Forca strukturore. Çfarë do të bëjmë me materialin e marrë?

Konceptet bazë të lëndës. Qëllimet dhe objektivat e kursit. Përbërja, struktura, gjendja dhe vetitë fizike tokat.

Konceptet bazë të lëndës.

Mekanika e tokës studion vetitë fizike dhe mekanike të dherave, metodat për llogaritjen e gjendjes së stresit dhe deformimeve të themeleve, vlerësimin e qëndrueshmërisë së masave të tokës dhe presionin e tokës mbi strukturat.

Tokë i referohet çdo shkëmbi të përdorur në ndërtim si themeli i një strukture, mjedisi në të cilin është ndërtuar struktura ose materiali për strukturën.

shkëmb quaj një grup mineralesh të ndërtuara natyrshëm, i cili karakterizohet nga përbërja, struktura dhe tekstura.

Nën përbërjen nënkupton një listë të mineraleve që përbëjnë shkëmbin. Struktura- kjo është madhësia, forma dhe raporti sasior i grimcave që përbëjnë shkëmbin. Tekstura– rregullimi hapësinor i elementeve të tokës që përcakton strukturën e saj.

Të gjitha tokat ndahen në natyrore - magmatike, sedimentare, metamorfike - dhe artificiale - të ngjeshura, të fiksuara në gjendjen e tyre natyrore, pjesa më e madhe dhe aluviale.

Objektivat e kursit të mekanikës së tokës.

Qëllimi kryesor i kursit është t'i mësojë studentit:

Ligjet bazë dhe parimet themelore të mekanikës së tokës;

Vetitë e dherave dhe karakteristikat e tyre - fizike, deformimi, forca;

Metodat për llogaritjen e gjendjes së stresit të një mase dheu;

Metodat për llogaritjen e forcës dhe vendosjes së tokës.

Përbërja dhe struktura e dherave.

Toka është një mjedis me tre përbërës që përbëhet nga të ngurtë, të lëngët dhe të gaztë komponentët. Ndonjëherë ato janë të izoluara në tokë biota- materie e gjallë. Komponentët e ngurtë, të lëngët dhe të gaztë janë në ndërveprim të vazhdueshëm, i cili aktivizohet si rezultat i ndërtimit.

Grimcat tokat përbëhen nga minerale shkëmbore me veti të ndryshme:

Mineralet janë inerte ndaj ujit;

Mineralet janë të tretshme në ujë;

Mineralet e argjilës.

E lëngshme Komponenti është i pranishëm në tokë në 3 gjendje:

Kristalizimi;

Të lidhura;

Falas.

I gaztë komponenti në shtresat më të larta të tokës përfaqësohet nga ajri atmosferik, më poshtë – azoti, metani, sulfuri i hidrogjenit dhe gazra të tjerë.

Struktura dhe struktura e tokës, forca strukturore dhe lidhjet e tokës.

Tërësia e grimcave të ngurta formon skeletin e tokës. Forma e grimcave mund të jetë këndore ose e rrumbullakët. Karakteristika kryesore e strukturës së tokës është përbërje granulometrike, e cila tregon raportin sasior të fraksioneve të grimcave të madhësive të ndryshme.

Cilësia e tokës varet nga kushtet e formimit të saj dhe histori gjeologjike dhe karakterizon heterogjenitetin e trashësisë së tokës në formacion. Ekzistojnë llojet e mëposhtme kryesore të përbërjes natyrore tokat argjilore: me shtresa, të shkrira dhe komplekse.

Llojet kryesore të lidhjeve strukturore në tokë:

1) kristalizimi Lidhja është e natyrshme në tokat shkëmbore. Energjia e lidhjeve kristalore është në përpjesëtim me energjinë intrakristaline të lidhjeve kimike të atomeve individuale.

2)ujore-koloidale lidhjet përcaktohen nga forcat e ndërveprimit elektromolekular midis grimcave minerale, nga njëra anë, dhe filmave të ujit dhe predhave koloidale, nga ana tjetër. Madhësia e këtyre forcave varet nga trashësia e filmave dhe predhave. Lidhjet ujë-koloidale janë plastike dhe të kthyeshme; me rritjen e lagështisë ato zvogëlohen shpejt në vlera afër zeros.

Tërësia e grimcave të ngurta formon skeletin e tokës. Forma e grimcave mund të jetë këndore ose e rrumbullakët. Karakteristika kryesore e strukturës së tokës është përbërje granulometrike, e cila tregon raportin sasior të fraksioneve të grimcave të madhësive të ndryshme.

Tekstura e tokës varet nga kushtet e formimit të saj dhe historia gjeologjike dhe karakterizon heterogjenitetin e trashësisë së tokës në formacion. Ekzistojnë këto lloje kryesore të përbërjes së tokave argjilore natyrore: me shtresa, të vazhdueshme dhe komplekse.

Llojet kryesore të lidhjeve strukturore në tokë:

1) kristalizimi Lidhja është e natyrshme në tokat shkëmbore. Energjia e lidhjeve kristalore është në përpjesëtim me energjinë intrakristaline të lidhjeve kimike të atomeve individuale.

2)ujore-koloidale lidhjet përcaktohen nga forcat e ndërveprimit elektromolekular midis grimcave minerale, nga njëra anë, dhe filmave të ujit dhe predhave koloidale, nga ana tjetër. Madhësia e këtyre forcave varet nga trashësia e filmave dhe predhave. Lidhjet ujë-koloidale janë plastike dhe të kthyeshme; me rritjen e lagështisë ato zvogëlohen shpejt në vlera afër zeros.

