Poklesové pôdy: typy a charakteristiky. Metóda stanovenia hustoty pôdy. Štruktúra a textúra pôdy, štrukturálna pevnosť a väzby v pôde Metódy stanovenia hustoty pôdy

Body: 1/1

Výpočet pozemkov podľa nosnosť ak nie je možné vykonať analyticky, je možné vykonať pomocou graficko-analytických metód s použitím okrúhlych valcových alebo lomených klzných plôch, ak:

Vyberte jednu odpoveď.

Body: 1/1

Závisia kontrolné hodnoty koeficientu zhutnenia pôdy od celkovej hrúbky zásypu?

Vyberte jednu odpoveď.

Body: 0,9/1

Je potrebné pri posudzovaní medzných stavov prvej skupiny vykonávať výpočty na základe deformácií základov konštrukcií od vonkajšieho zaťaženia a vlastnej hmotnosti zeminy?

Vyberte jednu odpoveď.

Body: 0,9/1

Ako sa vykonáva prechod z jednej nadmorskej výšky do druhej pre susedné doskové základy umiestnené v rôznych nadmorských výškach?

Vyberte jednu odpoveď.

Body: 1/1

Je potrebné pri posudzovaní medzných stavov prvej skupiny vykonávať výpočty na základe pevnosti materiálov základovej konštrukcie?

Vyberte jednu odpoveď.

Body: 1/1

Pre akú kombináciu zaťažení by sa mal základ vypočítať na základe jeho únosnosti?

Vyberte jednu odpoveď.

Veľkosť štrukturálnej pevnosti zemín je veľmi dôležitou charakteristikou pôd. Jeho hodnotu je možné určiť z krivky stlačenia nenarušenej konštrukcie, testovania zeminy (do dosiahnutia konštrukčnej pevnosti) s veľmi malými krokmi zaťaženia (približne 0,002-0,010 MPa), potom prudká zmena krivky stlačenia bude zodpovedať konštrukčnému tlaku. pevnosť pôdy. Hodnota tlaku zodpovedajúca priesečníku krivky s osou tlaku sa rovná hodnote konštrukčnej pevnosti v tlaku.

Kreslenie a) pomerné stlačenie vodou nasýtenej zeminy v závislosti od tlaku p, b) pomerné stlačenie ílovitej zeminy s čiastočným rozkladom v závislosti od tlaku.

Zákon zhutnenia pôdy: zmena koeficientu pórovitosti pôdy je priamo úmerná zmene tlaku.

13. Závislosť od kompresie pri objemovej kompresii

Zmeny v pomere pórovitosti e zeminy pri stlačení bude vo všeobecnosti závisieť nielen od veľkosti vertikálnych normálových napätí, ale aj od horizontálnych a

Stanovme súčet hlavných napätí v prípade stlačenia vrstvy zeminy bez možnosti jej bočnej expanzie, identifikujme elementárneho paralepipeda, ktorý bude v podmienkach tohto problému vystavený len normálnejším (hlavným) napätiam.

Keďže horizontálne deformácie (laterálna expanzia pôdy) sú nemožné, horizontálne relatívne deformácie budú rovné nule, t.j. , z ktorého vyplýva, že . Navyše z rovnovážnej podmienky, ktorú máme

Je známe, že z výrazu sa zistí relatívna deformácia pružného telesa v súlade s Hookovým zákonom

Kde je modul pružnosti materiálu, je koeficient bočnej rozťažnosti pôdy (Poissonov koeficient). Dosadením , , , do tohto výrazu dostaneme

Kde je koeficient bočného tlaku pôdy v pokoji, t.j. pri absencii horizontálnych pohybov

Práca je venovaná charakterizácii východiskového stavu dispergovaných zemín – ich štruktúrnej pevnosti. Znalosť jeho premenlivosti umožňuje určiť stupeň zhutnenia pôdy a prípadne aj znaky histórie jej vzniku v danom regióne. Posúdenie a zohľadnenie tohto ukazovateľa pri testovaní pôd je nanajvýš dôležité pri určovaní charakteristík ich fyzikálnych a mechanických vlastností, ako aj pri ďalších výpočtoch sadania základov konštrukcií, čo sa len slabo odráža v regulačných dokumentoch a málo sa používa. v praxi inžinierskogeologických prieskumov. Práca stručne načrtáva najbežnejšie grafické metódy stanovenia ukazovateľa na základe výsledkov tlakových skúšok, výsledkov laboratórnych štúdií štrukturálnej pevnosti rozptýlených zemín v Tomskej oblasti. Boli identifikované vzťahy medzi štruktúrnou pevnosťou zemín a hĺbkou ich výskytu a stupňom ich zhutnenia. Uvádzajú sa stručné odporúčania na používanie indikátora.

Štrukturálna pevnosť zemín

tlak pred zhutnením

1. Bellendir E.N., Vekshina T.Yu., Ermolaeva A.N., Zasorina O.A. Metóda hodnotenia stupňa nadmerného spevnenia ílovitých zemín pri prirodzenom výskyte // Ruský patent č. 2405083

2. GOST 12248–2010. Pôdy. Metódy laboratórneho stanovenia pevnostných a deformovateľných charakteristík.

3. GOST 30416–2012. Pôdy. Laboratórne testy. Všeobecné ustanovenia.

4. Kudryashova E.B. Vzory vzniku prepevnených ílovitých zemín: dis. Ph.D. geologické a mineralogické vedy: 25.00.08. – M., 2002. – 149 s.

5. MGSN 2.07–01 Základy, základy a podzemné stavby. – M.: Vláda Moskvy, 2003. – 41 s.

6. SP 47.13330.2012 (aktualizované vydanie SNiP 11-02-96). Inžinierske prieskumy pre stavebníctvo. Základné ustanovenia. – M.: Gosstroy of Russia, 2012.

7. Tsytovič N.A. // Materiály stretnutia All-Union o výstavbe na slabých pôdach nasýtených vodou. – Tallinn, 1965. – S. 5-17.

8. Akai, K. ie structurellen Eigenshaften von Schluff. Mitteilungen Heft 22 // Die Technishe Hochchule, Aachen. – 1960.

9. Becker, D.B., Crooks, J.H.A., Been, K. a Jefferies, M.G. Práca ako kritérium na určenie in situ a medzných napätí v íloch // Canadian Geotechnical Journal. – 1987. – Sv. 24., č. 4. – p. 549-564.

10. Boone J. Kritické prehodnotenie interpretácií „predkonsolidačného tlaku“ pomocou testu edometra // Can. Geotech. J. – 2010. – Vol. 47. –s. 281–296.

11. Boone S.J. & Lutenegger A.J. Uhličitany a cementácia súdržných pôd odvodených od ľadovca v štáte New York a južnom Ontáriu // Can. Geotech. – 1997. – Vol 34. – s. 534–550.

12. Burland, J.B. Prednáška tridsiateho Rankina: O stlačiteľnosti a pevnosti v šmyku prírodných ílov // Géotechnique. – 1990. – Vol 40, No. 3. – p. 327–378.

13. Burmister, D.M. Aplikácia kontrolovaných testovacích metód pri konsolidačnom testovaní. Symfosium on Consolidation testing of soils // ASTM. STP 126. – 1951. – s. 83–98.

14. Butterfield, R. Prirodzený kompresný zákon pre pôdy (náskok na e–log p’) // Geotechnique. – 1979. – Vol 24, No.4. – p. 469–479.

15. Casagrande, A. Stanovenie predkonsolidačného zaťaženia a jeho praktický význam. // In zborník z prvej medzinárodnej konferencie o mechanike zemín a zakladaní. Harvard Printing Office, Cambridge, Mass. – 1936. – Sv. 3. – str. 60–64.

