Strukturālā izturība. Ko darīsim ar saņemto materiālu?

Kursa pamatjēdzieni. Kursa mērķi un uzdevumi. Sastāvs, struktūra, stāvoklis un fizikālās īpašības augsnes.

Kursa pamatjēdzieni.

Augsnes mehānika pēta grunts fizikālās un mehāniskās īpašības, pamatu sprieguma stāvokļa un deformāciju aprēķināšanas metodes, grunts masu noturības novērtēšanu un grunts spiedienu uz konstrukcijām.

Zemējums attiecas uz jebkuru iežu, ko izmanto būvniecībā kā būves pamatu, vidi, kurā konstrukcija ir uzbūvēta, vai konstrukcijas materiālu.

klints sauc par dabiski konstruētu minerālu kopumu, kam raksturīgs sastāvs, struktūra un faktūra.

Zem sastāvu nozīmē minerālu sarakstu, kas veido iezi. Struktūra- tas ir iezi veidojošo daļiņu izmērs, forma un kvantitatīvā attiecība. Tekstūra– augsnes elementu telpiskais izvietojums, kas nosaka tās struktūru.

Visas augsnes ir sadalītas dabiskās - magmainās, nogulumiežu, metamorfās - un mākslīgās - saspiestās, dabiskajā stāvoklī fiksētās, masīvās un aluviālās augsnes.

Grunts mehānikas kursa mērķi.

Kursa galvenais mērķis ir iemācīt studentam:

Grunts mehānikas pamatlikumi un pamatprincipi;

Augsņu īpašības un to raksturojums - fizikālās, deformācijas, stiprība;

Augsnes masas nospriegotā stāvokļa aprēķināšanas metodes;

Augsnes stiprības un nosēšanās aprēķināšanas metodes.

Augsņu sastāvs un struktūra.

Augsne ir trīskomponentu vide, kas sastāv no cieta, šķidra un gāzveida sastāvdaļas. Dažreiz tie ir izolēti zemē biota- dzīvā viela. Cietās, šķidrās un gāzveida sastāvdaļas atrodas pastāvīgā mijiedarbībā, kas tiek aktivizēta būvniecības rezultātā.

Cietās daļiņas augsnes sastāv no iežu veidojošiem minerāliem ar dažādas īpašības:

Minerāli ir inerti pret ūdeni;

Minerāli ir ūdenī šķīstoši;

Mālu minerāli.

Šķidrums komponents augsnē atrodas 3 stāvokļos:

Kristalizācija;

Saistīts;

Bezmaksas.

Gāzveida komponents augšējos augsnes slāņos ir attēlots ar atmosfēras gaiss, zemāk – slāpeklis, metāns, sērūdeņradis un citas gāzes.

Augsnes struktūra un faktūra, struktūras izturība un saites augsnē.

Cieto daļiņu kopums veido augsnes karkasu. Daļiņu forma var būt leņķiska vai apaļa. Galvenā augsnes struktūras īpašība ir granulometriskais sastāvs, kas parāda dažāda lieluma daļiņu frakciju kvantitatīvo attiecību.

Augsnes tekstūra ir atkarīga no tās veidošanās apstākļiem un ģeoloģiskā vēsture un raksturo augsnes biezuma neviendabīgumu veidojumā. Ir šādi galvenie dabīgā sastāva veidi māla augsnes: slāņveida, kausēta un sarežģīta.

Galvenie strukturālo savienojumu veidi augsnēs:

1) kristalizācija savienojums ir raksturīgs akmeņainām augsnēm. Kristālisko saišu enerģija ir samērīga ar atsevišķu atomu ķīmisko saišu intrakristālisko enerģiju.

2)ūdens koloidāls saites nosaka elektromolekulārie mijiedarbības spēki starp minerālu daļiņām, no vienas puses, un ūdens plēvēm un koloidālajiem apvalkiem, no otras puses. Šo spēku lielums ir atkarīgs no plēvju un čaulu biezuma. Ūdens-koloidālās saites ir plastmasas un atgriezeniskas; palielinoties mitrumam, tie ātri samazinās līdz vērtībām, kas ir tuvu nullei.

Cieto daļiņu kopums veido augsnes karkasu. Daļiņu forma var būt leņķiska vai apaļa. Galvenā augsnes struktūras īpašība ir granulometriskais sastāvs, kas parāda dažāda lieluma daļiņu frakciju kvantitatīvo attiecību.

Augsnes faktūra ir atkarīga no tās veidošanās apstākļiem un ģeoloģiskās vēstures un raksturo augsnes biezuma neviendabīgumu veidojumā. Ir šādi galvenie dabisko māla augšņu sastāva veidi: slāņveida, vienlaidus un sarežģīti.

Galvenie strukturālo savienojumu veidi augsnēs:

1) kristalizācija savienojums ir raksturīgs akmeņainām augsnēm. Kristālisko saišu enerģija ir samērīga ar atsevišķu atomu ķīmisko saišu intrakristālisko enerģiju.