Fundi i punës -

Kjo temë i përket seksionit:

Shënime leksionesh mbi mekanikën e tokës

Nëse keni nevojë material shtesë për këtë temë, ose nuk e gjetët atë që po kërkoni, ju rekomandojmë të përdorni kërkimin në bazën e të dhënave tona të veprave:

Çfarë do të bëjmë me materialin e marrë:

Nëse ky material ishte i dobishëm për ju, mund ta ruani në faqen tuaj në rrjetet sociale:

Të gjitha temat në këtë seksion:

Përbërja dhe struktura e dherave
Toka është një mjedis me tre përbërës që përbëhet nga përbërës të ngurtë, të lëngshëm dhe të gaztë. Ndonjëherë biota – lënda e gjallë – izolohet në tokë. Komponentët e ngurtë, të lëngët dhe të gaztë

Vetitë fizike të dherave
Le të imagjinojmë një vëllim të caktuar të dheut tre-përbërës me një masë

Koncepti i rezistencës së projektimit të kushtëzuar
Karakteristika më e rëndësishme Kapaciteti mbajtës i dherave është rezistenca e llogaritur, e cila varet nga vetitë fizike dhe mekanike të bazës dhe parametrat gjeometrikë themeli

Vetitë mekanike të dherave
Vetitë mekanike të tokës kuptohen si aftësia e tyre për t'i rezistuar ndryshimeve në vëllim dhe formë si rezultat i forcës (sipërfaqja dhe masa) dhe fizike (ndryshimet në lagështi, temperaturë dhe

Deformueshmëria e tokës
Nën ndikimin e ngarkesave të transmetuara nga struktura, tokat e themelit mund të pësojnë deformime të mëdha.

Testet e kompresimit, marrja dhe analizimi i kurbave të ngjeshjes
Kompresimi është kompresimi njëaksial i një kampioni dheu. ngarkesë vertikale me kusht që të mos ketë zgjerim anësor. Testet kryhen në një pajisje kompresimi - odometër (Fig. 2.2.).

Karakteristikat e deformimit të dherave
Me një ndryshim të vogël të stresit në shtypje (rreth 0,1...0,3 MPa), ulja e koeficientit të porozitetit të tokës është në proporcion me rritjen e stresit në shtypje.

Faktori i kompresueshmërisë
Përshkueshmëria e tokës

Përshkueshmëria e ujit është vetia e tokës së ngopur me ujë për të lejuar një rrjedhë të vazhdueshme uji të kalojë nëpër poret e saj nën ndikimin e ndryshimeve të presionit.
Le të shqyrtojmë skemën e filtrimit të ujit në element

Ligji i filtrimit laminar
Eksperimentalisht, shkencëtarët e Darcy zbuluan se shkalla e filtrimit është drejtpërdrejt proporcionale me diferencën e presionit ( Modelet e filtrimit të ujit në toka të lirshme dhe kohezive Ligji i Darcy është i vërtetë për

tokat ranore
. Në tokat argjilore me vlera relativisht të vogla të gradientit të presionit, filtrimi mund të mos ndodhë. Modaliteti i filtrimit të përhershëm caktohet nga

Rezistenca e tokës në një prerje me një plan
Pajisja prerëse (Fig. 2.6.) lejon, në sforcime normale të ndryshme të specifikuara, të përcaktojë sforcimet kufizuese të prerjes që lindin në momentin e shkatërrimit të mostrës së dheut. Zhvendosja (shkatërrimi)

Rezistenca në prerje në kushte komplekse stresi. Teoria e forcës Coulomb-Mohr
Teoria Kulomb-Mohr merr në konsideratë forcën e tokës në kushte komplekse stresi. Lërini sforcimet kryesore të aplikohen në faqet e vëllimit elementar të tokës (Fig. 2.8, a). Me gradual

Fortësia e dherave në gjendje të pakonsoliduar
Sa më sipër korrespondon me testimin e dherave në gjendje të stabilizuar, pra kur vendosja e kampionit nga veprimi i stresit shtypës është ndalur.

Me konsol të papërfunduar
Metodat në terren për përcaktimin e parametrave të vetive mekanike të dherave

Në rastet kur është e vështirë ose e pamundur të përzgjidhen mostrat e dheut të një strukture të patrazuar, metodat e provës në terren përdoren për të përcaktuar karakteristikat e deformimit dhe forcës.
Përcaktimi i sforcimeve në masat e tokës Sforcimet në masat e tokës që shërbejnë si themel, medium ose material për një strukturë lindin nën ndikimin e ngarkesave të jashtme dhe peshës së vetë tokës. luan një rol në zgjedhjen e modelit të llogaritjes së themelit dhe metodës për zgjidhjen e problemit të kontaktit. Më e përhapura në praktikën inxhinierike është

Ndikimi i ngurtësisë së themelit në shpërndarjen e sforcimeve të kontaktit
Teorikisht, diagrami i sforcimeve të kontaktit nën një themel të ngurtë ka një pamje në formë shale me vlera pafundësisht të mëdha stresi në skajet. Megjithatë, për shkak të deformimeve plastike të tokës gjatë

Shpërndarja e sforcimeve në themelet e tokës për shkak të peshës së vetë tokës
Sforcimet vertikale nga pesha e tokës në thellësinë z nga sipërfaqja përcaktohen me formulën:

