Jordstyrke - det er deres evne til å motstå ødeleggelse. For geotekniske formål er det viktig å vite mekanisk styrke jordsmonn, dvs. evnen til å motstå ødeleggelse under påvirkning av mekanisk stress. Hvis deformasjonsegenskapene bestemmes ved spenninger som ikke fører til ødeleggelse (dvs. opp til kritiske), så bestemmes parametrene for jordstyrke under belastninger som fører til ødeleggelse av jorda (dvs. begrensende).

Den fysiske naturen til styrken til jordsmonn bestemmes av kreftene i samspillet mellom partikler, dvs. avhenger av styrken til de strukturelle bindingene. Jo større kraften i samspillet mellom jordpartikler er, desto høyere er styrken som helhet. Det er fastslått at ødeleggelsen av jorda skjer når en del av den forskyves langs den andre under påvirkning av skjærspenninger fra en ekstern belastning. I dette tilfellet motstår jorda skjærkrefter: i ikke-kohesive jordarter er dette motstanden til intern friksjon, og for kohesive jordarter er det i tillegg motstanden til kohesive krefter.

Styrkeparametere bestemmes oftere i laboratorieforhold på enkeltplans rettskjæringsenheter og stabilometre. Diagrammet av den rette kuttanordningen er vist i fig. 2.13. Det er et bur av to metallringer, mellom hvilke det er igjen et gap (ca. 1 mm). Den nedre ringen er festet urørlig, den øvre kan forskyves horisontalt.

Testene er utført på flere prøver som tidligere er komprimert med forskjellige vertikale trykk. R... Normal spenningsverdi σ fra tetningslasten vil være, hvor EN Er prøveområdet. Deretter påfører vi horisontale belastninger i trinn T, under påvirkning av hvilke skjærspenninger utvikles i sonen med forventet skjær. Ved en viss verdi setter den begrensende likevekten inn og den øvre delen av prøven beveger seg langs den nedre. Skjærspenninger fra belastningsstadiet der utviklingen av skjærdeformasjoner ikke stopper, tas som den ultimate jordskjærmotstanden.

Ved skjær (enplansskjær) avhenger styrken til jorda av forholdet mellom de normale trykk- og tangentielle skjærspenninger som virker på ett sted: jo større vertikal trykkbelastning på jordprøven, jo større må skjærspenningen påføres til prøven for å skjære den. Forholdet mellom de begrensende tangentielle og normale spenningene er beskrevet av en lineær ligning, som er ligningen for begrensende likevekt (Coulombs lov)

Tg j + c, (2.22)

hvor er vinkelen på indre friksjon, grader; tg er koeffisienten for intern friksjon; med- vedheft, MPa. Her er det lik helningsvinkelen til den rette linjen i koordinater, og adhesjonsverdien med er lik segmentet avskåret på aksen, dvs. kl (fig. 2.14). For løs jord uten vedheft ( med= 0), er Coulombs lov forenklet:

Tg j. (2.23)

Altså, og med er parametrene for skjærstyrken til jorda.

I noen tilfeller identifiseres vinkelen på indre friksjon med hvilevinkel, bestemt for ikke-sammenhengende jordsmonn. Hvilevinkel kalles helningsvinkelen til overflaten av løs jord til horisontalplanet. Det dannes på grunn av friksjonskreftene til partiklene.

Med triaksial kompresjon avhenger styrken av jorda av forholdet mellom hovednormalspenningene og. Tester utføres på en stabilometeranordning (fig. 2.15). En sylindrisk jordprøve er innelukket i en vanntett gummikappe og blir først utsatt for omfattende hydraulisk trykk, og deretter påføres vertikalt trykk på prøven i trinn, noe som bringer prøven til å svikte. Stress og få av erfaring.

Triaksiale kompresjonstester utføres i henhold til et slikt skjema for forholdet mellom hovedspenningene, når>. I dette tilfellet er avhengigheten konstruert ved å bruke Mohr-sirkler, hvis radius er (fig. 2.16). Utføre triaksiale jordkompresjonstester av minst to prøver og konstruere en begrensende konvolutt for dem ved hjelp av Mohrs sirkler, i henhold til Coulomb-Mohrs styrketeori, verdiene og med, som under forhold med triaksial kompresjon er parametere for jordstyrke.

Kohesjonstrykket (den totale erstatningsvirkningen av adhesjons- og friksjonskreftene) bestemmes av formelen

ctg j

For hovedbelastninger har Mohr-Coulomb-tilstanden formen

. (2.24)

2.6.1. Faktorer som påvirker skjærmotstanden til jord

Hovedtrekket ved skjærmotstanden til ikke-sammenhengende jord er mangelen på vedheft. Derfor er skjærmotstanden til slike jordarter preget av den indre friksjonsvinkelen eller hvilevinkelen, og hovedfaktorene som bestemmer skjærstyrken til ikke-kohesive jordarter vil være de som påvirker friksjonen mellom jordpartiklene.

