Сопротивление грунтов сжатию.
Главная страница.
Разное.
Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика

Сопротивление грунтов сжатию.

Многочисленные исследования процесса сжатия грунтов о ограниченной возможностью бокового расширения, проведенные при помощи плотномера, показали, что в начальной фазе сжатия деформация увеличивается пропор¬ционально напряжению. На основании этого при расчетах взаимодействия движителей с грунтом иногда считают возможным рассматривать грунты как линейно деформируемые среды. Зависимость между нормальным напряжением а и осадкой штампа h можно выразить формулой.
Однако представление о линейной зависимости между напряжением и деформацией является слишком приближенным. Более соответствует фактической зависимости степенная функция, предложенная проф. М. Г. Беккером:
В этой формуле коэффициенты kc и для всех реальных грунтов не зависят от формы штампа и других факторов.
Однако недостатками приведенных линейных и степенной функций являются отсутствие достаточного теоретического обоснования и существенное искажение процесса сжатия почв. Так, линейная функция приводит к якобы непрерывному и беспредельному увеличению сопротивления сжатию при любом значении де¬формации. Степенная функция имеет, с одной стороны, тот же недостаток, а с другой стороны, она приводит к маловероятному выводу о бесконечно большой интенсивности нарастания напряжения в начале процесса сжатия. Действительно, интенсивность напряжения есть тангенс угла наклона касательной или первая производная напряжения по деформации:
Из полученного выражения следует, что пока деформация сжатия достаточно мала, т. е. процесс сжатия только начинается, интенсивность увеличения напряжения может иметь какое-либо максимальное значение, что не имеет ни логического, ни теоретического объяснения.
Наиболее полно реальные процессы взаимодействия движителя со средой отражает функциональная зависимость, предложенная В. В. Кацыгиным:
где о0 — предел прочности грунта на одноосное сжатие, при котором деформация грунта начинает возрастать без дальнейшего увеличения действующей на опорную площадку вертикальной нагрузки, Па; k — коэффициент объемного смятия грунта, равный тангенсу угла а наклона касательной к кривой в начале координат (рис. 1), Н/м3.
Рис. 1. Зависимость нормальных напряжений от деформации
На кривой условно можно выделить три участка, характеризующие особенности взаимодействия между внешними нагрузками и сопротивлением грунта сжатию. На участке I форма кривой близка к наклонной прямой; на этом участке в основном происходит уплотнение грунта. На участке II деформация грунта возрастает быстрее, чем внешняя нагрузка; грунт при этом уплотняется и, кроме этого, в нем возникают местные напряжения сдвига; по мере увеличения внешней нагрузки напряжение сдвига становится в ряде мест больше напряжений от сил внутреннего трения и сцепления между частицами грунта, в результате чего возрастание деформации постепенно становится более интенсивным. На участке III начинается пластичное течение грунта: массив грунта будет испытывать деформации сдвига; уплотнение грунта прекращается и он выходит из-под опорной поверхности движителя в сторону. При достаточно большой деформации грунта напряжения в грунте достигают значения предела прочности на одноосное сжатие о0.
Таблица 1. Предел прочности на одноосное сжатие о0 и коэффициент объемного смятия k для минеральных грунтов
Формула (3) является общей функциональной зависимостью между напряжениями сжатия и деформацией. Можно сказать, что формулы (1) и (2) являются частными случаями формулы (1.3). Например, если разложить гиперболический тангенс в степенной ряд и ограничиться первым членом, то получим формулу (1). После несложных преобразований этого ряда, приняв ряд допущений, можно получить формулу (2).
В табл. 1 приведены значения констант o0 и k для минеральных грунтов.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ И ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.
КЛАССИФИКАЦИЯ ГРУНТОВ И ИХ ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА.
СТРУКТУРА ПОЧВ.
МЕХАНИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ:
Сопротивление грунтов приложенным нагрузкам.
Сопротивление грунтов сжатию.
Сопротивление грунтов сдвигу.
Уплотнение почв.
Оценка уплотняемости почв.
ГЕОМЕТРИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ПОВЕРХНОСТИ ГРУНТОВ.
Copyright © 2010-19.10.2018 by Егор Барабаш. Все права защищены. Разрешается републикация материалов сайта в Интернете с обязательным указанием ссылки на сайт kalxoz.ru