Përcaktimi i sforcimeve në një masë dheu për shkak të veprimit të ngarkesës lokale në sipërfaqen e saj
Shpërndarja e sforcimeve në themel varet nga forma e themelit në plan. Në ndërtim, bazat me shirita, drejtkëndëshe dhe të rrumbullakëta janë më të zakonshmet. Pra rreth

Problemi i veprimit të një force të koncentruar vertikale
Zgjidhja e problemit të veprimit të një force të koncentruar vertikale të aplikuar në sipërfaqen e një gjysmë hapësire elastike, e marrë në 1885 nga J. Boussinesq, na lejon të përcaktojmë të gjithë përbërësit e stresit

Problem i sheshtë. Veprimi i një ngarkese të shpërndarë në mënyrë uniforme
Skema për llogaritjen e sforcimeve në bazë në rastin e një problemi të rrafshët kur vepron në mënyrë uniforme ngarkesë e shpërndarë intensiteti

Detyrë hapësinore. Veprimi i një ngarkese të shpërndarë në mënyrë uniforme
Në vitin 1935, A. Love mori vlerat e sforcimeve vertikale të shtypjes në çdo pikë

Metoda e pikës së këndit
Metoda e pikës së këndit ju lejon të përcaktoni streset e shtypjes në bazë përgjatë një linje vertikale që kalon nëpër çdo pikë në sipërfaqe. Ekzistojnë tri zgjidhje të mundshme (Fig. 3.9.).

Ndikimi i formës dhe zonës së themelit në plan
Në Fig. 3.10. Diagramet e sforcimeve normale u ndërtuan përgjatë boshtit vertikal që kalon

Forca dhe qëndrueshmëria e masave të tokës. Presioni i tokës në gardhe
Në kushte të caktuara mund të ndodhë humbja e qëndrueshmërisë së një pjese të masës së tokës, e shoqëruar me shkatërrimin e strukturave që ndërveprojnë me të. Kjo është për shkak të formimit

Ngarkesa kritike në tokat e themeleve. Fazat e gjendjes së stresuar të themeleve të tokës
Konsideroni grafikun e varësisë në Fig. 4.1, a.

Për tokë kohezive, mësimi fillestar

Ngarkesa kritike fillestare korrespondon me rastin kur një gjendje kufi ndodh në bazën nën bazën e themelit në një pikë të vetme nën skajin e themelit.
Nëse lejojmë zhvillimin e zonave të ekuilibrit kufizues në një thellësi nën bazën e një themeli me ngarkesë qendrore me gjerësi b

Ngarkesa maksimale kritike pi korrespondon me sforcimin nën bazën e themelit, në të cilin është shteruar kapaciteti mbajtës i dherave të themelit (Fig. 4.1), i cili drejton

Metodat praktike për llogaritjen e kapacitetit mbajtës dhe qëndrueshmërisë së themeleve
Parimet e llogaritjes së themeleve bazuar në gjendjen e parë kufitare (përsa i përket forcës dhe aftësisë mbajtëse të dherave). Sipas SNiP 2.02.01-83* kapacitet mbajtës

bazat konsiderohen të siguruara
Stabiliteti i shpateve dhe shpateve

Një pjerrësi është një sipërfaqe e krijuar artificialisht që kufizohet me një masë natyrore toke, gërmim ose argjinaturë. Shpatet formohen gjatë ndërtimit të llojeve të ndryshme të argjinaturave (diga, diga dheu
Koncepti i faktorit të sigurisë për shpatet dhe shpatet

Koeficienti i qëndrueshmërisë shpesh merret në formën: , (4.13) ku
Metodat më të thjeshta për llogaritjen e stabilitetit

4.4.1. Stabiliteti i shpateve në tokat ideale të lirshme (ϕ ≠0; с=0) Ka një pjerrësi me kënd α, në një φ të caktuar për rërën, duke përbërë
Duke marrë parasysh ndikimin e forcave të filtrimit Nëse niveli ujërat nëntokësore

ndodhet mbi pjesën e poshtme të shpatit, një rrjedhë filtrimi del në sipërfaqen e saj, gjë që çon në një ulje të qëndrueshmërisë së pjerrësisë.
Në këtë rast, kur merret parasysh

Metoda e sipërfaqeve rrethore rrëshqitëse cilindrike
Supozohet se humbja e qëndrueshmërisë së pjerrësisë mund të ndodhë si rezultat i Masat për përmirësimin e qëndrueshmërisë së shpateve dhe shpateve Një nga më

mënyra efektive
rritja e stabilitetit të shpateve dhe shpateve është nivelimi i tyre ose krijimi i një profili të shkallëzuar me formimin e platformave horizontale (bermave) në lartësi nga

Konceptet rreth ndërveprimit të dherave me strukturat mbyllëse (presioni i pushimit, presioni aktiv dhe pasiv)
Strukturat mbyllëse janë projektuar për të mbajtur masat e tokës pas tyre nga kolapsi. Struktura të tilla përfshijnë një mur mbajtës, si dhe muret e bodrumit dhe

Përcaktimi i presionit pasiv
Presioni pasiv ndodh kur muri lëviz drejt tokës së mbushur (Fig. 4.9).