Størrelsen på friksjonskreftene mellom partikler av ikke-kohesive jordsmonn avhenger først og fremst av formen på partiklene og arten av deres overflate. Avrundede partikler forårsaker en reduksjon i vinkelen på indre friksjon av jord på grunn av en reduksjon i friksjonskrefter og partikkelinngrep. Kantede partikler med ujevn ru overflate øker vinkelen for indre friksjon av jorda både på grunn av inngrep og på grunn av en økning i friksjonskreftene til partiklene.

Spredningen påvirker også verdien av den indre friksjonsvinkelen i kohesive jordarter. Med en økning i spredningen av slik jord, avtar den på grunn av en reduksjon i kreftene til partikkelinngrep.

Blant andre faktorer som påvirker skjærmotstanden til ikke-sammenhengende jordarter, merker vi tettheten av deres sammensetning (porøsitet). I en løs struktur er porøsiteten større og vinkelen på indre friksjon vil være mindre enn i samme jord med tett struktur. Tilstedeværelsen av vann i en sammenhengende jord reduserer friksjonen mellom partikler og vinkelen på indre friksjon. Et trekk ved skjærmotstanden til sammenhengende jord er tilstedeværelsen av kohesjon i dem, hvis verdi varierer over et bredt spekter.

Skjærmotstanden til sammenhengende jord er påvirket av strukturelle og teksturelle egenskaper (type strukturelle bindinger, dispersjon, porøsitet), jordfuktighet. Sammenhengende jord med krystallisasjonsstrukturelle bindinger har høyere verdier med og enn jord med koagulasjonsbindinger. Effekten av tekstur manifesteres i anisotropien av styrke langs forskjellige koordinater (i jord med en orientert tekstur skjer skiftet langs retningen av partikkelorientering lettere enn på tvers av deres orientering).

Med økende fuktighetsinnhold av sammenhengende jord, vedheft med og den indre friksjonsvinkelen reduseres naturlig på grunn av svekkelsen av strukturelle bindinger og den smørende virkningen av vann ved kontaktene til partiklene.

2.6.2. Standard og beregnede deformasjons- og styrkeegenskaper for jord

Jordsmonnet i bunnen av fundamentene er heterogent. Derfor gir bestemmelsen av noen av dens egenskaper ved å undersøke en prøve bare en bestemt verdi. For å bestemme standardegenskapene til jorda, utføres en serie med bestemmelse av hver indikator. Standardverdiene for jorddeformasjonsmodulen bestemmes som aritmetiske middelverdier av det totale antallet bestemmelser:

hvor n- antall definisjoner; - spesiell verdi av egenskapen.

Standardverdiene for styrkekarakteristikkene - vinkelen på intern friksjon og adhesjon - bestemmes etter å ha plottet jordskjærmotstandsgrafene. Resultatene av en serie skjæreksperimenter er tilnærmet med en rett linje ved bruk av minste kvadraters metode for prosessering av eksperimentelle data. I dette tilfellet bør antallet bestemmelser av skjærmotstand ved ett nivå av normale spenninger være minst seks.

De normative verdiene til den rette linjen og vi finner ved formlene

; (2.26)

tg , (2.27)

Når det er nødvendig å ta hensyn til mange faktorer. Spesiell oppmerksomhet bør rettes mot sammensetningen, og noen av dens typer er i stand til å synke når fuktigheten stiger i spenning under deres egen vekt eller fra ekstern belastning. Derav navnet på slike jordsmonn - "innsynkning La oss vurdere ytterligere funksjonene deres.

Visninger

Denne kategorien inkluderer:

• Løssjord (suspensjoner og løsmasser).
• Leire og leirjord.
• Visse typer dekkeoppheng og leirjord.
• Bulk industriavfall. Disse inkluderer spesielt aske, riststøv.
• Støvete leirjord med høy strukturell styrke.

Spesifisitet

I utgangspunktet organisering av bygging det er nødvendig å gjennomføre en studie av jordsammensetningen på stedet for å identifisere mulige deformasjoner. Deres forekomst på grunn av særegenhetene ved prosessen med jorddannelse. Lagene er ikke tilstrekkelig komprimert. I en løssjord kan denne tilstanden vedvare gjennom hele eksistensperioden.

Som regel forårsaker en økning i belastning og fuktighet ytterligere komprimering i de nedre lagene. Men siden deformasjonen vil avhenge av kraften til den ytre påvirkningen, vil utilstrekkelig komprimering av lagene med hensyn til det ytre trykket, som overstiger spenningene fra dens egen masse, vedvare.

Muligheten for å fikse svak jord bestemmes i laboratorietester av forholdet mellom reduksjonen i styrke under fukting til indikatoren for det effektive trykket.

Egenskaper

I tillegg til underkonsolidering er setningsjord preget av lav naturlig fuktighet, støvete sammensetning og høy strukturell styrke.