16. Chen, B.S.Y., Mayne, P.W. Štatistické vzťahy medzi piezokónickými meraniami a históriou napätia ílov // Canadian Geotechnical Journal. – 1996. – Zv. 33 – str. 488-498.

17. Chetia M, Bora P K. Odhad prekonsolidovaného pomeru nasýtených necementovaných ílov z jednoduchých parametrov // Indian Geotechnical Journal. – 1998. – Zv. 28, č. 2. – p. 177-194.

18. Christensen S., Janbu N. Skúšky edometrom – primárna požiadavka v praktickej mechanike pôdy. // Proceedings Nordisk Geoteknikermode NGM-92. – 1992. – Sv. 2, č. 9. – p. 449-454.

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L. a Stephenson, R. Hodnotenie metód určovania napätia pred konsolidáciou // Prístrojové vybavenie, testovanie a modelovanie správania pôdy a hornín. – 2011. – s. 147–154.

20. Dias J. a kol. Vplyv dopravy na tlak na predkonsolidáciu pôdy v dôsledku operácií zberu eukalyptu // Sci. poľnohospodárstvo. – 2005. – Zv. 62, č. 3. – p. 248-255.

21. Dias Junior, M.S.; Pierce, F.J. Jednoduchý postup odhadu predkonsolidačného tlaku z kriviek kompresie zeminy. // Technológia pôdy. – Amsterdam, 1995. – Vol.8, No.2. – p. 139–151.

22. Einav, I; Carter, JP. O konvexnosti, normalite, tlaku pred konsolidáciou a singularitách pri modelovaní zrnitých materiálov // Granulárna hmota. – 2007. – Zv. 9, č. 1-2. – p. 87-96.

23. Gregory, A.S. a kol. Výpočet kompresného indexu a predkompresného napätia z údajov testu kompresie pôdy // Soil and Tillage Research, Amsterdam. – 2006. – Zv. 89, č. 1. – p. 45–57.

24. Grozic J. L. H., Lunne T. & Pande S. Testovacia štúdia odoometra o predkonsolidačnom namáhaní glaciomarínových ílov. // Kanadský geotechnický časopis. – 200. – Sv. 40. – str. 857–87.

25. Iori, Piero a kol. Porovnanie poľných a laboratórnych modelov nosnosti kávových plantáží // Ciênc. agrotec. – 2013. Zv. 2, č. 2. – p. 130-137.

26. Jacobsen, H.M. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // In Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, máj 1992. Aalborg, Dánsko. Bulletin Dánskej geotechnickej spoločnosti. – 1992. Zv. 2, č. 9. – s. 455–460.

27. Janbu, N. Koncept odporu aplikovaný na deformáciu zemín // In Proceedings of the 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City, 25-29 August 1969. A.A. Balkema, Rotterdam, Holandsko. – 1969. – Sv. 1. – str. 191–196.

28. Jolanda L. Stress-strain Characterization of Seebodenlehm // 250 Seiten, broschier. – 2005. – 234 s.

29. Jose Babu T.; Sridharan Asur; Abraham Benny Mathews: Log-log metóda na určenie predkonsolidačného tlaku // ASTM Geotechnical Testing Journal. – 1989. – Vol.12, č.3. – p. 230–237.

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Strength and Deformation Properties of terciary Clay at Moesgaard Museum // Aalborg University Department of Civil Engineering Sohngaardsholmsvej 57 DK-9000 Aalborg, Denmark. – 2010. – s. 1–13.

31. Kontopoulos, Nikolaos S. Účinky narušenia vzorky na predkonsolidačný tlak pre normálne spevnené a nadmerne spevnené íly Massachusetts Institute of Technology. // Dlh. stavebného a environmentálneho inžinierstva. – 2012. – 285 s.

32. Ladd, C. C. Settlement Analysis of Cohesive Soils // Soil Publication 272, MIT, Department of Civil Engineering, Cambridge, Mass. – 1971. – 92s.

33. Mayne, P. W., Coop, M. R., Springman, S., Huang, A-B. a Zornberg, J. // GeoMaterial Behavior and Testing // Proc. 17th Intl. Conf. Mechanika pôdy a geotechnické inžinierstvo. – 2009. – Zv. 4. –str. 2777-2872.

34. Mesri, G. a A. Castro. Koncepcia Cα/Cc a Ko počas sekundárnej kompresie // ASCE J. Geotechnical Engineering. – 1987. Sv. 113, č. 3. – p. 230-247.

35. Nagaraj T. S., Shrinivasa Murthy B. R., Vatsala A. Predikcia správania pôdy – čiastočne nasýtená necementovaná pôda // Canadian Geotechnical Journal. – 1991. – Sv. 21, č. 1. – p. 137-163.

36. Oikawa, H. Krivka kompresie mäkkých pôd // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. – 1987. – Sv. 27, č. 3. – p. 99-104.

37. Onitsuka, K., Hong, Z., Hara, Y., Shigeki, Y. Interpretácia údajov z edometrových testov pre prírodné íly // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. – 1995. – Zv. 35, č. 3.

38. Pacheco Silva, F. Nová grafická konštrukcia na určenie predkonsolidačného napätia vzorky pôdy // In Proceedings of the 4th Brazilian Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio de Janeiro, August 1970. – Vol. 2, č. 1. – p. 225–232.

39. Paul W. Mayne, Barry R. Christopher a Jason De Jong. Manuál o podpovrchových vyšetrovaniach // National Highway Institute, Federal Highway Administration Washington, DC. – 2001. – 305 s.

40. Sallfors, G. Predkonsolidačný tlak mäkkých, vysokoplastických ílov. – Göteborg. Geotechnické oddelenie Technickej univerzity v Chalmers. – 231p.

41. Schmertmann, J. H., Undisturbed Consolidation Behavior of Clay, Transaction, ASCE. – 1953. – Sv. 120. – str. 1201.

42. Schmertmann, J., H. Pokyny pre skúšky penetrácie kužeľa, výkon a dizajn. // US Federal Highway Administration, Washington, DC, Report, FHWATS-78-209. – 1978. – s. 145.

43. Semet C., Ozcan T. Stanovenie predkonsolidačného tlaku s umelou neurónovou sieťou // Stavebné inžinierstvo a environmentálne systémy. – 2005. – Zv. 22, č. 4. – s. 217–231.

44. Senol A., Saglamer A. Stanovenie predkonsolidačného tlaku pomocou metódy New Strain Energy-Log Stress Method // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. – 2000. – Zv. 5.

45. Senol, A. Zeminlerde On. Stanovenie predkonsolidačného tlaku: Dizertačná práca, Ústav vedy a techniky. - Istanbul, Turecko. – 1997. – s. 123.

46. ​​​​Solanki C.H., Desai M.D. Predkonsolidačný tlak z indexu pôdy a vlastností plasticity // 12. medzinárodná konferencia Medzinárodnej asociácie pre počítačové metódy a pokroky v geomechanike. – Goa, India. – 2008.

47. Sully, J.P., Campenella, R.G. a Robertson, P.K. Interpretácia penetračného pórového tlaku na vyhodnotenie histórie namáhania ílov // Zborník z prvého medzinárodného sympózia o penetračnom testovaní. – Orlando. – 1988. –Zv.2 – s. 993-999.

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. a kol. Využitie deformačnej energie ako kritéria výťažnosti a dotvarovania pre ľahko spevnené íly // Géotechnique. – 1979. – Sv. 29. – str. 285-303.

49. Thøgersen, L. Účinky experimentálnych techník a osmotického tlaku na merané správanie terciárneho expanzívneho ílu: Ph. D. práca, Laboratórium mechaniky pôd, Univerzita v Aalborgu. – 2001. – Zv. 1.

50. Wang, L. B., Frost, J. D. Metóda disipovanej deformačnej energie na stanovenie tlaku pred konsolidáciou // Canadian Geotechnical Journal. – 2004. – Zv. 41, č. 4. – p. 760-768.

