachtige bodems, met relatief kleine waarden van de drukgradiënt, mag filtratie niet optreden. Constante filtratiemodus wordt ingesteld door

Bodemweerstand in een snede in één vlak
De schuifinrichting (Fig. 2.6.) Maakt het mogelijk om bij verschillende gegeven normaalspanningen de uiteindelijke schuifspanningen te bepalen die optreden op het moment van vernietiging van het grondmonster. Verschuiving (vernietiging)

Afschuifweerstand onder complexe spanningstoestand. Coulomb-Mohr-sterktetheorie
De Coulomb-Mohr-theorie onderzoekt de sterkte van de bodem onder complexe stressomstandigheden. Laat de hoofdspanningen worden uitgeoefend op de randen van het elementaire volume van de grond (Fig. 2.8, a). met geleidelijke

Sterkte van bodems in niet-geconsolideerde toestand
Het voorgaande komt overeen met het testen van bodems in een gestabiliseerde toestand, d.w.z. wanneer het sediment van het monster door de werking van drukspanning is gestopt. Met een onvoltooide conso

Veldmethoden voor het bepalen van de parameters van de mechanische eigenschappen van bodems
In gevallen waar het moeilijk of onmogelijk is om monsters van onverstoorde grond te nemen om de vervormings- en sterkte-eigenschappen te bepalen, worden veldtestmethoden gebruikt.

Bepaling van spanningen in bodemmassieven
Spanningen in grondmassieven die dienen als basis, medium of materiaal voor een constructie ontstaan ​​onder invloed van externe belastingen en het eigen gewicht van de grond. De belangrijkste taken van de berekening voor

Model van lokale elastische vervormingen en elastische halve ruimte
Bij het bepalen van contactspanningen spelen de keuze van het rekenmodel van de fundering en de methode voor het oplossen van het contactprobleem een ​​belangrijke rol. De meest voorkomende in de technische praktijk ontvangen

Invloed van de stijfheid van funderingen op de verdeling van contactspanningen
Theoretisch heeft het diagram van contactspanningen onder een stijve fundering een zadelachtige vorm met oneindig hoge spanningswaarden aan de randen. Echter, door plastische vervormingen van de bodem in dey

Verdeling van spanningen in bodemfunderingen door het eigen gewicht van de bodem
Verticale spanningen als gevolg van het eigen gewicht van de grond op een diepte z vanaf het oppervlak worden bepaald door de formule:

Bepaling van spanningen in een grondmassa door de werking van een lokale belasting op het oppervlak
De verdeling van spanningen in de fundering hangt af van de vorm van de fundering in het plan. In de bouw zijn de meest voorkomende strip-, rechthoekige en ronde funderingen. zo ongeveer

Het probleem van de werking van een verticale geconcentreerde kracht
De oplossing van het probleem van de werking van een verticale geconcentreerde kracht uitgeoefend op het oppervlak van een elastische halve ruimte, verkregen in 1885 door J. Boussinesq, maakt het mogelijk om alle spanningscomponenten te bepalen

Een plat probleem. Uniform verdeelde belastingsactie
Schema voor het berekenen van spanningen in de basis in het geval van een vlakprobleem onder invloed van een gelijkmatig verdeelde belasting met intensiteit

Ruimtelijk probleem. Uniform verdeelde belastingsactie
In 1935 verkreeg A. Love de waarden van verticale drukspanningen op elk punt

Hoekpunt methode
Met de methode van hoekpunten kunt u de drukspanningen in de basis bepalen langs de verticaal die door elk punt op het oppervlak gaat. Er zijn drie mogelijke oplossingen (Fig. 3.9.).