Deklarata e problemit
Skemat e llogaritjes për problemin e përcaktimit të vendosjes përfundimtare të stabilizuar të themelit nga veprimi i ngarkesës që transmetohet në tokë përmes bazës së themelit janë paraqitur në Fig. 5.1. Përcaktimi i vendosjes së një gjysmë hapësire lineare të deformueshme ose shtresë dheu me trashësi të kufizuar mbi shpërndarjen e sforcimeve në një masë homogjene izotropike dheu nga ngarkesat e aplikuara në sipërfaqen e saj. Marrëdhënia midis zgjidhjes së tabanit dhe të ngarkuarit qendror

Metodat praktike për llogaritjen e deformimeve të fundme të themeleve
5.2.1. Llogaritja e sedimentit duke përdorur metodën e përmbledhjes shtresë për shtresë.

Metoda e përmbledhjes shtresë pas shtresë (pa marrë parasysh mundësinë e zgjerimit anësor të tokës) rekomandohet nga SNiP 2.02.01-83*.
Llogaritja e shlyerjes duke përdorur metodën e shtresës ekuivalente

Shtresa ekuivalente është një shtresë dheu me trashësi he, vendosja e së cilës nën ngarkesë të vazhdueshme në sipërfaqe p0 do të jetë e barabartë me vendosjen e gjysmëhapësirës së tokës nën ajër.
5.3. Leksioni 9 Metodat praktike

duke llogaritur zgjidhjen e themeleve të themeleve me kalimin e kohës. Nëse baza e themeleve përmban toka argjilore të ngopura me ujë Ka shumë faktorë për t'u marrë parasysh. Vëmendje e veçantë duhet t'i jepet përbërjes dhe Disa nga llojet e tij janë të afta të varen kur lagështia rritet nën stres nën peshën e tyre ose nga një ngarkesë e jashtme. Prandaj emri i këtyre

tokat - "ulja"

". Le të shqyrtojmë më tej veçoritë e tyre.:

• Llojet
• Kategoria në shqyrtim përfshin
• Tokat loess (tokat ranore dhe loess).
• Argjila dhe argjila.
• Lloje të caktuara të suspensioneve mbuluese dhe pjelloreve. Mbetjet industriale me shumicë. Këto përfshijnë, në veçanti, pluhurin e hirit dhe grilave.

Tokat argjilore me baltë

me forcë të lartë strukturore. Specifikat Aktiv faza fillestare organizimi i ndërtimitështë e nevojshme të kryhet një studim i përbërjes së tokës së vendit për të identifikuar të mundshmet

deformime. Shfaqja e tyre

përcaktohet nga veçoritë e procesit të formimit të tokës. Shtresat janë në një gjendje të ngjeshur mjaftueshëm. Në tokën loess, kjo gjendje mund të vazhdojë gjatë gjithë ekzistencës së saj.

Një rritje e ngarkesës dhe lagështisë zakonisht shkakton ngjeshje shtesë në shtresat e poshtme. Megjithatë, meqenëse deformimi do të varet nga forca e ndikimit të jashtëm, ngjeshja e pamjaftueshme e trashësisë në raport me presionin e jashtëm që tejkalon stresin nga masa e tij do të mbetet.

Mundësia e konsolidimit të tokave të dobëta përcaktohet gjatë testeve laboratorike nga raporti i uljes së forcës kur laget me treguesin e presionit efektiv.

Vetitë Përveç nënngjeshjes, tokat e ulura karakterizohen nga lagështia e ulët natyrore, përbërja e pluhurit dhe forca e lartë strukturore. treguesi është në intervalin 0.12-0.20. Shkalla e lagështisë në rastin e parë është 0,1-0,3, në të dytën - 0,3-0,6.

Forca strukturore

Shkaktohet kryesisht nga ngjitja e çimentimit. Sa më shumë lagështi të hyjë në tokë, aq më e ulët është forca.

Rezultatet e hulumtimit treguan se filmat e hollë të ujit kanë një efekt pykë mbi formacionet. Ato veprojnë si një lubrifikant dhe lehtësojnë rrëshqitjen e grimcave të tokës së fundosur. Filmat sigurojnë paketim më të dendur të shtresave nën ndikimin e jashtëm.

Ngjitja e ngopur me lagështi dheu i rrëshqitjes përcaktohet nga ndikimi i forcës së tërheqjes molekulare. Kjo vlerë varet nga shkalla e densitetit dhe përbërjes së tokës.

Karakteristikat e procesit

Ulja është një proces kompleks fizik dhe kimik. Shfaqet në formën e ngjeshjes së tokës për shkak të lëvizjes dhe vendosjes më të dendur (kompakt) të grimcave dhe agregateve. Për shkak të kësaj, poroziteti total i shtresave reduktohet në një gjendje që korrespondon me nivelin e presionit të funksionimit.

Një rritje në densitet çon në disa ndryshime në karakteristikat individuale. Më pas, nën ndikimin e presionit, ngjeshja vazhdon, dhe në përputhje me rrethanat, forca vazhdon të rritet.

Kushtet

Që të ndodhë tërheqja ju duhet:

• Ngarkesa nga themeli ose masa e saj, e cila, kur njomet, do të kapërcejë forcat ngjitëse të grimcave.
• Niveli i mjaftueshëm i lagështisë. Ndihmon në uljen e forcës.

Këta faktorë duhet të veprojnë së bashku.

Lagështia përcakton kohëzgjatjen e deformimit tokat e fundosjes. Në mënyrë tipike, ajo ndodh për një kohë relativisht të shkurtër. Kjo për faktin se toka është kryesisht në një gjendje me lagështi të ulët.