Jordmetning med vann i de sørlige regionene er som regel 0,04-0,12. I regionene i Sibir, midtbåndet, er indikatoren i området 0,12-0,20. Fuktighetsgraden i det første tilfellet er 0,1-0,3, i det andre - 0,3-0,6.

Strukturell styrke

Det er hovedsakelig på grunn av sementering vedheft. Jo mer fuktighet som kommer inn i bakken, jo lavere er styrken.

Forskningsresultater har vist at tynne vannfilmer har en kileeffekt på formasjoner. De fungerer som et smøremiddel, letter glidningen av jordpartikler i setninger. Filmer gir en tettere stabling av lag under ytre påvirkning.

Fuktighetsmettet grep synkende jord bestemmes av påvirkningen av kraften til molekylær tiltrekning. Denne verdien avhenger av graden av tetthet og sammensetning av jorden.

Prosesskarakteristikk

Drawdown er en kompleks fysisk og kjemisk prosess. Det manifesterer seg i form av jordkomprimering på grunn av bevegelse og tettere (kompakt) pakking av partikler og tilslag. På grunn av dette reduseres den totale porøsiteten til lagene til en tilstand som tilsvarer nivået av det effektive trykket.

En økning i tetthet fører til en viss endring i individuelle egenskaper. Deretter, under påvirkning av trykk, fortsetter komprimeringen henholdsvis, og styrken fortsetter å øke.

Forhold

For at en nedtrekk skal skje, trenger du:

• Belastningen fra fundamentet eller sin egen masse, som, når den er fuktet, vil overvinne adhesjonskreftene til partiklene.
• Tilstrekkelig fuktighetsnivå. Det bidrar til en reduksjon i styrke.

Disse faktorene må virke sammen.

Fuktighet bestemmer varigheten av deformasjonen synkende jordsmonn... Det skjer vanligvis innen relativt kort tid. Dette skyldes det faktum at landet hovedsakelig er i en lav fuktighetstilstand.

Deformasjon i vannmettet tilstand varer lenger, siden vann filtreres gjennom jordsøylen.

Metoder for å bestemme jordtetthet

Den relative innsynkningen bestemmes ved hjelp av prøver av den uforstyrrede strukturen. For dette brukes en kompresjonsenhet - jordtetthetsmåler... Forskningen bruker følgende metoder:

• Én kurve med analyse av en prøve og bløtlegging av den i sluttfasen av den virkende belastningen. Med denne metoden er det mulig å bestemme komprimerbarheten til jorda ved et gitt eller naturlig fuktighetsinnhold, samt den relative tendensen til deformering ved et gitt trykk.
• To kurver med testing av 2 prøver med lik tetthet. Den ene undersøkes ved naturlig fuktighet, den andre - i mettet tilstand. Denne metoden lar en bestemme kompressibiliteten ved full og naturlig fuktighet, den relative tendensen til deformasjon når belastningen endres fra null til endelig.
• Kombinert. Denne metoden er en modifisert kombinasjon av de to foregående. Testen utføres på én prøve. Den blir først undersøkt i sin naturlige tilstand til et trykk på 0,1 MPa. Ved å bruke den kombinerte metoden kan du analysere de samme egenskapene som 2-kurvemetoden.

Viktige poeng

Under prøver i tetthetsmålere for jord Når du bruker noen av alternativene ovenfor, bør det tas i betraktning at forskningsresultatene er svært varierende. I denne forbindelse kan noen indikatorer, selv når du tester en prøve, avvike med 1,5-3, og i noen tilfeller med 5 ganger.

Slike betydelige fluktuasjoner er assosiert med små prøvestørrelser, materialheterogenitet på grunn av karbonat og andre inneslutninger, eller tilstedeværelsen av store porer. Uunngåelige feil i forskning er også viktig for resultatene.

Påvirkningsfaktorer

I løpet av en rekke studier har det blitt fastslått at indikatoren for jordas tendens til innsynkning hovedsakelig avhenger av:

• Press.
• Graden av jordtetthet med naturlig fuktighet.
• Komposisjon synkende jord.
• Nivået av økt luftfuktighet.

Avhengigheten av belastningen reflekteres i kurven, langs hvilken, med en økning i indikatoren, verdien av den relative endringstilbøyeligheten først når sin maksimale verdi. Med en ytterligere økning i trykket begynner den å nærme seg nullmerket.

Som regel er trykket 0,2-0,5 MPa, og for løsslignende leire - 0,4-0,6 MPa.

Avhengigheten er forårsaket av det faktum at i prosessen med å belaste den kollapsende jorda med naturlig metning på et visst nivå, begynner ødeleggelsen av strukturen. Samtidig noteres en skarp kompresjon uten å endre vannmetningen. Deformasjon i løpet av økende trykk vil fortsette inntil laget når sin ekstremt tette tilstand.