Konštrukčná pevnosť p str sa nazýva pevnosť v dôsledku prítomnosti konštrukčných spojení a vyznačuje sa napätím, na ktoré sa vzorka pôdy pri zaťažení zvislým zaťažením prakticky nedeformuje. Keďže zhutňovanie začína, keď napätia v pôde prevyšujú jej štrukturálnu pevnosť a pri testovaní pôdy, podcenenie tohto ukazovateľa má za následok chyby pri určovaní hodnôt iných charakteristík mechanických vlastností. Dôležitosť definovania ukazovateľa p str sa oslavuje už dlho, ako píše N.A. Tsytovich - „...okrem zvyčajných ukazovateľov deformačno-pevnostných vlastností slabých ílovitých zemín, aby sa posúdilo správanie týchto zemín pri zaťažení a vytvorila sa správna predpoveď množstva sadania štruktúr na nich postavených, pri prieskumoch je potrebné určiť pevnosť konštrukcie p str" Fenomén pri výskume stupňa zhutnenia zeminy je dôležitý pre predikciu sadania navrhovanej konštrukcie, keďže na prehustených zeminách môže byť sadnutie štyri a viackrát menšie ako na bežne zhutnených zeminách. Pre hodnoty koeficientu nadmerného spevnenia OCR > 6 koeficient bočného tlaku pôdy v pokoji K o môže presiahnuť 2, čo je potrebné zohľadniť pri výpočte podzemných stavieb.

Ako je uvedené v práci: „Spočiatku prevládajú podmienky normálneho zhutňovania pri procese sedimentácie a vzniku a následnom zhutňovaní morských, jazerných, aluviálnych, deltaických, eolických a fluviálnych nánosov pieskov, ílovcov a ílov. Väčšina pôd na Zemi sa však v dôsledku vystavenia rôznym fyzikálnym, environmentálnym, klimatickým a tepelným procesom počas mnohých tisícok až miliónov rokov mierne/stredne/silne spevnila. Tieto mechanizmy opätovného spevnenia a/alebo viditeľného predpätia zahŕňajú: povrchovú eróziu, zvetrávanie, stúpanie hladiny mora, stúpanie hladiny mora podzemnej vody, zaľadnenie, cykly zmrazovania a topenia, opakované zvlhčovanie/vyparovanie, vysychanie, strata hmoty, seizmické zaťaženie, cykly prílivu a odlivu a geochemické vplyvy. Téma zisťovania stavu zhutnenia pôdy je stále veľmi aktuálna a nachádza sa v publikáciách takmer zo všetkých kontinentov. V práci sú diskutované faktory a ukazovatele, ktoré určujú nadmerne spevnený alebo nedostatočne spevnený stav ílovitých zemín, príčiny a vplyv na fyzikálne a mechanické vlastnosti takejto pevnej cementácie. Výsledky stanovenia ukazovateľa majú tiež široké uplatnenie v praxi, od výpočtu sadania základov konštrukcií; zachovanie prirodzenej štruktúry vzoriek určených na laboratórne testovanie; k veľmi špecifickým témam o predpovedi zhutnenia pôdy na eukalyptových a kávových plantážach porovnaním ich štrukturálnej pevnosti so zaťažením strojmi.

Znalosť hodnôt ukazovateľov p str a ich premenlivosť s hĺbkou je charakterizovaná charakteristikou zloženia, väzieb a štruktúry zemín, podmienkami ich vzniku, vrátane histórie zaťažovania. V tejto súvislosti má výskum osobitný vedecký a praktický význam p str V V rôznych regiónoch sú tieto štúdie obzvlášť dôležité v západnej Sibíri s hustou pokrývkou sedimentárnych usadenín. V regióne Tomsk sa uskutočnili podrobné štúdie zloženia a vlastností pôd, v dôsledku čoho sa z inžiniersko-geologického hľadiska pomerne podrobne študovalo územie Tomska a okolitých oblastí. Zároveň je potrebné poznamenať, že pôdy boli skúmané špeciálne pre výstavbu určitých objektov v súlade s platnými regulačnými dokumentmi, ktoré neobsahujú odporúčania na ďalšie využitie p str a preto ho nezahrnúť do zoznamu nevyhnutných stanoviteľných charakteristík pôdy. Účelom tejto práce je preto určiť štrukturálnu pevnosť rozptýlených pôd a jej zmeny pozdĺž úseku v najaktívnejšie rozvinutých a rozvinutých oblastiach regiónu Tomsk.

Medzi ciele štúdie patril prehľad a systematizácia metód na získanie p str, laboratórne stanovenia zloženia pôd a charakteristiky základných fyzikálnych a mechanických vlastností, štúdium variability p str s hĺbkou, porovnanie pevnosti konštrukcie s tlakom v domácnosti.

Práce boli realizované v rámci inžiniersko-geologických prieskumov pre množstvo veľkých objektov nachádzajúcich sa v centrálnej a severozápadnej oblasti Tomskej oblasti, kde hornú časť rezu predstavujú rôzne stratigraficko-genetické komplexy hornín kvartérneho systému, v ktorých sa nachádzajú rôzne druhy stratigraficko-genetických komplexov. paleogén a krieda. Podmienky ich výskytu, rozšírenia, zloženia, stavu závisia od veku a genézy a vytvárajú značne heterogénny obraz, z hľadiska zloženia sa skúmali len rozptýlené pôdy, v ktorých prevládajú ílovité odrody polotuhej, tvrdej a vysoko plastickej konzistencie. Na vyriešenie zadaných problémov boli testované studne a jamy na 40 miestach, bolo odobraných viac ako 200 vzoriek rozptýlených zemín z hĺbky až 230 m. Pôdne testy boli vykonané v súlade s metódami uvedenými v platných regulačných dokumentoch. Boli stanovené: granulometrické zloženie, hustota (ρ) , hustota pevných častíc ( ρs) hustota suchej pôdy ( ρ d) , vlhkosť ( w), obsah vlhkosti v ílovitých pôdach, na hranici valcovania a tekutosti ( w L A w p), ukazovatele deformačných a pevnostných vlastností; Boli vypočítané stavové parametre ako koeficient pórovitosti (e), pórovitosť, celková vlahová kapacita, pre hlinité pôdy - číslo plasticity a index tekutosti, koeficient prepevnenia pôdy OCR(ako pomer tlaku pred zhutnením ( σ p") na tlak v domácnosti na odbernom mieste) a ďalšie charakteristiky.

Pri výbere grafických metód na určenie ukazovateľa p str, okrem metódaCasagrande boli preskúmané metódy používané v zahraničí na stanovenie tlaku pred lisovaním σ p ". Je potrebné poznamenať, že v terminológii geologického inžiniera je „tlak pred zhutnením“ ( Predkonsolidácia Stres) , začína vytláčať zaužívaný pojem „štrukturálna pevnosť pôdy“, hoci metódy na ich určenie sú rovnaké. Konštrukčná pevnosť zeminy je podľa definície vertikálne napätie vo vzorke zeminy zodpovedajúce začiatku prechodu z elastických tlakových deformácií na plastické, čo zodpovedá termínu Výťažok Stres. V tomto zmysle by sa charakteristika určená v kompresných testoch nemala brať ako maximálny tlak v rámci „historickej pamäte“ vzorky. Burland verí, že termín výnos stres je presnejší a termín predkonsolidácia stres by sa mali používať v situáciách, v ktorých možno veľkosť takéhoto tlaku určiť geologickými metódami. Rovnako aj termín Koniec Konsolidácia pomer (OCR) by sa mal použiť na opis známej histórie stresu, inak tento termín Výťažok Stres pomer (YSR) . V mnohých prípadoch Výťažok Stres sa berie ako efektívne predkonsolidačné napätie, aj keď technicky je druhé spojené s mechanickým uvoľnením napätia, kým prvé zahŕňa dodatočné efekty v dôsledku diagenézy, súdržnosti v dôsledku organickej hmoty, pomeru zložiek pôdy a jej štruktúry, t.j. je štrukturálna pevnosť pôdy.