Deformimi në një gjendje të ngopur me ujë zgjat më shumë sepse uji filtron nëpër tokë.

Metodat për përcaktimin e dendësisë së tokës

Ulja relative përcaktohet duke përdorur mostra të një strukture të patrazuar. Për këtë qëllim, përdoret një pajisje kompresimi - matës i densitetit të tokës. Në hulumtim përdoren metodat e mëposhtme:

• Një kurbë me analizën e një kampioni dhe njomjen e saj në fazën përfundimtare të ngarkesës aktive. Duke përdorur këtë metodë, është e mundur të përcaktohet kompresueshmëria e tokës në një përmbajtje të caktuar ose natyrore lagështie, si dhe tendenca relative për të deformuar në një presion të caktuar.
• Dy kurba që testojnë 2 mostra me densitet të barabartë. Njëra është ekzaminuar në lagështinë natyrore, e dyta - në një gjendje të ngopur. Kjo metodë ju lejon të përcaktoni kompresueshmërinë me lagështi të plotë dhe natyrore, tendencën relative ndaj deformimit kur ngarkesa ndryshon nga zero në përfundimtare.
• Të kombinuara. Kjo metodë është një kombinim i modifikuar i dy të mëparshmeve. Testi kryhet në një mostër. Së pari ekzaminohet në gjendjen e tij natyrore në një presion prej 0.1 MPa. Përdorimi metodë e kombinuar ju lejon të analizoni të njëjtat veti si metoda me 2 kurba.

Pika të rëndësishme

Gjatë testimit në matësit e densitetit të tokës Kur përdorni ndonjë nga opsionet e mësipërme, është e nevojshme të merret parasysh se rezultatet e studimeve karakterizohen nga ndryshueshmëri të konsiderueshme. Në këtë drejtim, disa tregues, edhe kur testoni një mostër, mund të ndryshojnë me 1.5-3, dhe në disa raste me 5 herë.

Luhatje të tilla të rëndësishme shoqërohen me madhësia e vogël mostrat, heterogjeniteti i materialit për shkak të karbonateve dhe përfshirjeve të tjera, ose prania e poreve të mëdha. Gabimet e pashmangshme në hulumtim kanë gjithashtu implikime për rezultatet.

Faktorët e ndikimit

Studime të shumta kanë vërtetuar se treguesi i ndjeshmërisë së tokës ndaj zhytjes varet kryesisht nga:

• Presioni.
• Shkallët e dendësisë së tokës me lagështi natyrore.
• Përbërja dheu i rrëshqitjes.
• Niveli i rritur i lagështisë.

Varësia nga ngarkesa pasqyrohet në kurbë, përgjatë së cilës, me rritjen e treguesit, vlera e prirjes relative për të ndryshuar së pari gjithashtu arrin vlerën e saj maksimale. Me një rritje të mëvonshme të presionit, ai fillon t'i afrohet zeros.

Si rregull, presioni është 0,2-0,5 MPa, dhe për argjilat e ngjashme me loess - 0,4-0,6 MPa.

Varësia shkaktohet nga fakti se në procesin e ngarkimit të tokës së fundosjes në ngopje natyrore në një nivel të caktuar, fillon shkatërrimi i strukturës. Në këtë rast, vërehet një ngjeshje e mprehtë pa një ndryshim në ngopjen e ujit. Deformimi me rritjen e presionit do të vazhdojë derisa shtresa të arrijë gjendjen e saj jashtëzakonisht të dendur.

Varësia nga përbërja e tokës

Shprehet në faktin se me rritjen e numrit të plasticitetit zvogëlohet tendenca për deformim. E thënë thjesht, një shkallë më e madhe e ndryshueshmërisë strukturore është tipike për pezullimet dhe një shkallë më e vogël për argjilën. Natyrisht që ky rregull të përmbushet duhet të jenë të barabarta edhe kushtet e tjera.

Presioni fillestar

Në projektimi i themeleve të ndërtesave dhe strukturave llogaritet ngarkesa e strukturave në tokë. Në këtë rast, përcaktohet presioni fillestar (minimal) në të cilin fillon deformimi me ngopje të plotë me ujë. Shkatërron forcën strukturore natyrore të tokës. Kjo çon në faktin se procesi i ngjeshjes normale është ndërprerë. Këto ndryshime, nga ana tjetër, shoqërohen me ristrukturim të strukturës dhe ngjeshje intensive.

Duke marrë parasysh sa më sipër, duket se në fazën e projektimit gjatë organizimit të ndërtimit, vlera e presionit fillestar duhet të merret afër zeros. Megjithatë, në praktikë nuk është kështu. Parametri i specifikuar duhet të përdoret në atë mënyrë që trashësia të llogaritet sipas rregullat e përgjithshme mos rrëshqitje.

Qëllimi i treguesit

Presioni fillestar përdoret në zhvillimin e projekteve themelet në tokat e ulura për të përcaktuar:

• Ngarkesa e projektimit në të cilën nuk do të ketë ndryshime.
• Madhësia e zonës brenda së cilës do të ndodhë ngjeshja për shkak të masës së themelit.
• Thellësia e kërkuar e deformimit të tokës ose trashësia e jastëkut të tokës, duke eliminuar plotësisht deformimin.
• Thellësia nga e cila fillojnë ndryshimet në masën e tokës.