Avhengighet av jordsammensetning

Det kommer til uttrykk i det faktum at med en økning i plastisitetstallet avtar tendensen til deformasjon. Enkelt sagt er en større grad av strukturvariasjon karakteristisk for suspensjoner, og en mindre grad - for leire. For at denne regelen skal være oppfylt, må naturligvis de øvrige vilkårene være like.

Starttrykk

På utforming av fundamenter til bygninger og konstruksjoner beregningen av belastningen av strukturer på bakken utføres. I dette tilfellet bestemmes det innledende (minimum) trykket ved hvilken deformasjon begynner ved full metning med vann. Det ødelegger den naturlige strukturelle styrken til jorda. Dette fører til at prosessen med normal komprimering blir forstyrret. Disse endringene er i sin tur ledsaget av strukturell omstrukturering og intens komprimering.

Tatt i betraktning ovennevnte, ser det ut til at på designstadiet når du organiserer konstruksjon, bør verdien av det innledende trykket tas nær null. Dette er imidlertid ikke tilfelle i praksis. Den angitte parameteren skal brukes slik at tykkelsen anses som ikke-substansende i henhold til de generelle reglene.

Hensikten med indikatoren

Startpress brukes i utviklingen av prosjekter fundamenter på setningsjord for å bestemme:

• Designbelastningen der det ikke vil være noen endring.
• Størrelsen på sonen innenfor grensene for hvilken komprimering fra massen av fundamentet vil skje.
• Den nødvendige dybden av jorddeformasjon eller tykkelsen på jordputen, eliminerer deformasjon fullstendig.
• Dybden som endringer begynner fra jordens masse.

Opprinnelig fuktighet

Det kalles indikatoren der jord i stresset tilstand begynner å synke. Komponenten 0,01 tas som normalverdi ved bestemmelse av det initiale fuktinnholdet.

Metoden for parameterbestemmelse er basert på kompresjonstester i laboratoriet. For forskning kreves 4-6 prøver. Metoden med to kurver brukes.

En prøve testes ved naturlig fuktighet med belastning opp til maksimalt trykk i separate trinn. Med den blir jorda gjennomvåt til innsynkningen stabiliserer seg.

Den andre prøven mettes først med vann, og deretter, med kontinuerlig bløtlegging, fylles den til det endelige trykket i de samme trinnene.

Resten av prøvene blir fuktet til verdier som deler fuktighetsgrensen fra innledende til full vannmetning i relativt like intervaller. Deretter undersøkes de i kompresjonsenheter.

Økningen oppnås ved å helle det beregnede volumet av vann i prøvene med videre aldring i 1-3 dager til metningsnivået stabiliserer seg.

Deformasjonsegenskaper

De er koeffisientene for kompressibilitet og dens variasjon, deformasjonsmodul, relativ kompresjon.

Deformasjonsmodulen brukes til å beregne de sannsynlige indikatorene for fundamentsettingen og deres ujevnheter. Som regel bestemmes det i felten. For dette utsettes jordprøver for statiske belastninger. Deformasjonsmodulen påvirkes av fuktighet, tetthetsnivå, strukturell kohesjon og jordstyrke.

Med en økning i jordens masse stiger denne indikatoren, med en større metning med vann reduseres den.

Koeffisient for variasjon av kompressibilitet

Det er definert som forholdet mellom komprimeringskapasiteten ved steady-state eller naturlig fuktighetsinnhold og egenskapene til jorda i vannmettet tilstand.

En sammenligning av koeffisientene oppnådd i felt- og laboratoriestudier viser at forskjellen mellom dem er ubetydelig. Det er i området 0,65-2 ganger. Derfor, for praktisk anvendelse, er det tilstrekkelig å bestemme indikatorene under laboratorieforhold.

Variasjonskoeffisienten avhenger hovedsakelig av trykk, fuktighet og nivået på økningen. Med en økning i trykket øker indikatoren, med en økning i naturlig fuktighet reduseres den. Ved full metning med vann nærmer koeffisienten 1.

Styrkeegenskaper

De er vinkelen på intern friksjon og spesifikk adhesjon. De avhenger av strukturell styrke, vannmetning og (i mindre grad) tetthet. Med en økning i fuktighet reduseres vedheften med 2-10 ganger, og vinkelen - med 1,05-1,2. Ettersom den strukturelle styrken øker, forbedres vedheften.

Typer innsynkningsjord

Det er 2 av dem:

1. Setting skjer hovedsakelig innenfor den deformerbare sonen til basen under påvirkning av fundamentbelastningen eller annen ekstern faktor. Samtidig er deformasjon fra sin egen vekt nesten fraværende eller er ikke mer enn 5 cm.
2. Nedsynkning av jorda fra massen er mulig. Det forekommer hovedsakelig i det nedre laget av lagene og overstiger 5 cm Under påvirkning av en ekstern belastning kan det forekomme innsynkning i den øvre delen, innenfor grensene til den deformerbare sonen.