2)ūdens koloidāls saites nosaka elektromolekulārie mijiedarbības spēki starp minerālu daļiņām, no vienas puses, un ūdens plēvēm un koloidālajiem apvalkiem, no otras puses. Šo spēku lielums ir atkarīgs no plēvju un čaulu biezuma. Ūdens-koloidālās saites ir plastmasas un atgriezeniskas; palielinoties mitrumam, tie ātri samazinās līdz vērtībām, kas ir tuvu nullei.

Darba beigas -

Šī tēma pieder sadaļai:

Lekciju piezīmes par augsnes mehāniku

Ja vajag papildu materiāls par šo tēmu, vai arī neatradāt meklēto, iesakām izmantot meklēšanu mūsu darbu datubāzē:

Ko darīsim ar saņemto materiālu:

Ja šis materiāls jums bija noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:

Visas tēmas šajā sadaļā:

Augsņu sastāvs un struktūra
Augsne ir trīskomponentu vide, kas sastāv no cietām, šķidrām un gāzveida sastāvdaļām. Dažkārt biota – dzīvā viela – ir izolēta augsnē. Cietās, šķidrās un gāzveida sastāvdaļas

Augsnes fizikālās īpašības
Iedomāsimies noteiktu tilpumu trīskomponentu augsni ar masu

Nosacītās konstrukcijas pretestības jēdziens
Vissvarīgākā īpašība grunts nestspēja ir aprēķinātā pretestība, kas atkarīga no pamatnes fizikālajām un mehāniskajām īpašībām un ģeometriskie parametri pamats

Augsnes mehāniskās īpašības
Ar augsnes mehāniskajām īpašībām saprot to spēju pretoties apjoma un formas izmaiņām spēka (virsmas un masas) un fizikālās (mitruma, temperatūras un

Augsnes deformējamība
Konstrukcijas pārnesto slodžu ietekmē pamatu grunts var piedzīvot lielas deformācijas.

Kompresijas testi, kompresijas līkņu iegūšana un analīze
Saspiešana ir augsnes parauga vienpusēja saspiešana. vertikālā slodze ar nosacījumu, ka nav sānu izplešanās. Pārbaudes tiek veiktas kompresijas ierīcē - odometrā (2.2. att.).

Augsņu deformācijas īpašības
Pie nelielām spiedes sprieguma izmaiņām (apmēram 0,1...0,3 MPa) augsnes porainības koeficienta samazināšanās ir proporcionāla spiedes sprieguma pieaugumam.

Saspiežamības koeficients
Augsnes caurlaidība

Ūdens caurlaidība ir ar ūdeni piesātinātas augsnes īpašība nodrošināt nepārtrauktu ūdens plūsmu caur tās porām spiediena atšķirību ietekmē.
Apskatīsim ūdens filtrēšanas shēmu elementā

Laminārās filtrācijas likums
Eksperimentāli Darcy zinātnieki atklāja, ka filtrācijas ātrums ir tieši proporcionāls spiediena starpībai ( Ūdens filtrācijas modeļi irdenās un saliedētās augsnēs Darsija likums ir patiess

smilšainas augsnes
. Mālainās augsnēs ar salīdzinoši nelielām spiediena gradienta vērtībām filtrēšana var nenotikt. Pastāvīgo filtrēšanas režīmu iestata

Augsnes pretestība vienas plaknes griezumā
Bīdes ierīce (2.6. att.) ļauj pie dažādiem norādītiem normālspriegumiem noteikt ierobežojošos bīdes spriegumus, kas rodas augsnes parauga iznīcināšanas brīdī. Pārbīde (iznīcināšana)

Bīdes pretestība sarežģītos stresa apstākļos. Kulona-Mūra stiprības teorija
Kulona-Mora teorija ņem vērā augsnes izturību sarežģītos stresa apstākļos. Grunts elementārā tilpuma virsmām jāpieliek galvenie spriegumi (2.8. att., a). Ar pakāpenisku

Augsnes stiprība nekonsolidētā stāvoklī
Iepriekš minētais atbilst augsnes testēšanai stabilizētā stāvoklī, tas ir, kad parauga nogulsnēšanās spiedes sprieguma iedarbības dēļ ir apstājusies.

Ar nepabeigtu konso
Lauku metodes augšņu mehānisko īpašību parametru noteikšanai

Gadījumos, kad ir grūti vai neiespējami atlasīt neskartas struktūras augsnes paraugus, deformācijas un stiprības raksturlielumu noteikšanai izmanto lauka pārbaudes metodes.
Spriegumu noteikšana augsnes masās Spriegumi augsnes masās, kas kalpo kā pamats, vide vai materiāls konstrukcijai, rodas ārējo slodžu un pašas augsnes svara ietekmē. spēlē lomu pamatu aprēķina modeļa un kontaktproblēmas risināšanas metodes izvēlē. Inženierpraksē visizplatītākā ir

Pamatu stingrības ietekme uz kontaktspriegumu sadalījumu
Teorētiski kontaktspriegumu diagrammai zem stingra pamata ir seglu formas izskats ar bezgalīgi lielām sprieguma vērtībām malās. Taču augsnes plastisko deformāciju dēļ laikā

Spriegumu sadalījums augsnes pamatos augsnes pašas svara dēļ
Vertikālos spriegumus no pašas augsnes svara dziļumā z no virsmas nosaka pēc formulas:

Spriegumu noteikšana augsnes masā, ko rada lokālas slodzes iedarbība uz tās virsmu
Spriegumu sadalījums pamatnē ir atkarīgs no pamatnes formas plānā. Būvniecībā visizplatītākie ir lentveida, taisnstūrveida un apaļie pamati. Tātad apmēram

Vertikāla koncentrēta spēka darbības problēma
Elastīgas pustelpas virsmai pieliktā vertikālā koncentrēta spēka darbības problēmas risinājums, ko 1885. gadā ieguva J. Boussinesq, ļauj noteikt visas sprieguma komponentes.