Lagështia fillestare

Quhet treguesi në të cilin tokat në gjendje të stresuar fillojnë të ulen. Për vlerë normale gjatë përcaktimit të lagështisë fillestare, pranohet një komponent prej 0.01.

Metoda për përcaktimin e parametrit bazohet në testet laboratorike të kompresimit. Për hulumtim nevojiten 4-6 mostra. Përdoret metoda me dy kurba.

Një mostër testohet në lagështinë natyrore me një ngarkesë deri në presion maksimal në hapa të veçantë. Me këtë, toka ngjyhet derisa të stabilizohet ulja.

Mostra e dytë fillimisht ngopet me ujë, dhe më pas, me njomje të vazhdueshme, ngarkohet në presionin maksimal në të njëjtat hapa.

Mostrat e mbetura janë lagur në vlera që ndajnë kufirin e lagështisë nga ngopja fillestare në ngopjen e plotë të ujit në intervale relativisht të barabarta. Më pas ato ekzaminohen në instrumentet e kompresimit.

Rritja arrihet duke derdhur volumin e llogaritur të ujit në kampione dhe duke i mbajtur më tej ato për 1-3 ditë derisa niveli i ngopjes të stabilizohet.

Karakteristikat e deformimit

Këta janë koeficientët e kompresueshmërisë dhe ndryshueshmërisë së tij, moduli i deformimit dhe ngjeshja relative.

Moduli i deformimit përdoret për llogaritjen e treguesve të mundshëm të vendosjes së themelit dhe pabarazisë së tyre. Si rregull, ajo përcaktohet në kushtet e terrenit. Për ta bërë këtë, mostrat e tokës testohen nën ngarkesa statike. Vlera e modulit të deformimit ndikohet nga lagështia, niveli i densitetit, lidhja strukturore dhe forca e tokës.

Me rritjen e masës së tokës, ky tregues rritet, me ngopje më të madhe me ujë zvogëlohet.

Koeficienti i ndryshueshmërisë së kompresueshmërisë

Përkufizohet si raporti i ngjeshshmërisë në lagështi të qëndrueshme ose natyrore dhe karakteristikave të tokës në një gjendje të ngopur me ujë.

Krahasimi i koeficientëve të marrë nga studimet në terren dhe ato laboratorike tregon se diferenca ndërmjet tyre është e parëndësishme. Është në intervalin 0,65-2 herë. Prandaj, për aplikim praktik mjafton të përcaktohen treguesit në kushtet laboratorike.

Koeficienti i ndryshueshmërisë varet kryesisht nga presioni, lagështia dhe niveli i rritjes së saj. Me rritjen e presionit, treguesi rritet, dhe me rritjen e lagështisë natyrore, zvogëlohet. Kur ngopet plotësisht me ujë, koeficienti i afrohet 1.

Karakteristikat e forcës

Ato janë këndi i fërkimit të brendshëm dhe ngjitja specifike. Ato varen nga forca strukturore, niveli i ngopjes së ujit dhe (në një masë më të vogël) dendësia. Me rritjen e lagështisë, ngjitja zvogëlohet me 2-10 herë, dhe këndi zvogëlohet me 1.05-1.2. Ndërsa forca strukturore rritet, ngjitja rritet.

Llojet e tokave të ulura

Janë 2 prej tyre gjithsej:

1. Ulja ndodh kryesisht brenda zonës së deformueshme të bazës nën ndikimin e ngarkesës së themelit ose faktorit tjetër të jashtëm. Në këtë rast, deformimi për shkak të peshës së tij pothuajse mungon ose nuk është më shumë se 5 cm.
2. Ulja e tokës për shkak të masës së saj është e mundur. Ndodh kryesisht në shtresën e poshtme të trashësisë dhe i kalon 5 cm Nën ndikimin e ngarkesës së jashtme, ulja mund të ndodhë edhe në pjesën e sipërme brenda kufijve të zonës së deformueshme.

Lloji i zhytjes përdoret gjatë vlerësimit të kushteve të ndërtimit, zhvillimit të masave kundër mbytjes, projektimit të themeleve, themeleve dhe vetë ndërtesës.

Informacione shtese

Ulja mund të ndodhë në çdo fazë të ndërtimit ose funksionimit të një strukture. Mund të shfaqet pas një rritje të lagështisë fillestare të uljes.

Gjatë njomjes emergjente, toka ulet brenda kufijve të zonës së deformueshme mjaft shpejt - brenda 1-5 cm / ditë. Pas ndalimit të furnizimit me lagështi pas disa ditësh, ulja stabilizohet.

Nëse njomja fillestare ka ndodhur brenda kufijve të një pjese të zonës së deformimit, me çdo ngopje të mëvonshme me ujë, ulja do të ndodhë derisa e gjithë zona të njomet plotësisht. Prandaj, do të rritet me rritjen e ngarkesës në tokë.

Me njomjen intensive dhe të vazhdueshme, ulja e tokës varet nga lëvizja në rënie e shtresës së lagështisë dhe nga formimi i një zone të ngopur me ujë. Në këtë rast, ulja do të fillojë sapo pjesa e përparme e lagështirës të arrijë thellësinë në të cilën toka ulet nga pesha e saj.

Forca e tokës -është aftësia e tyre për t'i rezistuar shkatërrimit. Për qëllime gjeoteknike është e rëndësishme të dihet forca mekanike tokat, d.m.th. aftësia për t'i rezistuar shkatërrimit nën ndikimin e stresit mekanik. Nëse karakteristikat e deformimit përcaktohen në sforcimet që nuk çojnë në shkatërrim (d.m.th., deri në kritike), atëherë parametrat e forcës së tokës përcaktohen në ngarkesat që çojnë në shkatërrimin e tokës (d.m.th., duke kufizuar).