Prvým krokom k identifikácii znakov tvorby pôdy by teda malo byť kvantitatívne určenie profilu Výťažok Stres, čo je kľúčový parameter na rozlíšenie normálne zhutnených zemín (s prevažne plastickou reakciou) od nadmerne spevnených zemín (spojených s pseudoelastickou reakciou). A pevnosť konštrukcie p str a tlak pred lisovaním σ p " sa stanovujú rovnakým spôsobom, ako bolo uvedené, najmä laboratórnymi metódami založenými na výsledkoch skúšok kompresie (GOST 12248, ASTM D 2435 a ASTM D 4186). Existuje mnoho zaujímavých prác študujúcich stav pôdy, tlak pred zhutnením σ p " a metódy jeho stanovenia v teréne. Veľmi rôznorodé je aj grafické spracovanie výsledkov kompresného testu, nižšie Stručný opis najčastejšie používané metódy na určenie v zahraničí σ p ", ktoré by sa mali použiť na získanie p str.

MetódaCasagrande(1936) je najstaršou metódou na výpočet pevnosti konštrukcie a predkonsolidačného tlaku. Vychádza z predpokladu, že v bode blízkom tlaku pred konsolidáciou pôda prechádza z elastickej odozvy na zaťaženie na plastickú zmenu pevnosti. Táto metóda poskytuje dobré výsledky, ak je na grafe kompresnej krivky presne definovaný inflexný bod formulára e - log σ"(obr. 1 a), cez ktorý sa vedie dotyčnica a vodorovná čiara z koeficientu pórovitosti, potom medzi nimi stred. Priamy úsek konca krivky kompresie sa extrapoluje na priesečník s osou a získa sa bod , čo znamená pri premietnutí na os logσ", zodpovedá prekonsolidačnému tlaku σ p "(alebo pevnosť konštrukcie). Metóda zostáva v porovnaní s ostatnými najpoužívanejšou.

Burmisterova metóda(1951) - predstavuje závislosť formy ε - Log σ", Kde ε - relatívna deformácia. Význam σ p " určený priesečníkom kolmice idúcej z osi Log σ" cez bod hysteréznej slučky pri opätovnom zaťažení vzorky, s dotyčnicou ku konečnému úseku kompresnej krivky (obr. 1 b).

Schemertmannovou metódou(1953), je tu použitá aj kompresná krivka formy e - log σ"(obr. 1c). Skúšky kompresie sa uskutočňujú, kým sa na krivke nezíska zreteľný rovný úsek, potom sa vyložia na tlak v domácnosti a znova sa naložia. Na grafe nakreslite čiaru rovnobežnú so strednou čiarou dekompresno-rekompresnej krivky cez bod domáceho tlaku. Význam σ p " určí sa nakreslením kolmice od osi logσ" cez miesto vykládky, kým sa nepretne s rovnobežnou priamkou. Z bodu σ p " nakreslite čiaru, kým sa nepretne s bodom na priamom úseku kompresnej krivky s koeficientom pórovitosti e= 0,42 Výsledná krivka skutočnej kompresie sa použije na výpočet kompresného pomeru alebo zhutňovacieho pomeru. Táto metóda je použiteľná pre pôdy mäkkej konzistencie.

MetódaAkai(1960) predstavuje závislosť koeficientu dotvarovania εs od σ" (obr. 1d), sa preto používa pre pôdy náchylné na dotvarovanie. Konsolidačná krivka predstavuje závislosť relatívneho napätia od logaritmu času a je rozdelená na časť filtračnej konsolidácie a dotvarovania. Akai poznamenal, že koeficient dotvarovania sa úmerne zvyšuje σ" k hodnote σ p ", a potom σ p " proporcionálne Logσ".

Metóda Janbu(1969) vychádza z predpokladu, že predkonsolidačný tlak možno určiť z grafu tvaru ε - σ" . V metóde Janbu pre íly s vysokou citlivosťou a nízkou OCR Predkonsolidačný tlak možno určiť vynesením diagramu zaťaženia a deformácie pomocou lineárnej stupnice. Druhý spôsob Janbu je graf sečného modulu deformácie E alebo E 50 od efektívnych stresov σ" (obr. 1 d). A ešte jedna možnosť Christensen-Janbu metóda(1969) predstavuje závislosť formy r - σ", získané z konsolidačných kriviek , Kde t-čas , r = dR/dt, R= dt/dε.

Metóda Sellforce(1975) je závislosť formy ε - σ" (obr. 1e), sa používa najmä pre metódu CRS. Os napätie-deformácia sa volí s pevným pomerom na lineárnej stupnici, typicky pomerom 10/1 pre pomer napätia (kPa) k deformácii (%). K tomuto záveru sa dospelo po sérii testov v teréne, kde sa meral pórový tlak a sediment. To znamená, že Sallforsova metóda na odhad nadmernej konsolidácie vytvára hodnoty, ktoré sú realistickejšie ako odhady z terénnych testov.

Metóda Pacheco Silva(1970) sa zdá byť veľmi jednoduchý z hľadiska konštrukcie grafu, aj tvaru e - Log σ"(Obr. 1g) , poskytuje presné výsledky pri testovaní mäkkých pôd. Táto metóda nevyžaduje subjektívnu interpretáciu výsledkov a je tiež nezávislá od rozsahu. Široko používaný v Brazílii.

MetódaButterfield(1979) vychádza z analýzy grafu závislosti objemu vzorky na efektívnom napätí formy. log(1+e) - log σ" alebo ln (1+e) - ln σ"(obr. 1 h). Metóda zahŕňa niekoľko rôznych verzií, kde je tlak pred zhutnením definovaný ako priesečník dvoch čiar.

Metóda Tavenas(1979) predpokladá lineárny vzťah medzi deformačnou energiou a efektívnym napätím pre rekompresnú časť testu v grafe tvaru σ"ε - σ" (Obr. 1n, v hornej časti grafu). Používa sa priamo z kompresnej krivky bez toho, aby sa brala do úvahy časť testu s opätovným zaťažením. Pre konsolidovanejšie vzorky sa krivka napätie/deformácia skladá z dvoch častí: prvá časť krivky sa zvyšuje výraznejšie ako druhá. Bod, v ktorom sa tieto dve čiary pretínajú, je definovaný ako tlak pred konsolidáciou.

Oikawa metóda(1987) predstavuje priesečníky priamok na grafe závislosti log(1+e) od σ" -

Joseho metóda(1989) predstavuje závislosť formy log e - log σ" Veľmi jednoduchá metóda na približný odhad tlaku pred zhutnením, metóda využíva priesečník dvoch priamok. Je to priama metóda a pri určovaní polohy bodu maximálneho zakrivenia nie sú žiadne chyby. MetódaSridharanetal. (1989) tiež uvádza graf závislosti log(1+e) - log σ“ na určenie konštrukčná pevnosť hutných zemín, takže dotyčnica pretína vodorovnú čiaru zodpovedajúcu počiatočnému koeficientu pórovitosti, čo dáva dobré výsledky.

MetódaBurland(1990) je zápletkou vzťahu index pórovitostiIv zo stresu σ" (Obr. 1 i). Index pórovitosti je určený vzorcom Iv= (e-е* 100)/(е* 100 -е* 1000), alebo dl I slabšie pôdy: Iv= (e-е* 10)/(е* 10 -е* 100), Kde e* 10, e* 100 a e* 1000 koeficienty pórovitosti pri zaťažení 10, 100 a 1000 kPa (obr. b) .