Invloed van de vorm en oppervlakte van de fundering in het plan
In afb. 3.10. geplotte diagrammen van normaalspanningen langs de verticale as die erdoorheen gaan

Sterkte en stabiliteit van bodemmassieven. Bodemdruk op hekken
Onder bepaalde omstandigheden kan een verlies aan stabiliteit van een deel van het bodemmassief optreden, gepaard gaande met de vernietiging van structuren die ermee in wisselwerking staan. Dit komt door de formatie

Kritische belastingen op funderingsbodems. Beklemtoonde toestandsfasen van bodemfunderingen
Beschouw de grafiek van afhankelijkheid in Fig. 4.1, een. Voor samenhangende grond, het eerste leren

De initiële kritische belasting komt overeen met het geval wanneer een grenstoestand optreedt aan de basis onder de voet van de fundering op een enkel punt onder de voorkant van de fundering. We kiezen aan de basis

Standaardweerstand en ontwerpdruk
Als we de ontwikkeling van zones van beperkend evenwicht toestaan ​​tot een diepte van

De ultieme kritische belasting ri komt overeen met de spanning onder de funderingsbasis, waarbij het draagvermogen van de funderingsbodems uitgeput is (Fig. 4.1), die de aandrijving

Praktische methoden voor het berekenen van het draagvermogen en de stabiliteit van funderingen
De principes van het berekenen van de funderingen van de funderingen voor de I-grenstoestand (voor de sterkte en het draagvermogen van bodems). Volgens SNiP 2.02.01-83 * het draagvermogen van de basis wordt geacht te zijn geleverd

Stabiliteit van hellingen en hellingen
Een helling is een kunstmatig gecreëerd oppervlak dat een natuurlijk bodemmassief, insnijding of talud begrenst. Hellingen worden gevormd tijdens de aanleg van verschillende soorten dijken (dammen, aarden dammen

Het concept van de veiligheidsfactor van hellingen en hellingen
De stabiliteitscoëfficiënt wordt vaak genomen in de vorm:, (4.13) waarbij

De eenvoudigste methoden voor het berekenen van stabiliteit
4.4.1. Stabiliteit van hellingen in ideaal losse grond (ϕ ≠ 0; с = 0) Er is een helling met een hoek α, voor een gegeven φ voor zand, de component

Rekening houden met de invloed van filtratiekrachten
Als de grondwaterstand zich boven de bodem van het talud bevindt, ontstaat er een kwelstroom aan het oppervlak, wat leidt tot een afname van de stabiliteit van het talud. In dit geval, bij het overwegen van

Methode van cirkelvormige cilindrische glijvlakken
Aangenomen wordt dat het verlies aan stabiliteit van de helling (helling) kan optreden als gevolg van rotatie

Maatregelen om de stabiliteit van hellingen en hellingen te verbeteren
Een van de meest effectieve manieren om de stabiliteit van hellingen en hellingen te vergroten, is door ze af te vlakken of een getrapt profiel te creëren met de vorming van horizontale platforms (bermen) in hoogte vanaf

Concepten over de interactie van bodems met omhullende structuren (rustdruk, actieve en passieve druk)
De omsluitende constructies zijn ontworpen om te voorkomen dat de achterliggende grondmassieven instorten. Dergelijke constructies omvatten een keermuur, evenals muren van kelders en

Bepaling van passieve druk
Passieve druk ontstaat wanneer de wand naar de aanvulgrond toe beweegt (Fig. 4.9).

Formulering van het probleem
Ontwerpschema's voor het probleem van het bepalen van de uiteindelijke gestabiliseerde zetting van de fundering door de werking van de belasting die via de basis van de fundering op de grond wordt overgedragen, worden getoond in Fig. 5.1.

Bepaling van de zetting van een lineair vervormbare halve ruimte of grondlaag van beperkte dikte
Er worden strikte beslissingen genomen over de verdeling van spanningen in een homogene isotrope grondmassa door belastingen die op het oppervlak worden uitgeoefend. De relatie tussen de afwikkeling van de bodem van de centraal geladen

Praktische methoden voor het berekenen van de uiteindelijke vervormingen van de funderingen van de fundering
5.2.1. Berekening van sediment door laag-voor-laag sommatiemethode. De laag-voor-laag sommatiemethode (zonder rekening te houden met de mogelijkheid van laterale uitzetting van de grond) wordt aanbevolen door SNiP 2.02.01-83 *.

Nederzettingsberekening volgens de equivalente laagmethode
Een equivalente laag is een grondlaag met een dikte he, waarvan de zetting bij een continue belasting op het oppervlak p0 gelijk zal zijn aan de zetting van de grondhalfruimte onder lucht

College 9
5.3. Praktische methoden om de zetting van funderingen in de tijd te berekenen. Als er aan de basis van de fundering met water verzadigde kleiachtige korrels zijn