Plakana problēma. Vienmērīgi sadalītas slodzes darbība
Shēma spriegumu aprēķināšanai pamatnē plaknes problēmas gadījumā, darbojoties vienmērīgi sadalīta slodze intensitāte

Telpiskais uzdevums. Vienmērīgi sadalītas slodzes darbība
1935. gadā A. Love ieguva vertikālo spiedes spriegumu vērtības jebkurā punktā

Stūra punkta metode
Stūra punkta metode ļauj noteikt spiedes spriegumus pamatnē pa vertikālu līniju, kas iet caur jebkuru virsmas punktu. Ir trīs iespējamie risinājumi (3.9. att.).

Pamatu formas un laukuma ietekme plānā
Attēlā 3.10. Parasto spriegumu diagrammas tika izveidotas gar vertikālo asi, kas iet cauri

Augsnes masu izturība un stabilitāte. Augsnes spiediens uz žogiem
Noteiktos apstākļos var rasties augsnes masas daļas stabilitātes zudums, ko papildina ar to mijiedarbojošo konstrukciju iznīcināšana. Tas ir saistīts ar veidošanos

Kritiskās slodzes uz pamatu augsnēm. Grunts pamatu nospriegotā stāvokļa fāzes
Apsveriet atkarības grafiku attēlā. 4.1, a.

Sakarīgai augsnei, sākotnējā mācīšana

Sākotnējā kritiskā slodze atbilst gadījumam, kad pie pamatnes zem pamatu pamatnes vienā punktā zem pamatu malas iestājas robežstāvoklis.
Ja pieļaujam ierobežojoša līdzsvara zonu attīstību līdz dziļumam zem centralizēti noslogota pamatnes platuma b

Maksimālā kritiskā slodze pi atbilst spriegumam zem pamatu pamatnes, pie kura ir izsmelta pamatu grunts nestspēja (4.1. att.), kas dzen

Praktiskās metodes pamatu nestspējas un stabilitātes aprēķināšanai
Pamatu aprēķināšanas principi, pamatojoties uz pirmo robežstāvokli (attiecībā uz grunts stiprību un nestspēju). Saskaņā ar SNiP 2.02.01-83* nestspēja

pamati tiek uzskatīti par nodrošinātiem
Nogāžu un nogāžu stabilitāte

Slīpums ir mākslīgi izveidota virsma, kas robežojas ar dabisku augsnes masu, izrakumu vai uzbērumu. Nogāzes veidojas dažādu veidu uzbērumu (dambju, zemes aizsprostu) būvniecības laikā
Drošības koeficienta jēdziens nogāzēm un nogāzēm

Stabilitātes koeficients bieži tiek pieņemts šādā formā: , (4.13) kur
Vienkāršākās metodes stabilitātes aprēķināšanai

4.4.1. Nogāžu stabilitāte ideāli irdenās augsnēs (ϕ ≠0; с=0) Ir slīpums ar leņķi α, pie dotā φ smiltīm, veidojot
Ņemot vērā filtrācijas spēku ietekmi Ja līmenis gruntsūdeņi

atrodas virs nogāzes pamatnes, uz tās virsmas izplūst filtrācijas plūsma, kas noved pie nogāzes stabilitātes samazināšanās.
Šajā gadījumā, apsverot

Apļveida cilindrisku bīdāmo virsmu metode
Tiek pieņemts, ka slīpuma stabilitātes zudums var rasties kā rezultātā Pasākumi nogāžu un nogāžu stabilitātes uzlabošanai Viens no visvairāk

efektīvi veidi
nogāžu un nogāžu stabilitātes palielināšana ir to izlīdzināšana vai pakāpiena profila izveide ar horizontālu platformu (bermu) veidošanos augstumā no plkst.

Jēdzieni par augsnes mijiedarbību ar norobežojošām konstrukcijām (atpūtas spiediens, aktīvais un pasīvais spiediens)
Norobežojošās konstrukcijas ir veidotas tā, lai aiz tām esošās augsnes masas nesabruktu. Šādas konstrukcijas ietver atbalsta sienu, kā arī pagraba sienas un

Pasīvā spiediena noteikšana
Pasīvais spiediens rodas, sienai virzoties uz aizpildījuma grunti (4.9. att.).

Problēmas paziņojums
Aprēķinu shēmas pamatu galīgā stabilizētā nosēduma noteikšanas problēmai no slodzes iedarbības, kas tiek pārnesta uz augsni caur pamatu pamatni, ir parādītas attēlā. 5.1. Lineāri deformējamas pustelpas vai ierobežota biezuma grunts slāņa nosēduma noteikšana par spriegumu sadalījumu viendabīgā izotropā augsnes masā no slodzēm, kas pieliktas uz tās virsmu. Attiecības starp zoles un centralizēti noslogoto norēķinu

Praktiskās metodes pamatu galīgo deformāciju aprēķināšanai
5.2.1. Nogulumu aprēķins, izmantojot slāņu summēšanas metodi.