MetódaJacobsen(1992), predpokladá sa pevnosť konštrukcie 2,5 σ do, Kde σ do c je bod maximálneho zakrivenia na Casagrandeho grafe, respektíve tiež závislosť tvaru elektronický denník σ" (obr. 1 l).

Metóda Onitsuka(1995) predstavuje priesečníky priamok na grafe závislosti ln(1+e) od σ" - efektívne napätia aplikované na stupnici na logaritmickej stupnici (desatinné logaritmy).

Van Zelstova metóda(1997), na grafe závislosti formulára ε - logσ", sklon čiary (ab) je rovnobežný so sklonom čiary vykládky ( CD). Bod úsečky ( b) je konštrukčná pevnosť zeminy (obr. 1 m).

MetódaBecker(1987), podobne ako Tavenasova metóda, určuje deformačnú energiu pri každom zaťažení kompresným testom pomocou vzťahu W- σ", kde. Deformačná energia (alebo na druhej strane silová práca) sa číselne rovná polovici súčinu veľkosti súčiniteľa sily a hodnoty posunutia zodpovedajúceho tejto sile. Hodnota napätia zodpovedajúca celkovej práci sa určí na konci každého prírastku napätia. Závislosť od grafu má dva priame úseky, priesečníkom týchto priamok bude prekonsolidačný tlak.

MetódaStrein Energy-Log Stres(1997),Senol a Saglamer(2000 g (obr. 1n)), modifikovaná Beckerova a/alebo Tavenasova metóda, predstavuje závislosť formy σ" ε - logσ", 1 a 3 úseky sú priame čiary, ktorých priesečníkom bude pri predĺžení konštrukčná pevnosť zeminy.

MetódaNagaraj a Shrinivasa Murthy(1991, 1994), autori navrhujú zovšeobecnený vzťah formy log σ"ε - log σ"- predpovedať hodnotu predkonsolidačného tlaku pre nadmerne spevnené nasýtené nespevnené pôdy. Metóda je založená na metóde Tavenas a porovnáva sa s Senol metóda et al., (2000), táto metóda dáva v špeciálnych prípadoch vyšší korelačný koeficient.

Metóda Chetia a Bora(1998) skúma predovšetkým históriu zaťaženia pôdy, ich charakteristiky a odhady z hľadiska pomeru nadmernej konsolidácie (OCR), hlavným zámerom štúdie je stanoviť empirický vzťah medzi OCR a pomerom e/e L .

MetódaThøgersen(2001) predstavuje závislosť konsolidačného koeficientu od efektívnych napätí (obr. 1o).

MetódaWangaMráz, RozptýlenéKmeňEnergiaMetóda DSEM (2004) tiež odkazuje na energetické metódy na výpočet deformácie. V porovnaní s Energia kmeňa Metóda DSEM využíva rozptýlenú deformačnú energiu a strmosť vykladacej a opätovnej záťaže kompresného cyklu na minimalizáciu vplyvu poškodenej štruktúry vzorky a elimináciu vplyvu elastickej deformácie. Rozptýlená deformačná energia z mikromechanického hľadiska priamo súvisí s nevratnosťou procesu konsolidácie. Použitie sklonu kompresnej krivky v sekcii vykladania a opätovného zaťaženia simuluje elastické opätovné zaťaženie počas fázy rekompresie a môže minimalizovať vplyv zlyhania vzorky. Metóda je menej závislá od operátora ako väčšina existujúcich.

Metóda EinavaCarter(2007) je aj graf formy e-logσ", A σ p " vyjadrené zložitejšou exponenciálnou závislosťou .

Prípad prechodu pôdy do štádia konsolidačného dotvarovania po prekonaní σ p " opísané v prácach, ak sa koniec nasledujúcej fázy zaťaženia zhoduje s koncom primárnej konsolidácie a koeficientom pórovitosti na grafe závislosti e - log σ" klesá prudko vertikálne, krivka sa dostáva do štádia sekundárnej konsolidácie. Počas odľahčenia sa krivka vracia do koncového bodu primárnej konsolidácie, čím vzniká efekt nadmerného konsolidačného tlaku. Existuje množstvo prác, ktoré ponúkajú metódy výpočtu na určenie ukazovateľa σ p ".

a)b) V)

G) d) e)

g)h) a)

do) l) m)

n) O)

Metódy:

A)Casagrande, b)Burmister, c) Schemertmann,G)Akai, d)Janbu, f) Selfors, g) Pacheco Silva, h)Butterfield, i)Burland, Komu)Jacobsen, l)Van Zelst, m)Becker, n)Senol a Saglamer, O)Thø Gersen

Ryža. 1. Schémy na grafické spracovanie výsledkov tlakových skúšok používaných pri určovaní konštrukčnej pevnosti zeminy pomocou rôznych metód

Vo všeobecnosti možno grafické metódy na určenie prekonsolidačného tlaku na základe výsledkov tlakových skúšok rozdeliť do štyroch hlavných skupín. Prvá skupina riešenie zahŕňa závislosť koeficientu pórovitosti ( e)/hustota (ρ)/relatívna deformácia ( ε )/zmeny hlasitosti ( 1+e) od efektívnych stresov (σ" ). Grafy sú opravené logaritmovaním jednej alebo dvoch z uvedených charakteristík, čo vedie k vyrovnaniu úsekov kompresnej krivky a požadovanému výsledku ( σ p") sa získa pretínaním extrapolovaných narovnaných úsekov. Skupina zahŕňa metódy od Casagrande, Burmister, Schemertmann, Janbu, Butterfield, Oikawa, Jose, Sridharan et al., Onitsuka atď. Druhá skupina spája konsolidačné ukazovatele s efektívnymi napätiami, sú to metódy: Akai, Christensen-Janbu a Thøgersen. Zvažujú sa najjednoduchšie a najpresnejšie metódy tretej skupiny- energetické metódy na výpočet deformácií: Tavenas, Becker, Strain Energy-Log Stress, Nagaraj & Shrinivasa Murthy, Senol a Saglamer, Frost a Wang atď. Energetické metódy na výpočet deformácií sa tiež spoliehajú na jedinečný vzťah medzi koeficientom pórovitosti v štádiu dokončenia primárnej konsolidácie a efektívneho napätia, Becker a iní odhadujú lineárny vzťah medzi celkovou energiou deformácie W a efektívny stres bez zohľadnenia vykládky a prekládky. V skutočnosti sú všetky energetické metódy zobrazené v priestore W- σ" , rovnako ako metóda Butterfield je reprodukovaná v teréne log(1+e)-log σ". Ak Casagrandeho metóda zameriava nadmerný konsolidačný tlak hlavne na najviac zakrivenú časť grafu, potom sú energetické metódy prispôsobené stredu sklonu kompresnej krivky až do σ p ". Časť uznania nadradenosti týchto metód je spôsobená ich relatívnou novosťou a zmienkou pri vývoji a zdokonaľovaní novej metódy tejto aktívne sa rozvíjajúcej skupiny. Štvrtá skupina kombinuje metódy s rôznymi neštandardnými prístupmi ku grafickému spracovaniu kriviek, medzi ktoré patria metódy Jacobsena, Selforsa, Pacheca Silvu, Einava a Cartera atď. Na základe analýzy uvedenej v zdrojoch 10, 19, 22-24, 30 , 31, 43-46] Všimnite si, že najbežnejšie grafické metódy sú Casagrande, Butterfield, Becker, Strain Energy-Log Stress, Sellfors a Pacheco Silva, v Rusku sa používa hlavne Casagrandeho metóda.