Innsynkningstype benyttes ved vurdering av anleggsforhold, utvikling av anti-senktiltak, prosjektering av fundamenter, fundamenter og selve bygget.

Tilleggsinformasjon

Drawdown kan forekomme på ethvert stadium av konstruksjonen eller driften av en struktur. Det kan vises etter en økning i den første innsynkningsfuktigheten.

Ved nødbløtlegging avtar jorda innenfor grensene til den deformerbare sonen ganske raskt - innen 1-5 cm / dag. Etter opphør av fuktighet stabiliserer innsynkningen seg etter noen dager.

Dersom den primære bløtleggingen skjedde innenfor grensene til en del av deformasjonssonen, vil det ved hver påfølgende vannmetning skje innsynkning til hele sonen er fullstendig fuktet. Følgelig vil den øke med økende jordbelastning.

Ved intensiv og kontinuerlig bløtlegging avhenger jordsenkingen av nedadgående bevegelse av fuktighetslaget og dannelsen av en vannmettet sone. I dette tilfellet vil innsynkning begynne så snart vætefronten når den dybden der jorda synker fra sin egen vekt.

Ovenfor vurderte vi deformasjonen av en jord som ikke har strukturell styrke, det vil si at den komprimeres under påvirkning av selv et lite trykk. Dette fenomenet er vanligvis karakteristisk for veldig svak jord.

I de fleste tilfeller komprimeres naturlig jord av trykket fra de overliggende lagene. Som et resultat av komprimering nærmet jordpartiklene seg og vannkolloidale bindinger ble dannet mellom dem. Under den langsiktige eksistensen av jord under visse forhold, kan det i tillegg oppstå sprø krystalliseringsbindinger i dem. Totalt gir disse bindingene jorda en viss styrke, som kalles strukturell styrke jord p str.

Ved et trykk lavere enn den strukturelle styrken ( s

), når det oppfattes av vann-kolloidale og krystallisasjonsbindinger, utvikles praktisk talt ikke komprimering. Bare når p> p str jordpakking skjer. Det er vanskelig å fastslå den nøyaktige verdien av strukturstyrken, siden et delvis brudd på jordstrukturen oppstår allerede under prøvetaking; i tillegg, når prøven komprimeres, skjer ødeleggelsen av strukturen først på noen av de mest belastede punktene i kontakt med partiklene selv ved lavt trykk. Når trykket øker, øker ødeleggelsen ved kontaktpunktene raskt, og prosessen går over i jordkomprimeringsstadiet i hele prøvevolumet (fig. 3.4.a.).

Ris. 3.4. Kompresjonskurver av jord med strukturell styrke i enkle (a) og semi-logaritmiske (b) koordinatsystemer.

Begynnelsen av primær jordkompresjon er tydeligere identifisert ved bruk av en kompresjonskurve bygget i semilogaritmiske koordinater (fig. 3.4.b). I dette tilfellet vil kompresjonskurven til den primære kompresjonen være rett SD... Fortsettelse av denne rett opp til krysset med den horisontale (stiplet) linjen EU " tilsvarende verdien av den opprinnelige porøsitetskoeffisienten e om, lar deg finne verdien p om, som kan betraktes som verdien av strukturell styrke.

Jordens strukturelle styrke kan også bestemmes av resultatene av endringer i jordas sidetrykk når den testes i en triaksial kompresjonsinnretning (ifølge E.I. Medkov) eller av trykkøyeblikket i porevannet.

Likningen av kompresjonskurven med en viss tilnærming kan representeres, som K. Terzagi viste, i form av en logaritmisk avhengighet:

, (3.11)

De fleste leirholdige jordarter har strukturell styrke, og vannet i porene i disse jorda inneholder gass i oppløst form. Disse jordsmonnet kan betraktes som en tofaset kropp, bestående av et skjelett og trykkvann i porene. Hvis det ytre trykket er mindre enn den strukturelle styrken til jorda P s . , da skjer ikke prosessen med jordkomprimering, men det vil bare være små elastiske deformasjoner. Jo større strukturell styrke jorda har, jo mindre påført belastning vil bli overført til porevannet. Dette forenkles også av komprimerbarheten av porevann med gass.

I det første øyeblikket vil en del av det ytre trykket overføres til porevannet, tatt i betraktning styrken til jordskjelettet og komprimerbarheten til vannet P w o - startporetrykk i vannmettet jord under belastning R... I dette tilfellet, koeffisienten til det innledende poretrykket

I dette tilfellet er den første spenningen i jordskjelettet:

Pz 0 = P – P w O. (5,58)

Relativ øyeblikkelig deformasjon av jordskjelettet

 0 = m v (P – P w O). (5,59)

Relativ deformasjon av jorda på grunn av komprimerbarheten til vann når porene er helt fylt med vann

 w = m w P w O n , (5.60)

hvor m w- koeffisient for volumetrisk komprimerbarhet av vann i porene; n- jordporøsitet.