Slāņa slāņa summēšanas metodi (neņemot vērā augsnes sānu izplešanās iespēju) iesaka SNiP 2.02.01-83*.
Norēķinu aprēķins, izmantojot ekvivalentā slāņa metodi

Ekvivalentais slānis ir augsnes slānis ar biezumu he, kura nosēšanās pie nepārtrauktas slodzes uz virsmas p0 būs vienāda ar augsnes pustelpas nosēšanos zem gaisa.
5.3. 9. lekcija Praktiskās metodes

aprēķinot nodibinājumu pamatu norēķinu laikā. Ja pamatu pamatnē ir ar ūdeni piesātinātas mālainas augsnes Ir jāņem vērā daudzi faktori. Īpaša uzmanība būtu jāpiešķir sastāvam un Daži no tā veidiem spēj nokarāties, kad mitrums palielinās stresa ietekmē zem sava svara vai no ārējas slodzes. Līdz ar to šo nosaukumu

augsnes - "iegrimšana"

". Apskatīsim to īpašības sīkāk.:

• Sugas
• Apskatāmajā kategorijā ietilpst
• Lesa augsnes (smilšmāls un less).
• Māli un smilšmāls.
• Atsevišķi seguma suspensijas un smilšmāla veidi. Lielapjoma rūpnieciskie atkritumi. Tie jo īpaši ietver pelnus un režģu putekļus.

Silt-mālainas augsnes

ar augstu konstrukcijas izturību. Specifikācijas Ieslēgts sākuma stadija būvniecības organizācija ir nepieciešams veikt vietnes augsnes sastāva izpēti, lai noteiktu iespējamo

deformācijas. To rašanās

nosaka augsnes veidošanās procesa īpatnības. Slāņi ir nepietiekami sablīvētā stāvoklī. Lesa augsnē šis stāvoklis var saglabāties visu tās pastāvēšanas laiku.

Slodzes un mitruma palielināšanās parasti izraisa papildu sablīvēšanos apakšējos slāņos. Taču, tā kā deformācija būs atkarīga no ārējās ietekmes spēka, saglabāsies nepietiekama biezuma sablīvēšanās attiecībā pret ārējo spiedienu, kas pārsniedz spriegumu no savas masas.

Vājās augsnēs nostiprināšanas iespēju laboratorisko pārbaužu laikā nosaka pēc samitrinātās stiprības samazināšanās attiecības pret efektīvā spiediena indikatoru.

Īpašības Papildus nepietiekamai sablīvēšanai iegrimšanas augsnēm raksturīgs zems dabiskais mitrums, putekļains sastāvs un augsta konstrukcijas izturība. rādītājs ir robežās no 0,12-0,20. Mitruma pakāpe pirmajā gadījumā ir 0,1-0,3, otrajā - 0,3-0,6.

Strukturālā izturība

To galvenokārt izraisa cementēšanas saķere. Jo vairāk mitruma nokļūst zemē, jo zemāka ir izturība.

Pētījuma rezultāti parādīja, ka plānām ūdens kārtiņām ir veidojumu ķīļveida iedarbība. Tie darbojas kā smērviela un atvieglo iegrimušo augsnes daļiņu slīdēšanu. Plēves nodrošina blīvāku slāņu iepakošanu ārējā ietekmē.

Mitruma piesātināta adhēzija iegrimšanas augsne nosaka molekulārās pievilkšanās spēka ietekme. Šī vērtība ir atkarīga no blīvuma pakāpes un zemes sastāva.

Procesa raksturojums

Nogrimšana ir sarežģīts fizikāls un ķīmisks process. Tas izpaužas kā augsnes sablīvēšanās, ko izraisa daļiņu un pildvielu kustība un blīvāka (kompaktāka) izvietošana. Sakarā ar to kopējā slāņu porainība tiek samazināta līdz stāvoklim, kas atbilst darba spiediena līmenim.

Blīvuma palielināšanās noved pie dažām individuālo īpašību izmaiņām. Pēc tam spiediena ietekmē turpinās blīvēšana, un attiecīgi spēks turpina palielināties.

Noteikumi

Lai notiktu izņemšana, jums ir nepieciešams:

• Slodze no pamatiem vai sava masa, kas, samitrinot, pārvarēs daļiņu saķeres spēkus.
• Pietiekams mitruma līmenis. Tas palīdz samazināt spēku.

Šiem faktoriem jādarbojas kopā.

Mitrums nosaka deformācijas ilgumu iegrimšanas augsnes. Kā likums, tas notiek salīdzinoši īsā laikā. Tas ir saistīts ar faktu, ka augsne pārsvarā ir zema mitruma stāvoklī.

Deformācija ar ūdeni piesātinātā stāvoklī ilgst ilgāk, jo ūdens filtrējas caur augsni.