Treba poznamenať, že ak určiť YSR ( alebo OCR) stačí jedna hodnota p str alebo σ p " , potom pri výbere priamych úsekov kompresnej krivky pred a po p str pri získavaní deformačných charakteristík je žiaduce získať dva kľúčové body: minimum p str/min a maximálne p str / msekera pevnosť konštrukcie (obr. 1 a). Tu je možné použiť separačné body dotyčníc k počiatočnému a konečnému rezu, alebo použiť metódy Casagrande, Sellfors a Pacheco Silva. Ako usmernenie pri štúdiu parametrov tlaku sa odporúča určiť aj ukazovatele fyzikálnych vlastností pôdy zodpovedajúce minimálnej a maximálnej pevnosti konštrukcie: predovšetkým koeficienty pórovitosti a vlhkosť.

V tejto práci je ukazovateľ p strbol získané podľa štandardnej metodiky stanovenej v GOST 12248 na komplexe ASIS NPO Geotek. Na určenie p str prvý a nasledujúci tlakový stupeň sa bral rovný 0,0025 MPa až do začiatku stláčania vzorky pôdy, čo sa považuje za relatívnu vertikálnu deformáciu vzorky pôdy. e >0,005. Konštrukčná pevnosť určená počiatočnou časťou kompresnej krivky ei = f(lg σ" ), Kde ei - koeficient pórovitosti pri zaťažení σ i. Zrejmý bod zlomu krivky po počiatočnom priamom úseku zodpovedá konštrukčnej pevnosti pôdy v tlaku. Grafické spracovanie výsledkov sa realizovalo aj klasickými metódami Casagrandeho a Beckera . Výsledky stanovenia ukazovateľov podľa GOST 12248 a metódy Casagrande a Becker navzájom dobre korelujú (korelačné koeficienty r=0,97). Nepochybne, ak poznáte hodnoty vopred, môžete pomocou oboch metód získať najpresnejšie výsledky. V skutočnosti metóda Becker sa zdal trochu náročnejší pri výbere dotyčnice na začiatku grafu (obr. 1m).

Podľa laboratórnych údajov sa hodnoty líšia p str od 0 do 188 kPa pre íly, pre íly do 170, pre piesčité hliny do 177. Maximálne hodnoty boli, prirodzene, pozorované vo vzorkách odobratých z veľkých hĺbok. Odhalená bola aj závislosť zmeny ukazovateľa od hĺbky h(r = 0,79):

p str = 19,6 + 0,62· h.

Analýza variability OSR(obr. 2) ukázali, že pôdy pod 20 m sú bežne zhutnené, t.j. pevnosť konštrukcie nepresahuje alebo mierne prekračuje tlak v domácnosti ( OCR ≤1 ). Na ľavom brehu rieky. Ob v intervaloch 150-250 m, poloskalné a skalnaté zeminy pevne stmelené sideritom, goethitom, chloritanom, leptochlóritom a cementom, ako aj rozptýlené zeminy s vysokou štrukturálnou pevnosťou nad 0,3 MPa, podložené a prevrstvené menej odolnými heterogénnymi vôd, čo vo všeobecnosti potvrdzuje významný vplyv cementácie na konštrukčnú pevnosť zemín, čo potvrdzuje systematizácia podobných faktografických materiálov v práci. Prítomnosť silnejších pôd spôsobila veľký rozptyl hodnôt v tomto intervale, takže ich ukazovatele neboli zahrnuté do grafu závislosti OSR z hĺbky, čo nie je typické pre celý región. Pre hornú časť rezu je potrebné poznamenať, že rozptyl indikačných hodnôt je oveľa širší - až vysoko zhutnený (obr. 2), keďže pôdy prevzdušňovacej zóny sa často nachádzajú v polo- pevný a pevný trojfázový stav a so zvýšením ich vlhkosti ( r=-0,47), celková kapacita vlhkosti ( r= -0,43) a stupeň nasýtenia vodou ( r= -0,32) pevnosť konštrukcie klesá. Ďalej je tu možnosť prechodu na konsolidáciu dotvarovania (a to nielen v hornej časti rezu), ako už bolo uvedené vyššie. Tu je potrebné poznamenať, že zeminy so štrukturálnou pevnosťou sú veľmi rôznorodé: niektoré môžu byť v dvojfázovom stave nenasýtenom vodou, iné môžu mať veľmi vysoký koeficient citlivosti na mechanické namáhanie a sklon k dotvarovaniu, iné môžu majú výraznú priľnavosť vďaka cementu a iné môžu byť jednoducho dosť silné. , úplne vodou nasýtené ílovité pôdy nachádzajúce sa v malých hĺbkach.

Výsledky štúdií umožnili po prvýkrát vyhodnotiť jeden z najdôležitejšie ukazovatele počiatočný stav pôd v oblasti Tomska je jej štrukturálna pevnosť, ktorá sa nad zónou prevzdušňovania pohybuje vo veľmi širokých medziach, preto sa musí na každom pracovisku pred testovaním určiť, aby sa určili fyzikálne a mechanické vlastnosti pôdy. Analýza získaných údajov ukázala, že zmeny v ukazovateli OCR v hĺbke pod 20 – 30 metrov sú menej významné, zeminy sú bežne zhutnené, ale pri určovaní mechanických vlastností zemín by sa mala brať do úvahy aj ich konštrukčná pevnosť. Výsledky výskumu sa odporúčajú použiť pri skúškach tlakom a šmykom, ako aj pri zisťovaní narušeného stavu vzoriek s prirodzenou štruktúrou.

Recenzenti:

Savichev O.G., doktor geológie, profesor Katedry hydrogeológie, inžinierskej geológie a hydrogeoekológie ústavu prírodné zdroje Tomská polytechnická univerzita, Tomsk.

Popov V.K., doktor geológie a mineralógie, profesor Katedry hydrogeológie, inžinierskej geológie a hydrogeoekológie, Ústav prírodných zdrojov, Tomská polytechnická univerzita, Tomsk.

Bibliografický odkaz

Je potrebné zvážiť veľa faktorov. Osobitná pozornosť by sa mala venovať zloženiu a niektoré jeho typy sú schopné ochabnutia, keď sa vlhkosť zvýši pri namáhaní vlastnou hmotnosťou alebo vonkajším zaťažením. Odtiaľ pochádza názov týchto pôdy - "klesanie"“. Pozrime sa ďalej na ich vlastnosti.

Druhy

Uvažovaná kategória zahŕňa:

• Sprašové pôdy (piesočnaté hliny a spraše).
• Íly a hliny.
• Určité typy krycích suspenzií a hlín.
• Veľkoobjemový priemyselný odpad. Patria sem najmä popol a prach z roštov.
• Pôdy hlinito-ílovité s vysokou konštrukčnou pevnosťou.

Špecifiká

Zapnuté počiatočná fáza stavebná organizácia je potrebné vykonať štúdiu zloženia pôdy v lokalite, aby sa identifikovala pravdepodobná deformácií. Ich výskyt je určená zvláštnosťami procesu tvorby pôdy. Vrstvy sú v nedostatočne zhutnenom stave. V sprašovej pôde môže tento stav pretrvávať počas celej jej existencie.

Zvýšenie zaťaženia a vlhkosti zvyčajne spôsobí dodatočné zhutnenie v spodných vrstvách. Pretože však deformácia bude závisieť od sily vonkajší vplyv zostane nedostatočné zhutnenie hrúbky vzhľadom na vonkajší tlak prevyšujúci napätie od vlastnej hmoty.

Možnosť spevnenia slabých zemín sa pri laboratórnych skúškach zisťuje pomerom poklesu pevnosti pri navlhčení k indikátoru efektívneho tlaku.

Vlastnosti

Okrem podhutnenia sa poklesnuté pôdy vyznačujú nízkou prirodzenou vlhkosťou, prašným zložením a vysokou štrukturálnou pevnosťou.