Natyra fizike forca e tokës përcaktohet nga forcat e ndërveprimit ndërmjet grimcave, d.m.th. varet nga forca e lidhjeve strukturore. Sa më e madhe të jetë forca e ndërveprimit midis grimcave të tokës, aq më e lartë është forca e përgjithshme e saj. Është vërtetuar se shkatërrimi i tokës ndodh kur një pjesë e saj zhvendoset mbi një tjetër nën ndikimin e sforcimeve prerëse nga një ngarkesë e jashtme. Në këtë rast, toka u reziston forcave prerëse: në tokat jo kohezive kjo është rezistenca e fërkimit të brendshëm, dhe për tokat kohezive, përveç kësaj, është rezistenca e forcave ngjitëse.

Parametrat e forcës shpesh përcaktohen në kushte laboratorike duke përdorur instrumente dhe stabilometra me prerje të drejtë me një plan. Diagrami i pajisjes së prerjes së drejtë është paraqitur në Fig. 2.13. Ai përbëhet nga një kafaz me dy unaza metalike, midis të cilave lihet një hendek (rreth 1 mm). Unaza e poshtme është e fiksuar dhe unaza e sipërme mund të zhvendoset horizontalisht.

Provat kryhen në disa mostra, të para-ngjeshura me presione të ndryshme vertikale r. Vlera normale e tensionit σ nga ngarkesa e ngjeshjes do të jetë , ku A- zona e kampionit. Pastaj aplikojmë ngarkesa horizontale në hapa T, nën ndikimin e të cilave zhvillohen sforcimet tangjenciale në zonën e pritur të prerjes. Në një vlerë të caktuar, ndodh ekuilibri kufi dhe pjesa e sipërme e kampionit lëviz përgjatë pjesës së poshtme. Rezistenca përfundimtare në prerje e tokës merret si sforcimet tangjenciale nga ajo fazë e ngarkimit në të cilën zhvillimi i deformimeve në prerje nuk ndalet.

Në prerje (prerje me një plan), forca e tokës varet nga raporti i sforcimeve prerëse normale dhe tangjenciale që veprojnë në një vend: sa më e madhe të jetë ngarkesa vertikale shtypëse në kampionin e tokës, aq më i madh është sforcimi i prerjes që duhet të aplikohet. ndaj kampionit për ta prerë atë. Është përshkruar marrëdhënia ndërmjet sforcimeve tangjenciale dhe normale kufizuese ekuacioni linear, i cili është ekuacioni i ekuilibrit kufi (ligji i Kulombit)

Tg j+c, (2.22)

ku është këndi i fërkimit të brendshëm, gradë; tg – koeficienti i fërkimit të brendshëm; Me– ngjitja, MPa. Këtu e barabartë me këndin pjerrësia e vijës së drejtë në koordinata dhe vlera e ngjitjes Me e barabartë me segmentin e prerë në bosht, d.m.th. në (Fig. 2.14). Për tokat e lirshme që kanë mungesë kohezioni ( Me= 0), ligji i Kulombit është thjeshtuar:

Tg j. (2.23)

Kështu, dhe Me janë parametra të rezistencës në prerje të tokës.

Në disa raste identifikohet me këndin e fërkimit të brendshëm këndi i pushimit, të përcaktuara për tokat jo kohezive. Këndi i pushimitështë këndi i pjerrësisë së sipërfaqes së tokës së derdhur lirshëm në rrafshin horizontal. Formohet për shkak të forcave të fërkimit të grimcave.

Në ngjeshjen treaksiale, forca e tokës varet nga raporti i sforcimeve kryesore normale dhe. Testet kryhen në një pajisje stabilometër (Fig. 2.15). Një mostër cilindrike dheu mbyllet në një guaskë gome të papërshkueshme nga uji dhe fillimisht i nënshtrohet presion hidraulik, dhe më pas presioni vertikal aplikohet në kampion me hapa, duke e çuar kampionin në shkatërrim. Tensionet merren nga përvoja.

Testet e ngjeshjes triaksiale kryhen sipas skemës kryesore të raportit të stresit kur > . Në këtë rast, varësia ndërtohet duke përdorur rrathët Mohr, rrezja e të cilave është (Fig. 2.16). Duke testuar të paktën dy mostra për kompresimin treaksial të tokës dhe duke ndërtuar një mbështjellës kufizues për to duke përdorur rrathët Mohr të formës, sipas teorisë së forcës Coulomb-Mohr, vlerat dhe Me, të cilat në kushtet e ngjeshjes triaksiale janë parametra të forcës së tokës.

Presioni i kohezionit (duke zëvendësuar plotësisht veprimin e forcave të ngjitjes dhe fërkimit) përcaktohet nga formula

ctg j

Për streset kryesore, kushti Kulomb-Mohr ka formën

. (2.24)

2.6.1. Faktorët që ndikojnë në rezistencën në prerje të dherave

Karakteristika kryesore Rezistenca në prerje e dherave jo kohezive është mungesa e kohezionit. Prandaj, forca në prerje e tokave të tilla karakterizohet nga këndi i fërkimit të brendshëm ose këndi i prerjes, dhe faktorët kryesorë që përcaktojnë rezistencën e prerjes së tokave kohezive do të jenë ata që ndikojnë në fërkimin midis grimcave të tokës.