Augsnes blīvuma noteikšanas metodes

Relatīvo iegrimšanu nosaka, izmantojot neskartas struktūras paraugus. Šim nolūkam tiek izmantota kompresijas ierīce - augsnes blīvuma mērītājs. Pētījumā tiek izmantotas šādas metodes:

• Viena līkne ar viena parauga analīzi un tā mērcēšanu aktīvās slodzes beigu posmā. Izmantojot šo metodi, ir iespējams noteikt augsnes saspiežamību pie noteiktā vai dabiskā mitruma satura, kā arī relatīvo tendenci deformēties pie noteikta spiediena.
• Divas līknes, pārbaudot 2 paraugus ar vienādu blīvumu. Viens tiek pārbaudīts dabiskā mitruma apstākļos, otrs - piesātinātā stāvoklī. Šī metodeļauj noteikt saspiežamību ar pilnu un dabisku mitrumu, relatīvo tendenci deformēties, kad slodze mainās no nulles uz galīgo.
• Kombinēts. Šī metode ir divu iepriekšējo divu modificēta kombinācija. Pārbaudi veic ar vienu paraugu. Vispirms to pārbauda dabiskā stāvoklī līdz 0,1 MPa spiedienam. Lietošana kombinētā metodeļauj analizēt tās pašas īpašības kā 2 līkņu metode.

Svarīgi punkti

Pārbaudes laikā iekšā augsnes blīvuma mērītāji Izmantojot kādu no iepriekšminētajām iespējām, jāņem vērā, ka pētījumu rezultātiem ir raksturīga ievērojama mainīgums. Šajā sakarā daži rādītāji, pat pārbaudot vienu paraugu, var atšķirties par 1,5-3 un dažos gadījumos par 5 reizēm.

Šādas būtiskas svārstības ir saistītas ar mazs izmērs paraugi, materiāla neviendabīgums karbonātu un citu ieslēgumu dēļ vai lielu poru klātbūtne. Neizbēgamas kļūdas pētījumos arī ietekmē rezultātus.

Ietekmes faktori

Daudzos pētījumos ir konstatēts, ka augsnes jutības pret iegrimšanu indikators galvenokārt ir atkarīgs no:

• Spiediens.
• Augsnes blīvuma pakāpes ar dabisko mitrumu.
• Sastāvs iegrimšanas augsne.
• Paaugstināts mitruma līmenis.

Atkarība no slodzes atspoguļojas līknē, pa kuru, indikatoram pieaugot, arī relatīvās tendences mainīties vērtība vispirms sasniedz savu maksimālo vērtību. Ar sekojošu spiediena palielināšanos tas sāk tuvoties nullei.

Parasti spiediens ir 0,2-0,5 MPa, bet lesam līdzīgiem māliem - 0,4-0,6 MPa.

Atkarību izraisa fakts, ka iegrimšanas augsnes noslogošanas procesā pie dabiskā piesātinājuma noteiktā līmenī sākas struktūras iznīcināšana. Šajā gadījumā tiek novērota asa saspiešana, nemainot ūdens piesātinājumu. Deformācija, palielinoties spiedienam, turpināsies, līdz slānis sasniegs ārkārtīgi blīvo stāvokli.

Atkarība no augsnes sastāva

Tas izpaužas faktā, ka, palielinoties plastiskumam, deformācijas tendence samazinās. Vienkārši sakot, lielāka struktūras mainīguma pakāpe ir raksturīga suspensijām, un mazāka mainības pakāpe ir raksturīga māliem. Protams, lai šis noteikums tiktu izpildīts, citiem nosacījumiem ir jābūt vienādiem.

Sākotnējais spiediens

Plkst ēku un būvju pamatu projektēšana tiek aprēķināta konstrukciju slodze uz zemi. Šajā gadījumā tiek noteikts sākotnējais (minimālais) spiediens, pie kura sākas deformācija ar pilnīgu piesātinājumu ar ūdeni. Tas iznīcina augsnes dabisko strukturālo izturību. Tas noved pie tā, ka tiek traucēts normālas blīvēšanas process. Šīs izmaiņas savukārt pavada struktūras pārstrukturēšana un intensīva blīvēšana.

Ņemot vērā iepriekš minēto, šķiet, ka projektēšanas stadijā, organizējot būvniecību, sākotnējā spiediena vērtība ir jāpieņem tuvu nullei. Tomēr praksē tas tā nav. Norādītais parametrs jāizmanto tā, lai biezums tiktu aprēķināts atbilstoši vispārīgie noteikumi nesubsidēšana.

Rādītāja mērķis

Projektu izstrādē tiek izmantots sākotnējais spiediens pamati uz iegrimšanas augsnēm lai noteiktu:

• Projektētā slodze, pie kuras izmaiņas nebūs.
• Tās zonas lielums, kurā notiks sablīvēšanās pamatnes masas dēļ.
• Nepieciešamais augsnes deformācijas dziļums vai augsnes spilvena biezums, pilnībā novēršot deformāciju.
• Dziļums, no kura sākas augsnes masas izmaiņas.

Sākotnējais mitrums

To sauc par indikatoru, kurā augsnes saspringtā stāvoklī sāk iegrimt. Priekš normālā vērtība nosakot sākotnējo mitrumu, tiek pieņemta sastāvdaļa 0,01.