Nasýtenie pôdy vodou v južných oblastiach je zvyčajne 0,04-0,12. V regiónoch Sibíri, stredná zóna ukazovateľ je v rozmedzí 0,12-0,20. Stupeň vlhkosti v prvom prípade je 0,1-0,3, v druhom - 0,3-0,6.

Konštrukčná pevnosť

Je to spôsobené najmä priľnavosťou cementu. Čím viac vlhkosti vstupuje do zeme, tým nižšia je pevnosť.

Výsledky výskumu ukázali, že tenké vodné filmy majú na útvary klinovitý účinok. Pôsobia ako lubrikant a uľahčujú kĺzanie klesajúcich pôdnych častíc. Fólie poskytujú hustejšie balenie vrstiev pod vonkajším vplyvom.

Priľnavosť nasýtená vlhkosťou poklesová pôda určený vplyvom sily molekulovej príťažlivosti. Táto hodnota závisí od stupňa hustoty a zloženia zeme.

Charakteristiky procesu

Pokles je zložitý fyzikálny a chemický proces. Prejavuje sa vo forme zhutnenia pôdy v dôsledku pohybu a hustejšieho (kompaktnejšieho) uloženia častíc a kameniva. Vďaka tomu sa celková pórovitosť vrstiev zníži na stav zodpovedajúci úrovni prevádzkového tlaku.

Zvýšenie hustoty vedie k určitej zmene individuálnych charakteristík. Následne pod vplyvom tlaku pokračuje zhutňovanie a podľa toho sa pevnosť ďalej zvyšuje.

Podmienky

Aby došlo k čerpaniu, potrebujete:

• Zaťaženie od základu alebo vlastnej hmoty, ktorá po navlhčení prekoná adhézne sily častíc.
• Dostatočná úroveň vlhkosti. Pomáha znižovať silu.

Tieto faktory musia pôsobiť spoločne.

Vlhkosť určuje trvanie deformácie poklesové pôdy. Zvyčajne sa vyskytuje v relatívne krátkom čase. Je to spôsobené tým, že pôda je prevažne v stave s nízkou vlhkosťou.

Deformácia v stave nasýtenom vodou trvá dlhšie, pretože voda sa filtruje cez pôdu.

Metódy stanovenia hustoty pôdy

Relatívny pokles sa určuje pomocou vzoriek nenarušenej štruktúry. Na tento účel sa používa kompresné zariadenie - merač hustoty pôdy. Vo výskume sa používajú tieto metódy:

• Jedna krivka s analýzou jednej vzorky a jej premočením v konečnom štádiu aktívneho zaťaženia. Pomocou tejto metódy je možné určiť stlačiteľnosť zeminy pri danej resp prirodzená vlhkosť, ako aj relatívnu tendenciu deformovať sa pri určitom tlaku.
• Dve krivky testujúce 2 vzorky s rovnakou hustotou. Jeden sa skúma pri prirodzenej vlhkosti, druhý - v nasýtenom stave. Táto metóda umožňuje určiť stlačiteľnosť pri plnej a prirodzenej vlhkosti, relatívnu tendenciu k deformácii pri zmene zaťaženia z nuly na konečnú.
• Kombinované. Táto metóda je modifikovanou kombináciou predchádzajúcich dvoch. Test sa vykonáva na jednej vzorke. Najprv sa skúma v prirodzenom stave na tlak 0,1 MPa. Použitie kombinovanej metódy vám umožňuje analyzovať rovnaké vlastnosti ako metóda 2 kriviek.

Dôležité body

Počas testovania v merače hustoty pôdy Pri použití ktorejkoľvek z vyššie uvedených možností je potrebné vziať do úvahy, že výsledky štúdií sa vyznačujú výraznou variabilitou. V tomto ohľade sa niektoré ukazovatele, dokonca aj pri testovaní jednej vzorky, môžu líšiť o 1,5-3 av niektorých prípadoch o 5-krát.

Takéto výrazné výkyvy sú spojené s malou veľkosťou vzoriek, heterogenitou materiálu v dôsledku uhličitanových a iných inklúzií alebo s prítomnosťou veľkých pórov. Na výsledky majú dôsledky aj nevyhnutné chyby vo výskume.

Faktory vplyvu

Početné štúdie preukázali, že indikátor náchylnosti pôdy na poklesy závisí najmä od:

• Tlak.
• Stupne hustoty pôdy s prirodzenou vlhkosťou.
• Zloženie poklesová pôda.
• Zvýšená úroveň vlhkosti.

Závislosť od zaťaženia sa prejaví na krivke, pozdĺž ktorej pri zvyšovaní ukazovateľa dosiahne najskôr svoju maximálnu hodnotu aj hodnota relatívneho sklonu k zmene. S následným zvýšením tlaku sa začne blížiť k nule.

Tlak je spravidla 0,2 - 0,5 MPa a pre sprašové hliny - 0,4 - 0,6 MPa.

Závislosť je spôsobená skutočnosťou, že v procese nakladania poklesovej pôdy pri prirodzenom nasýtení na určitej úrovni začína deštrukcia štruktúry. V tomto prípade sa pozoruje ostré stlačenie bez zmeny nasýtenia vodou. Deformácia pri zvyšovaní tlaku bude pokračovať, kým vrstva nedosiahne svoj extrémne hustý stav.

Závislosť od zloženia pôdy

Vyjadruje sa tým, že so zvyšujúcim sa číslom plasticity klesá tendencia k deformácii. Zjednodušene povedané, väčšia miera štrukturálnej variability je typická pre závesy a menšia miera pre hlinu. Prirodzene, aby sa toto pravidlo splnilo, ostatné podmienky musia byť rovnaké.

Počiatočný tlak

O projektovanie základov budov a stavieb vypočíta sa zaťaženie konštrukcií na zemi. V tomto prípade sa určí počiatočný (minimálny) tlak, pri ktorom začína deformácia s úplným nasýtením vodou. Ničí prirodzenú štrukturálnu pevnosť pôdy. To vedie k tomu, že proces normálneho zhutňovania je narušený. Tieto zmeny sú zasa sprevádzané reštrukturalizáciou konštrukcie a intenzívnym zhutňovaním.

Berúc do úvahy vyššie uvedené, zdá sa, že v štádiu projektovania pri organizovaní výstavby by mala byť hodnota počiatočného tlaku blízka nule. V praxi to tak však nie je. Uvedený parameter by sa mal použiť tak, aby sa hrúbka vypočítala podľa všeobecné pravidlá nepoklesnutie.

Účel ukazovateľa

Pri vývoji projektov sa využíva počiatočný tlak základy na poklesnutých pôdach na určenie:

• Návrhové zaťaženie, pri ktorom nedôjde k žiadnym zmenám.
• Veľkosť zóny, v ktorej dôjde k zhutneniu v dôsledku hmotnosti základu.
• Požadovaná hĺbka deformácie pôdy alebo hrúbka pôdneho vankúša, úplne eliminujúca deformáciu.
• Hĺbka, od ktorej začínajú zmeny v pôdnej hmote.

Počiatočná vlhkosť

Nazýva sa indikátorom, pri ktorom pôdy v namáhanom stave začnú klesať. Pri určovaní počiatočnej vlhkosti sa normálna hodnota považuje za 0,01.

Metóda stanovenia parametra je založená na laboratórnych kompresných testoch. Na výskum je potrebných 4-6 vzoriek. Používa sa metóda dvoch kriviek.

Jedna vzorka sa testuje pri prirodzenej vlhkosti so zaťažením na maximálny tlak v oddelených fázach. Tým sa pôda nasiakne, kým sa pokles nestabilizuje.

Druhá vzorka sa najskôr nasýti vodou a potom sa za nepretržitého namáčania naplní na maximálny tlak v rovnakých krokoch.

Zvyšné vzorky sa navlhčia na úrovne, ktoré rozdeľujú limit vlhkosti od počiatočného až po úplné nasýtenie vodou do relatívne rovnakých intervalov. Potom sa vyšetrujú v kompresných nástrojoch.