Madhësia e forcave të fërkimit ndërmjet grimcave të dherave jo kohezive varet kryesisht nga forma e grimcave dhe natyra e sipërfaqes së tyre. Grimcat e rrumbullakosura shkaktojnë një ulje të këndit të fërkimit të brendshëm të dherave për shkak të uljes së forcave të fërkimit dhe përfshirjes së grimcave. Grimcat këndore me një sipërfaqe të përafërt të pabarabartë rrisin këndin e fërkimit të brendshëm të tokës, si për shkak të përfshirjes ashtu edhe duke rritur forcat e fërkimit të grimcave.

Madhësia e këndit të fërkimit të brendshëm në tokat jo kohezive ndikohet gjithashtu nga dispersioni. Me rritjen e dispersionit të tokave të tilla, zvogëlohet për shkak të një rënie në forcat ngjitëse të grimcave.

Ndër faktorët e tjerë që ndikojnë në rezistencën në prerje të dherave jo kohezive, vëmë re dendësinë (porozitetin) e tyre. Në një tokë të lirshme, poroziteti është më i madh dhe këndi i fërkimit të brendshëm do të jetë më i vogël se në të njëjtën tokë të dendur. Prania e ujit në tokë kohezive redukton fërkimin midis grimcave dhe këndin e fërkimit të brendshëm. Një tipar i rezistencës në prerje të dherave kohezive është prania e kohezionit, vlera e të cilit ndryshon në një gamë të gjerë.

Rezistenca në prerje e tokave kohezive ndikohet nga tiparet strukturore dhe teksturale (lloji i lidhjeve strukturore, dispersioni, poroziteti) dhe lagështia e tokës. Tokat kohezive me lidhje strukturore kristalizuese kanë më shumë vlera të larta Me dhe se tokat me lidhje koagulimi. Ndikimi i teksturës manifestohet në anizotropinë e forcës përgjatë koordinatave të ndryshme (në tokat me teksturë të orientuar, një zhvendosje përgjatë drejtimit të orientimit të grimcave ndodh më lehtë sesa përgjatë orientimit të tyre).

Me rritjen e përmbajtjes së lagështisë së tokave kohezive, kohezioni Me dhe këndi i fërkimit të brendshëm natyrshëm zvogëlohet për shkak të dobësimit të lidhjeve strukturore dhe efektit lubrifikues të ujit në kontaktet e grimcave.

2.6.2. Karakteristikat standarde dhe të llogaritura të deformimit dhe forcës së dherave

Tokat në bazën e themeleve janë heterogjene. Prandaj, përcaktimi i ndonjë prej karakteristikave të tij nga studimi i një kampioni jep vetëm një vlerë të pjesshme. Për të përcaktuar karakteristikat rregullatore tokës, kryhet një sërë përcaktimesh të secilit tregues. Vlerat standarde moduli i deformimit të tokës përcaktohet si vlera mesatare aritmetike nga numri total përkufizimet:

Ku n– numri i përkufizimeve; - vlera e veçantë e karakteristikës.

Vlerat standarde të karakteristikave të forcës - këndi i fërkimit të brendshëm dhe ngjitjes - përcaktohen pas paraqitjes së grafikëve të rezistencës ndaj prerjes së tokës. Rezultatet e një sërë eksperimentesh me prerje përafrohen me një vijë të drejtë duke përdorur metodën e përpunimit të të dhënave eksperimentale katrorët më të vegjël. Në këtë rast, numri i përcaktimeve të rezistencës në prerje në një nivel të sforcimeve normale duhet të jetë së paku gjashtë.

Ne gjejmë vlerat standarde të vijës së drejtë duke përdorur formulat

; (2.26)

tg , (2.27)

Më sipër kemi konsideruar deformimin e tokës që nuk ka forcë strukturore, d.m.th., e ngjeshur nën ndikimin e presion të lehtë. Ky fenomen zakonisht është karakteristik për tokat shumë të dobëta.

Në shumicën e rasteve, tokat natyrore ngjeshen nga presioni i shtresave mbivendosëse. Si rezultat i ngjeshjes, grimcat e tokës u afruan më shumë dhe midis tyre u krijuan lidhje uji-koloidale. Gjatë ekzistencës afatgjatë të dherave në kushte të caktuara, lidhjet e brishta kristalizimi mund të lindin gjithashtu në to. Në total, këto lidhje i japin tokës një forcë, e cila quhet forca strukturore dheu p rr.

Në një presion më të vogël se forca strukturore ( fq

), kur perceptohet nga lidhjet ujë-koloidale dhe kristalizimi, ngjeshja praktikisht nuk zhvillohet. Vetëm kur p>p rr ndodh ngjeshja e tokës. Është e vështirë të përcaktohet vlera e saktë e forcës strukturore, pasi shkatërrimi i pjesshëm i strukturës së tokës ndodh tashmë gjatë marrjes së mostrave, përveç kësaj, kur kampioni është i ngjeshur, shkatërrimi i strukturës ndodh së pari në disa nga pikat më intensive të kontaktit; grimca, edhe në presione të ulëta. Me rritjen e presionit, shkatërrimi në pikat e kontaktit rritet me shpejtësi dhe procesi hyn në fazën e ngjeshjes së tokës në të gjithë vëllimin e kampionit (Fig. 3.4.a.).