Parametra noteikšanas metode ir balstīta uz laboratorijas kompresijas testiem. Pētījumiem nepieciešami 4-6 paraugi. Tiek izmantota divu līkņu metode.

Viens paraugs tiek pārbaudīts dabiskā mitruma apstākļos ar slodzi līdz maksimālais spiediens atsevišķos posmos. Ar to augsne tiek iemērcta, līdz iegrimšana stabilizējas.

Otro paraugu vispirms piesātina ar ūdeni un pēc tam, nepārtraukti mērcējot, tajās pašās darbībās ielādē līdz maksimālajam spiedienam.

Atlikušos paraugus samitrina līdz līmenim, kas sadala mitruma robežu no sākotnējā līdz pilnīgam ūdens piesātinājumam relatīvi vienādos intervālos. Pēc tam tos pārbauda kompresijas instrumentos.

Palielinājums tiek panākts, paraugos ielejot aprēķināto ūdens tilpumu un turpmāk tos uzturot 1-3 dienas, līdz stabilizējas piesātinājuma līmenis.

Deformācijas īpašības

Tie ir saspiežamības un tā mainīguma koeficienti, deformācijas modulis un relatīvā saspiešana.

Deformācijas modulis tiek izmantots, lai aprēķinātu iespējamos pamatu nosēšanās rādītājus un to nelīdzenumus. Kā likums, tas ir definēts lauka apstākļi. Lai to izdarītu, augsnes paraugus pārbauda statiskās slodzēs. Deformācijas moduļa vērtību ietekmē mitrums, blīvuma līmenis, strukturālā savienojamība un augsnes stiprība.

Palielinoties augsnes masai, šis rādītājs palielinās, bet ar lielāku piesātinājumu ar ūdeni tas samazinās.

Saspiežamības mainīguma koeficients

To definē kā attiecību starp saspiežamību pie vienmērīga vai dabiska mitruma un augsnes īpašībām ar ūdeni piesātinātā stāvoklī.

Salīdzinot lauka un laboratorijas pētījumos iegūtos koeficientus, redzams, ka atšķirība starp tiem ir nenozīmīga. Tas ir robežās no 0,65 līdz 2 reizēm. Tāpēc praktiskai lietošanai pietiek ar rādītāju noteikšanu iekšā laboratorijas apstākļi.

Mainīguma koeficients galvenokārt ir atkarīgs no spiediena, mitruma un tā pieauguma līmeņa. Palielinoties spiedienam, indikators palielinās, un, palielinoties dabiskajam mitrumam, tas samazinās. Kad tas ir pilnībā piesātināts ar ūdeni, koeficients tuvojas 1.

Stiprības īpašības

Tie ir iekšējās berzes un īpatnējās saķeres leņķis. Tie ir atkarīgi no konstrukcijas stiprības, ūdens piesātinājuma līmeņa un (mazākā mērā) blīvuma. Palielinoties mitrumam, saķere samazinās par 2-10 reizēm, un leņķis samazinās par 1,05-1,2. Palielinoties konstrukcijas izturībai, palielinās adhēzija.

Nogrimšanas augšņu veidi

Kopumā ir 2 no tiem:

1. Iegrimšana notiek galvenokārt pamatnes deformējamajā zonā pamatu slodzes vai cita ārēja faktora ietekmē. Šajā gadījumā deformācijas tā svara dēļ gandrīz nav vai tā nepārsniedz 5 cm.
2. Iespējama augsnes iegrimšana tās masas dēļ. Pārsvarā tas notiek biezuma apakšējā slānī un pārsniedz 5 cm Ārējās slodzes ietekmē var rasties arī augšējā daļā deformējamās zonas robežās.

Nogrimšanas veids tiek izmantots, novērtējot būvniecības apstākļus, izstrādājot pretnosēšanās pasākumus, projektējot pamatus, pamatus un pašu ēku.

Papildus informācija

Iegrimšana var notikt jebkurā būves būvniecības vai ekspluatācijas stadijā. Tas var parādīties pēc sākotnējā nogrimšanas mitruma palielināšanās.

Avārijas mērcēšanas laikā augsne deformējamās zonas robežās nokarājas diezgan ātri - 1-5 cm/diennaktī. Pēc tam, kad pēc dažām dienām mitruma padeve apstājas, iegrimšana stabilizējas.

Ja sākotnējā mērcēšana notika deformācijas zonas daļas robežās, ar katru nākamo ūdens piesātinājumu, iegrimšana notiks, līdz visa zona ir pilnībā samitrināta. Attiecīgi tas palielināsies, palielinoties slodzei uz augsni.

Ar intensīvu un nepārtrauktu mērcēšanu augsnes iegrimšana ir atkarīga no mitruma slāņa kustības lejup un ar ūdeni piesātinātas zonas veidošanās. Šajā gadījumā iegrimšana sāksies, tiklīdz mitrināšanas fronte sasniegs dziļumu, kurā augsne nosēdās no sava svara.