Zvýšenie sa dosiahne naliatím vypočítaného objemu vody do vzoriek a ich ďalším udržiavaním počas 1-3 dní, kým sa nestabilizuje úroveň nasýtenia.

Charakteristiky deformácie

Sú to koeficienty stlačiteľnosti a jej variability, deformačný modul a relatívne stlačenie.

Modul deformácie sa používa na výpočet pravdepodobných ukazovateľov sadnutia základov a ich nerovností. Spravidla sa určuje v teréne. Na tento účel sa vzorky pôdy testujú pri statickom zaťažení. Hodnota modulu deformácie je ovplyvnená vlhkosťou, úrovňou hustoty, štruktúrnou konektivitou a pevnosťou pôdy.

S rastúcou hmotou pôdy sa tento ukazovateľ zvyšuje, s väčšou saturáciou vodou klesá.

Koeficient variability stlačiteľnosti

Je definovaná ako pomer stlačiteľnosti pri ustálenej alebo prirodzenej vlhkosti a vlastností pôdy v stave nasýtenom vodou.

Porovnanie koeficientov získaných z poľa a laboratórny výskum, ukazuje, že rozdiel medzi nimi je nepatrný. Je v rozmedzí 0,65-2 krát. Pre praktickú aplikáciu preto stačí určiť ukazovatele v laboratórnych podmienkach.

Koeficient variability závisí najmä od tlaku, vlhkosti a úrovne jeho zvýšenia. So zvyšujúcim sa tlakom sa indikátor zvyšuje a so zvyšujúcou sa prirodzenou vlhkosťou klesá. Pri úplnom nasýtení vodou sa koeficient blíži k 1.

Pevnostné charakteristiky

Sú to uhol vnútorného trenia a špecifická priľnavosť. Závisia od pevnosti konštrukcie, úrovne nasýtenia vodou a (v menšej miere) hustoty. So zvyšujúcou sa vlhkosťou sa adhézia znižuje 2-10 krát a uhol klesá o 1,05-1,2. So zvyšujúcou sa pevnosťou konštrukcie sa zvyšuje adhézia.

Typy poklesnutých pôd

Celkovo sú 2 z nich:

1. K poklesu dochádza prevažne v deformovateľnej zóne podkladu vplyvom zaťaženia základu alebo iného vonkajšieho faktora. V tomto prípade deformácia v dôsledku jeho hmotnosti takmer chýba alebo nie je väčšia ako 5 cm.
2. Je možný pokles pôdy v dôsledku jej hmotnosti. Vyskytuje sa prevažne v spodnej vrstve hrúbky a presahuje 5 cm.Vplyvom vonkajšieho zaťaženia môže dôjsť k poklesu aj v hornej časti v hraniciach deformovateľnej zóny.

Typ zosuvu sa používa pri posudzovaní podmienok výstavby, vypracovaní protisesuvných opatrení, návrhu základov, základov a samotnej stavby.

Ďalšie informácie

K poklesu môže dôjsť v ktorejkoľvek fáze výstavby alebo prevádzky stavby. Môže sa objaviť po zvýšení počiatočnej poklesovej vlhkosti.

Pri núdzovom premáčaní sa pôda prepadáva v hraniciach deformovateľnej zóny pomerne rýchlo - do 1-5 cm/deň. Po zastavení prísunu vlhkosti po niekoľkých dňoch sa pokles stabilizuje.

Ak počiatočné premočenie prebehlo v hraniciach časti deformačnej zóny, pri každom ďalšom nasýtení vodou dôjde k poklesu až do úplného navlhčenia celej zóny. V súlade s tým sa bude zvyšovať so zvyšujúcim sa zaťažením pôdy.

Pri intenzívnom a nepretržitom premáčaní závisí pokles pôdy od pohybu vrstvy vlhkosti smerom nadol a od vytvorenia zóny nasýtenej vodou. V tomto prípade sa pokles začne hneď, ako predná časť zvlhčovania dosiahne hĺbku, v ktorej pôda klesá od svojej vlastnej hmotnosti.

Základné pojmy kurzu. Ciele a ciele kurzu. Zloženie, štruktúra, stav a fyzikálne vlastnosti pôdy.

Základné pojmy kurzu.

Mechanika pôdyštuduje fyzikálno-mechanické vlastnosti zemín, metódy výpočtu napätosti a deformácií základov, hodnotenie stability zemných hmôt a tlaku pôdy na konštrukcie.

Ground sa vzťahuje na akúkoľvek horninu používanú v stavebníctve ako základ stavby, prostredie, v ktorom je stavba postavená, alebo materiál pre stavbu.

skala nazývame prirodzene konštruovaný súbor minerálov, ktorý sa vyznačuje zložením, štruktúrou a textúrou.

Pod zloženie implikovať zoznam minerálov, ktoré tvoria horninu. Štruktúra- to je veľkosť, tvar a kvantitatívny pomer častíc, z ktorých sa hornina skladá. textúra– priestorové usporiadanie pôdnych prvkov, ktoré určuje jej štruktúru.

Všetky pôdy sú rozdelené na prírodné - vyvreté, sedimentárne, metamorfované - a umelé - zhutnené, fixované v prirodzenom stave, objemné a aluviálne.

Ciele kurzu mechaniky zemín.

Hlavným cieľom kurzu je naučiť študenta:

Základné zákony a základné princípy mechaniky pôd;

Vlastnosti zemín a ich charakteristiky - fyzikálne, deformačné, pevnostné;

Metódy výpočtu napätého stavu zemnej hmoty;

Metódy výpočtu pevnosti a sadania pôdy.

Zloženie a štruktúra pôd.

Pôda je trojzložkové médium pozostávajúce z pevné, kvapalné a plynné Komponenty. Niekedy sú izolované v zemi biota- živá hmota. Pevné, kvapalné a plynné zložky sú v neustálej interakcii, ktorá sa aktivuje v dôsledku konštrukcie.

Častice Pôdy pozostávajú z minerálov tvoriacich horniny s rôznymi vlastnosťami:

Minerály sú inertné voči vode;

Minerály sú rozpustné vo vode;

Ílové minerály.

Kvapalina zložka je prítomná v pôde v 3 stavoch:

Kryštalizácia;

Súvisiace;

Zadarmo.

Plynný zložku v najvrchnejších vrstvách pôdy predstavuje atmosférický vzduch, nižšie - dusík, metán, sírovodík a iné plyny.

Štruktúra a textúra pôdy, štrukturálna pevnosť a väzby v pôde.

Súhrn pevných častíc tvorí kostru pôdy. Tvar častíc môže byť hranatý alebo okrúhly. Hlavnou charakteristikou pôdnej štruktúry je známkovanie, ktorý ukazuje kvantitatívny pomer frakcií častíc rôznych veľkostí.

Textúra pôdy závisí od podmienok jej vzniku a geologickej histórie a charakterizuje heterogenitu hrúbky pôdy vo formácii. Existujú tieto hlavné typy zloženia prírodných ílovitých pôd: vrstvené, súvislé a zložité.

Hlavné typy štrukturálnych spojení v pôde:

1) kryštalizácia spojenie je vlastné skalnatým pôdam. Energia kryštalických väzieb je úmerná intrakryštalickej energii chemická väzba jednotlivé atómy.

2)koloidná voda väzby sú určené silami elektromolekulovej interakcie medzi minerálnymi časticami na jednej strane a vodnými filmami a koloidnými obalmi na strane druhej. Veľkosť týchto síl závisí od hrúbky fólií a škrupín. Vodo-koloidné väzby sú plastické a reverzibilné; so zvyšujúcou sa vlhkosťou rýchlo klesajú na hodnoty blízke nule.