Hvis vi antar at i den innledende perioden ved spenninger P z volumet av faste partikler forblir uendret, da vil den relative deformasjonen av jordskjelettet være lik den relative deformasjonen av porevann:

 0 =  w = . (5.61)

Ved å likestille høyresiden av (5.59) og (5.60), får vi

. (5.62)

Erstatter P w o i ligning (5.57) finner vi koeffisienten til det opprinnelige poretrykket

. (5.63)

Den volumetriske kompressibilitetskoeffisienten til vann i porene kan finnes ved den omtrentlige formelen

, (5.64)

hvor J w- koeffisient for jordvannmetning; P a - atmosfærisk trykk 0,1 MPa.

Diagrammet over de vertikale trykkene i jordlaget fra belastningen med komprimerbart porevann og jordas strukturelle styrke er vist i figur 5.14.

Tatt i betraktning ovenstående, kan formelen (5.49) for å bestemme setningen i tid av jordlaget med en kontinuerlig jevnt fordelt belastning, tatt i betraktning den strukturelle styrken og komprimerbarheten til en gassholdig væske, skrives som følger:

. (5.65)

Figur 5.14. Diagrammer over vertikale trykk i jordlaget under fast belastning tatt i betraktning strukturell styrke

Betydning N bestemt ved formel (5.46). Samtidig er konsolideringsgraden

.

Lignende endringer kan gjøres i formlene (5.52), (5.53) for å bestemme sedimentet over tid, under hensyntagen til den strukturelle styrken og komprimerbarheten til den gassholdige væsken for tilfelle 1 og 2.

5.5. Påvirkning av den innledende hodegradienten

I leirholdig jord er det fast og løst bundet vann og til dels fritt vann. Filtrering, og dermed komprimeringen av jordlaget, begynner først når gradienten er større enn den opprinnelige Jeg 0 .

Vurder den endelige bosettingen av jordlaget med en tykkelse h(Figur 5.15) med en initial gradient Jeg 0 og belastet med en jevnt fordelt last. Toveis vannfiltrering (opp og ned).

I nærvær av en innledende gradient fra en ekstern belastning R på alle punkter langs dybden av laget i porevannet oppstår et trykk lik P/ w ( w- egenvekt av vann). På plottet av overtrykk er den innledende gradienten avbildet av tangensen til vinkelen Jeg:

R
Figur 5.15. Jordkomprimeringsplan i nærvær av en innledende trykkgradient: a - komprimeringssonen når ikke dybden; b - komprimeringssonen strekker seg til hele dypet, men komprimeringen er ufullstendig

tg Jeg = Jeg 0 . (5.66)

Bare i de områdene hvor trykkgradienten er større enn den initiale (
), vil vannfiltrering begynne og jordkomprimering vil skje. Figur 5.15 viser to tilfeller. Hvis kl z < 0,5h gradient mindre enn initial Jeg 0, da vil ikke vannet kunne filtrere fra midten av laget, fordi det er en "død sone". I følge figur 5.15, og vi finner

, (5.67)

her z maks< 0,5h. I dette tilfellet er sedimentet

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

Erstatter verdien z maks i (5,68), får vi

. (5.69)

For tilfellet vist i figur 5.15, b, er utkastet bestemt av formelen

. (5.70)

Samlingen av faste partikler danner skjelettet til jorda. Formen på partiklene kan være kantete og runde. Hovedkarakteristikken til jordstrukturen er gradering, som viser det kvantitative forholdet mellom fraksjoner av partikler av forskjellig størrelse.

Jordens tekstur avhenger av dannelsesforholdene og geologisk historie og karakteriserer heterogeniteten til jordlagene i reservoaret. Det er følgende hovedtyper av sammensetning av naturlig leirjord: lagdelt, solid og kompleks.

De viktigste typene strukturelle bindinger i jordsmonn:

1) krystallisering kommunikasjon er iboende i steinete jordarter. Energien til krystallbindinger er sammenlignbar med den intrakrystallinske energien til den kjemiske bindingen til individuelle atomer.

2)vannkolloidalt bindinger er forårsaket av elektromolekylære krefter av interaksjon mellom mineralpartikler, på den ene siden, og vannfilmer og kolloidale skall, på den andre. Størrelsen på disse kreftene avhenger av tykkelsen på filmene og skallene. Vannkolloidale bindinger er plastiske og reversible; med økende luftfuktighet synker de raskt til verdier nær null.