Augsnes stiprums - tā ir viņu spēja pretoties iznīcībai. Ģeotehniskos nolūkos ir svarīgi zināt mehāniskā izturība augsnes, t.i. spēja pretoties iznīcināšanai mehāniskā sprieguma ietekmē. Ja deformācijas raksturlielumus nosaka pie spriegumiem, kas neizraisa iznīcināšanu (t.i., līdz kritiskajam), tad grunts stiprības parametrus nosaka pie slodzēm, kas izraisa augsnes iznīcināšanu (t.i., ierobežošanu).

Fiziskā daba augsnes stiprību nosaka mijiedarbības spēki starp daļiņām, t.i. ir atkarīgs no strukturālo saišu stiprības. Jo lielāks mijiedarbības spēks starp augsnes daļiņām, jo ​​lielāka ir tā kopējā izturība. Konstatēts, ka augsnes iznīcināšana notiek, vienai tās daļai nobīdoties pār otru ārējās slodzes bīdes sprieguma ietekmē. Šajā gadījumā augsne iztur bīdes spēkus: saliedētās augsnēs tā ir iekšējās berzes pretestība, bet kohēzijas augsnēs tā ir arī saķeres spēku pretestība.

Stiprības parametrus bieži nosaka laboratorijas apstākļos, izmantojot vienplaknes taisngriezuma instrumentus un stabilometrus. Taisnas griezuma ierīces shēma ir parādīta attēlā. 2.13. Tas sastāv no divu metāla gredzenu būra, starp kuriem ir atstāta atstarpe (apmēram 1 mm). Apakšējais gredzens ir fiksēts, un augšējo gredzenu var pārvietot horizontāli.

Testus veic ar vairākiem paraugiem, kas iepriekš sablīvēti ar dažādu vertikālo spiedienu r. Normāla sprieguma vērtība σ no blīvēšanas slodzes būs , kur A– parauglaukums. Pēc tam pakāpeniski pieliekam horizontālas slodzes T, kuru ietekmē paredzamajā bīdes zonā attīstās tangenciālie spriegumi. Pie noteiktas vērtības iestājas robežlīdzsvars un parauga augšējā daļa pārvietojas pa apakšējo daļu. Par augsnes galīgo bīdes pretestību tiek uzskatīti tangenciālie spriegumi no tās slodzes stadijas, kurā bīdes deformāciju attīstība neapstājas.

Bīdes (vienas plaknes bīdes) gadījumā augsnes stiprība ir atkarīga no normālu spiedes un tangenciālo bīdes spriegumu attiecības, kas darbojas vienā vietā: jo lielāka ir augsnes parauga vertikālā spiedes slodze, jo lielāka ir jāpieliek bīdes slodze. uz paraugu, lai to nocirptu. Ir aprakstīta saistība starp ierobežojošiem tangenciālajiem un normāliem spriegumiem lineārais vienādojums, kas ir robežlīdzsvara vienādojums (Kulona likums)

Tg j+c, (2.22)

kur ir iekšējās berzes leņķis, grādi; tg – iekšējās berzes koeficients; Ar– saķere, MPa. Šeit vienāds ar leņķi taisnes slīpums koordinātēs un saķeres lielums Ar vienāds ar uz ass nogriezto segmentu, t.i. plkst (2.14. att.). Irdenām augsnēm, kurām trūkst kohēzijas ( Ar= 0), Kulona likums ir vienkāršots:

Tg j. (2.23)

Tādējādi un Ar ir augsnes bīdes stiprības parametri.

Dažos gadījumos to identificē ar iekšējās berzes leņķi atdusas leņķis, noteikts nekohēzīvām augsnēm. Atpūtas leņķis ir brīvi izlietas augsnes virsmas slīpuma leņķis pret horizontālo plakni. Tas veidojas daļiņu berzes spēku dēļ.

Triaksiālā saspiešanā augsnes stiprība ir atkarīga no galveno normālo spriegumu attiecības un. Testus veic ar stabilizometra ierīci (2.15. att.). Cilindrisks augsnes paraugs ir ievietots ūdensnecaurlaidīgā gumijas apvalkā un vispirms tiek pakļauts plašai hidrauliskais spiediens, un pēc tam paraugam pakāpeniski tiek pielikts vertikāls spiediens, tādējādi paraugs tiek iznīcināts. Spriedze iegūta no pieredzes.

Trīsaksiālās saspiešanas pārbaudes veic saskaņā ar galveno spriegumu attiecības shēmu, ja > . Šajā gadījumā atkarība tiek konstruēta, izmantojot Mohr apļus, kuru rādiuss ir (2.16. att.). Pārbaudot vismaz divus paraugus augsnes triaksiālai saspiešanai un konstruējot tiem ierobežojošo apvalku, izmantojot formas Mora apļus, saskaņā ar Kulona-Mūra stiprības teoriju, vērtības un Ar, kas triaksiālās saspiešanas apstākļos ir augsnes stiprības parametri.

Kohēzijas spiedienu (pilnībā aizstājot saķeres un berzes spēku darbību) nosaka pēc formulas

ctg j

Galvenajiem spriegumiem Kulona-Mūra nosacījumam ir šāda forma

. (2.24)

2.6.1. Augsņu bīdes pretestību ietekmējošie faktori

Galvenā iezīme Nekohēzijas augsnes bīdes pretestība ir kohēzijas trūkums. Tāpēc šādu augšņu bīdes izturību raksturo iekšējās berzes leņķis vai atslāņošanās leņķis, un galvenie faktori, kas noteiks kohēzijas augšņu bīdes izturību, būs tie, kas ietekmē berzi starp augsnes daļiņām.