Slutt på arbeidet -

Dette emnet tilhører seksjonen:

Forelesningsnotater om jordmekanikk

Hvis du trenger ytterligere materiale om dette emnet, eller du ikke fant det du lette etter, anbefaler vi å bruke søket i vår base av arbeider:

Hva skal vi gjøre med det mottatte materialet:

Hvis dette materialet viste seg å være nyttig for deg, kan du lagre det på siden din på sosiale nettverk:

kvitring

Alle emner i denne delen:

Sammensetning og struktur av jordsmonn
Jord er et trekomponentmedium som består av faste, flytende og gassformige komponenter. Noen ganger er biota isolert i jorda - levende materie. Fast, flytende og gassformig sammensetning

Jordsmonns fysiske egenskaper
La oss forestille oss et visst volum av tre-komponent jord med en masse

Konseptet med betinget designmotstand
Den viktigste egenskapen til jords bæreevne er designmotstanden, som avhenger av de fysiske og mekaniske egenskapene til fundamentet og de geometriske parametrene til fundamentet.

Mekaniske egenskaper til jordsmonn
Jordsmonnets mekaniske egenskaper forstås som deres evne til å motstå endringer i volum og form som følge av kraft (overflate og masse) og fysiske (endringer i fuktighet, temperatur og

Deformerbarhet av jordsmonn
Under påvirkning av belastningene som overføres av strukturen, kan grunnjordene oppleve store deformasjoner. Vurder avhengigheten av stempelet opprørt

Kompresjonstesting, innsamling og analyse av kompresjonskurver
Kompresjon er den enaksede kompresjonen av en jordprøve ved en vertikal belastning i fravær av dens sideutvidelse. Testene utføres i en kompresjonsanordning - en kilometerteller (fig. 2.2.).

Deformasjonsegenskaper til jord
Med en liten endring i trykkspenningene (ca. 0,1 ... 0,3 MPa), er nedgangen i jordporøsitetskoeffisienten proporsjonal med økningen i trykkspenningen. Kompressibilitetsfaktor

Vannpermeabilitet av jord
Vannpermeabilitet er egenskapen til en vannmettet jord, under påvirkning av en trykkforskjell, til å føre en kontinuerlig strøm av vann gjennom porene. Vurder et vannfiltreringsskjema i et element

Laminær filtreringslov
Eksperimentelt fant forskeren Darcy at filtreringshastigheten er direkte proporsjonal med forskjellen i trykk (

Regelmessigheter av vannfiltrering i løs og sammenhengende jord
Darcys lov er gyldig for sandjord. I leirholdig jord, med relativt små verdier av trykkgradienten, kan det hende at filtrering ikke forekommer. Konstant filtreringsmodus er satt av

Jordmotstand i et enkeltplanssnitt
Skjæranordningen (Fig. 2.6.) Gjør det mulig, ved ulike gitte normalspenninger, å bestemme de begrensende skjærspenningene som oppstår i øyeblikket for ødeleggelse av jordprøven. Skift (ødeleggelse)

Skjærmotstand under kompleks stresstilstand. Coulomb-Mohr styrketeori
Coulomb-Mohr-teorien undersøker styrken til jord under komplekse stressforhold. La hovedspenningene påføres kantene av jordens elementære volum (fig. 2.8, a). Med gradvis

Styrke av jord i ukonsolidert tilstand
Det foregående tilsvarer testing av jord i en stabilisert tilstand, dvs. når sedimentet til prøven fra virkningen av trykkspenning har opphørt. Med en uferdig conso

Feltmetoder for å bestemme parametrene for de mekaniske egenskapene til jordsmonn
I tilfeller hvor det er vanskelig eller umulig å ta prøver av jord med uforstyrret struktur for å bestemme deformasjons- og styrkekarakteristikkene, benyttes felttestmetoder.

Bestemmelse av spenninger i jordmassiver
Spenninger i jordmassiver som tjener som underlag, medium eller materiale for en struktur, oppstår under påvirkning av ytre belastninger og jordas egenvekt. Hovedoppgavene med å beregne

Modell av lokale elastiske deformasjoner og elastisk halvrom
Ved bestemmelse av kontaktspenninger spilles en viktig rolle av valget av beregningsmodellen til fundamentet og metoden for å løse kontaktproblemet. Den mest utbredte i ingeniørpraksis mottatt

Påvirkning av stivheten til fundamenter på fordelingen av kontaktspenninger
Teoretisk sett har diagrammet over kontaktspenninger under et stivt fundament en sallignende form med uendelig høye spenningsverdier i kantene. Men på grunn av plastiske deformasjoner av jorda i dei

Fordeling av spenninger i jordfundamenter fra jordas egenvekt
Vertikale spenninger på grunn av jordas egenvekt i en dybde z fra overflaten bestemmes av formelen:

Bestemmelse av spenninger i en jordmasse fra virkningen av en lokal belastning på overflaten
Spenningsfordelingen i fundamentet avhenger av formen på fundamentet i plan. I konstruksjon er de mest utbredte stripe, rektangulære og runde fundamenter. Så om

Problemet med virkningen av en vertikal konsentrert kraft
Løsningen av problemet med virkningen av en vertikal konsentrert kraft påført overflaten av et elastisk halvrom, oppnådd i 1885 av J. Boussinesq, gjør det mulig å bestemme alle spenningskomponenter

Et flatt problem. Jevnt fordelt lastvirkning
Opplegg for beregning av spenninger i basen i tilfelle et planproblem under påvirkning av en jevnt fordelt last med intensitet

Romlig problem. Jevnt fordelt lastvirkning
I 1935 oppnådde A. Love verdiene av vertikale trykkspenninger når som helst

Hjørnepunktmetode
Metoden for hjørnepunkter lar deg bestemme trykkspenningene i basen langs den vertikale som passerer gjennom et hvilket som helst punkt på overflaten. Det er tre mulige løsninger (fig. 3.9.).