Berzes spēku lielums starp nekohēzijas augsnes daļiņām galvenokārt ir atkarīgs no daļiņu formas un to virsmas rakstura. Noapaļotas daļiņas izraisa augsnes iekšējās berzes leņķa samazināšanos, jo samazinās berzes spēki un daļiņu iesaistīšanās. Leņķiskās daļiņas ar nelīdzenu raupju virsmu palielina augsnes iekšējās berzes leņķi gan saķeršanās dēļ, gan palielinot daļiņu berzes spēkus.

Iekšējās berzes leņķa lielumu nekohēzīvās augsnēs ietekmē arī dispersija. Palielinoties šādu augšņu izkliedei, tā samazinās, jo samazinās daļiņu saķeres spēki.

Starp citiem faktoriem, kas ietekmē nekohēzijas augšņu bīdes pretestību, mēs atzīmējam to blīvumu (porainību). Irdenā augsnē porainība ir lielāka un iekšējās berzes leņķis būs mazāks nekā tādā pašā blīvā augsnē. Ūdens klātbūtne saliedētā augsnē samazina berzi starp daļiņām un iekšējās berzes leņķi. Kohēzijas augšņu bīdes pretestības iezīme ir kohēzijas klātbūtne, kuras vērtība svārstās plašā diapazonā.

Kohēzijas augšņu bīdes pretestību ietekmē struktūras un faktūras īpatnības (strukturālo saišu veids, dispersija, porainība) un augsnes mitrums. Kohēzijas augsnēs ar kristalizācijas strukturālajiem savienojumiem ir vairāk augstas vērtības Ar un nekā augsnes ar koagulācijas saitēm. Tekstūras ietekme izpaužas stiprības anizotropijā pa dažādām koordinātām (augsnēs ar orientētu tekstūru daļiņu orientācijas virziena nobīde notiek vieglāk nekā pāri to orientācijai).

Palielinoties mitruma saturam kohēzijas augsnēs, kohēzija Ar un iekšējās berzes leņķis dabiski samazinās strukturālo saišu pavājināšanās un ūdens eļļojošās iedarbības dēļ uz daļiņu kontaktiem.

2.6.2. Grunts standarta un aprēķina deformācijas un stiprības raksturlielumi

Pamatu pamatnē esošās augsnes ir neviendabīgas. Tāpēc, nosakot kādu no tā raksturlielumiem, pētot vienu paraugu, tiek iegūta tikai daļēja vērtība. Lai noteiktu regulējošās īpašības augsnē, tiek veikta virkne katra indikatora noteikšanas. Standarta vērtības augsnes deformācijas moduli nosaka kā vidējās aritmētiskās vērtības no kopējais skaits definīcijas:

Kur n– definīciju skaits; – raksturlieluma īpaša vērtība.

Stiprības raksturlielumu standarta vērtības - iekšējās berzes un saķeres leņķis - tiek noteiktas pēc augsnes bīdes pretestības grafiku uzzīmēšanas. Bīdes eksperimentu sērijas rezultāti tiek tuvināti ar taisnu līniju, izmantojot eksperimentālo datu apstrādes metodi mazākie kvadrāti. Šajā gadījumā bīdes pretestības noteikšanu skaitam vienā normālo spriegumu līmenī jābūt vismaz sešām.

Mēs atrodam taisnās līnijas standarta vērtības, izmantojot formulas

; (2.26)

tg , (2.27)

Iepriekš mēs aplūkojām tādas augsnes deformāciju, kurai nav konstrukcijas stiprības, t.i., sablīvēta vienmērīgu neliels spiediens. Šī parādība parasti ir raksturīga ļoti vājām augsnēm.

Vairumā gadījumu dabiskās augsnes tiek sablīvētas ar pārklājošo slāņu spiedienu. Sablīvēšanās rezultātā augsnes daļiņas satuvinājās un starp tām izveidojās ūdens koloidālās saites. Augsnēm ilgstoši pastāvot noteiktos apstākļos, tajās papildus varētu veidoties trauslas kristalizācijas saites. Kopumā šīs saites piešķir augsnei zināmu spēku, ko sauc konstrukcijas izturība augsne p str.

Pie spiediena, kas ir mazāks par konstrukcijas izturību ( lpp

), to uztverot ar ūdens koloidālām un kristalizācijas saitēm, blīvējums praktiski neveidojas. Tikai tad, kad p>p str notiek augsnes sablīvēšanās. Precīzu konstrukcijas stiprības vērtību noteikt ir grūti, jo jau parauga ņemšanas laikā notiek daļēja augsnes struktūras iznīcināšana, turklāt, saspiežot paraugu, struktūras iznīcināšana vispirms notiek dažos no intensīvākajiem kontaktpunktiem; daļiņas, pat zemā spiedienā. Palielinoties spiedienam, destrukcija kontaktpunktos strauji palielinās, un process pāriet augsnes sablīvēšanās stadijā visā parauga tilpumā (3.4.a. att.).