Påvirkning av formen og arealet til fundamentet i planen
I fig. 3.10. plottede diagrammer av normale spenninger langs den vertikale aksen som går gjennom

Styrke og stabilitet til jordmassiver. Jordtrykk på gjerder
Under visse forhold kan det oppstå et tap av stabilitet til en del av jordmassivet, ledsaget av ødeleggelse av strukturer som samhandler med det. Dette er på grunn av dannelsen

Kritisk belastning på fundamentjord. Faser av den stressede tilstanden til jordfundamenter
Tenk på grafen for avhengighet i fig. 4.1, a. For sammenhengende jord, den første læringen

Den initiale kritiske belastningen tilsvarer tilfellet når en grensetilstand oppstår ved bunnen under foten av fundamentet på et enkelt punkt under overflaten av fundamentet. La oss velge ved basen

Standard motstand og designtrykk
Hvis vi tillater utvikling av soner med begrensende likevekt til en dybde på

Den endelige kritiske lasten ri tilsvarer spenningen under fundamentets base, ved hvilken bæreevnen til grunnjordene er oppbrukt (fig. 4.1), som drivverket

Praktiske metoder for å beregne bæreevne og stabilitet til fundamenter
Prinsipper for å beregne grunnlaget for fundamenter for I-grensetilstanden (for styrken og bæreevnen til jord). I henhold til SNiP 2.02.01-83 * anses bæreevnen til basen å være gitt

Stabilitet av bakker og bakker
En skråning er en kunstig skapt overflate som begrenser et naturlig jordmassiv, skjæring eller fylling. Skråninger dannes under bygging av ulike typer voller (dammer, jorddammer

Konseptet med sikkerhetsfaktoren til bakker og bakker
Stabilitetskoeffisienten er ofte tatt i formen:, (4.13) hvor

De enkleste metodene for å beregne stabilitet
4.4.1. Stabilitet av skråninger i ideelt løs jord (ϕ ≠ 0; с = 0) Det er en skråning med en vinkel α, for en gitt φ for sand, komponenten

Hensyn til påvirkning av filtreringskrefter
Hvis grunnvannstanden er over bunnen av skråningen, oppstår en sivstrøm på overflaten, noe som fører til en reduksjon i stabiliteten til skråningen. I dette tilfellet, når du vurderer

Metode for sirkulære sylindriske glideflater
Det antas at tap av stabilitet i skråningen (skråningen) kan oppstå som følge av rotasjon

Tiltak for å bedre stabiliteten i bakker og bakker
En av de mest effektive måtene å øke stabiliteten til skråninger og bakker på er å flate dem ut eller lage en trappetrinn med dannelse av horisontale plattformer (bermer) i høyden fra kl.

Konsepter om samspillet mellom jord og omsluttende strukturer (hviletrykk, aktivt og passivt trykk)
De omsluttende strukturene er designet for å forhindre at jordmassivene bak dem kollapser. Slike strukturer inkluderer en støttemur, samt vegger i kjellere og

Bestemmelse av passivt trykk
Passivt trykk oppstår når veggen beveger seg mot utfyllingsjorda (Fig. 4.9).

Formulering av problemet
Designskjemaer for problemet med å bestemme den endelige stabiliserte setningen av fundamentet fra virkningen av lasten som overføres til jordene gjennom fundamentets base er vist i fig. 5.1.

Bestemmelse av setningen av et lineært deformerbart halvrom eller jordlag med begrenset tykkelse
Det brukes strenge beslutninger om fordeling av spenninger i en homogen isotrop jordmasse fra belastninger påført på overflaten. Forholdet mellom oppgjøret av bunnen av den sentralt belastede

Praktiske metoder for å beregne de endelige deformasjonene av fundamentets fundament
5.2.1. Beregning av sedimentet ved lag-for-lag summeringsmetoden. Lag-for-lag summeringsmetoden (uten å ta hensyn til muligheten for lateral utvidelse av jorda) anbefales av SNiP 2.02.01-83 *.

Beregning av setning etter ekvivalentsjiktmetoden
Et ekvivalent lag er et jordlag med en tykkelse på he, hvis setning under en kontinuerlig belastning på overflaten p0 vil være lik setningen av jordhalvrommet under luft

Forelesning 9
5.3. Praktiske metoder for å beregne oppgjør av stiftelser i tid. Hvis ved bunnen av fundamentene er det vannmettede leirholdige korn