مشاكل العلم والتعليم الحديثة. ملاحظات محاضرة القوة الهيكلية عن ميكانيكا التربة

حجم القوة الهيكلية للتربة هو سمة مهمة للغاية للتربة. يمكن تحديد قيمتها من منحنى الضغط للهيكل غير المضطرب ، واختبار التربة (حتى يتم الوصول إلى القوة الهيكلية) بخطوات تحميل صغيرة جدًا (حوالي 0.002-0.010 ميجا باسكال) ، ثم كسر حاد في منحنى الضغط سوف يتوافق مع القوة الهيكلية من ضغط التربة. قيمة الضغط المقابلة لنقطة تقاطع المنحنى مع محور الضغط تساوي قيمة قوة الانضغاط الإنشائية.

رسمأ) الضغط النسبي للتربة المشبعة بالماء اعتمادًا على الضغط p ، ب) الضغط النسبي للتربة الطينية مع فك الضغط الجزئي اعتمادًا على الضغط.

قانون انضغاط التربة: التغير في مسامية التربة يتناسب طرديا مع التغير في الضغط.

13. اعتماد الضغط أثناء الضغط الحجمي

تغير معامل المسامية هالتربة تحت ضغط الانضغاط في الحالة العامة لا تعتمد فقط على حجم الرأسي ضغوط طبيعيةولكن أيضا من الأفقي و

دعونا نحدد مجموع الضغوط الرئيسية في حالة انضغاط طبقة التربة دون إمكانية توسعها الجانبي ، مع تسليط الضوء على المشلول الأولي ، والذي ، في ظل ظروف هذه المشكلة ، لن يواجه سوى ضغوط طبيعية (رئيسية) أكثر

نظرًا لأن التشوهات الأفقية (تمدد التربة إلى الجانبين) مستحيلة ، فإن التشوهات النسبية الأفقية ستكون مساوية للصفر ، أي ومن أين يتبع ذلك. بالإضافة إلى ذلك ، من حالة التوازن لدينا

من المعروف أن التشوه النسبي للجسم المرن وفقًا لقانون هوك موجود من التعبير

أين هو معامل مرونة المادة ، هو معامل التمدد الجانبي للتربة (نسبة بواسون). بالتعويض في هذا التعبير ، ، نحصل عليها

أين هو معامل ضغط التربة الجانبي عند الراحة ، أي؟ في حالة عدم وجود حركات أفقية

تمتلك معظم أنواع التربة الطينية قوة هيكلية ، وتحتوي المياه الموجودة في مسام هذه التربة على غاز في صورة مذابة. يمكن اعتبار هذه التربة كجسم من مرحلتين يتكون من هيكل عظمي وماء مضغوط في المسام. إذا كان الضغط الخارجي أقل من القوة الهيكلية للتربة صصفحة . ، ثم لا تحدث عملية ضغط التربة ، ولكن سيكون هناك فقط تشوهات مرنة صغيرة. كلما زادت القوة الهيكلية للتربة ، سيتم نقل الحمل الأقل تطبيقًا إلى ماء المسام. يتم تسهيل ذلك أيضًا من خلال انضغاط ماء المسام بالغاز.

في اللحظة الأولى من الوقت ، سيتم نقل جزء من الضغط الخارجي إلى ماء المسام ، مع مراعاة قوة الهيكل العظمي للتربة وانضغاطية الماء ص ثس - ضغط المسام الأولي في التربة المشبعة بالماء تحت الحمل ص. في هذه الحالة ، معامل ضغط المسام الأولي

في هذه الحالة ، فإن الضغط الأولي في الهيكل العظمي للتربة:

ص 0 = ص – ص ثس. (5.58)

التشوه اللحظي النسبي لهيكل التربة

 0 = م الخامس (ص – ص ثس). (5.59)

تشوه نسبي للتربة بسبب انضغاط الماء عندما تمتلئ المسام بالكامل بالماء

 ث = م ث ص ثا ن , (5.60)

أين م ثهو معامل الانضغاط الحجمي للماء في المسام ؛ ن- مسامية التربة.

إذا قبلنا ذلك في الفترة الأولية عند الضغوط ص ضيظل حجم الجسيمات الصلبة دون تغيير ، ثم يكون التشوه النسبي للهيكل العظمي للتربة مساويًا للتشوه النسبي لمياه المسام:

 0 =  ث = . (5.61)

نحصل على مساواة الضلعين الأيمن من (5.59) و (5.60)

. (5.62)

أستعاض ص ث o في المعادلة (5.57) ، نجد معامل ضغط المسام الأولي

. (5.63)

يمكن إيجاد معامل الانضغاط الحجمي للماء في المسام بالصيغة التقريبية

, (5.64)

أين ي ث- معامل تشبع التربة بالماء ؛ صأ - الضغط الجوي 0.1 ميجا باسكال.

يظهر الرسم التخطيطي للضغوط الرأسية في طبقة التربة من الحمل بمياه المسام القابلة للانضغاط والقوة الهيكلية للتربة في الشكل 5.14.

في ضوء ما سبق ، يمكن كتابة الصيغة (5.49) لتحديد الاستقرار الزمني لطبقة التربة تحت حمل مستمر موزع بشكل منتظم ، مع مراعاة القوة الهيكلية وقابلية الانضغاط للسائل المحتوي على الغاز ، على النحو التالي:

. (5.65)

الشكل 5.14. مخططات الضغوط الرأسية في طبقة التربة تحت الحمل المستمر مع مراعاة القوة الهيكلية

معنى نتحددها الصيغة (5.46). في نفس الوقت ، نسبة التوحيد

.

يمكن إجراء تغييرات مماثلة على الصيغ (5.52) ، (5.53) لتحديد التسوية بمرور الوقت ، مع مراعاة القوة الهيكلية وقابلية الانضغاط للسائل المحتوي على الغاز للحالتين 1 و 2.

5.5 تأثير التدرج الأولي للرأس

تحتوي التربة الطينية على مياه شديدة الترابط وفضفاضة ومياه خالية جزئيًا. يبدأ الترشيح ، وبالتالي ضغط طبقة التربة ، فقط عندما يكون التدرج أكبر من التدرج الأولي أنا 0 .

ضع في اعتبارك التسوية النهائية لطبقة من التربة بسمك ح(الشكل 5.15) ، الذي يحتوي على تدرج أولي أنا 0 ومحملة بحمل موزع بشكل موحد. يتم تنقية المياه في اتجاهين (صعودًا وهبوطًا).

في ظل وجود تدرج أولي من حمل خارجي صفي جميع النقاط على طول عمق الطبقة في المياه المسامية هناك ضغط يساوي ص/ ث ( ث - جاذبية معينةماء). في الرسم البياني للضغط الزائد ، سيتم تمثيل التدرج الأولي بظل الزاوية أنا:

ص
هو 5.15. مخطط ضغط التربة في وجود تدرج ضغط أولي: أ - منطقة الضغط لا تصل إلى العمق ؛ ب - تمتد منطقة الضغط إلى العمق بأكمله ، لكن الضغط غير مكتمل

tg أنا = أنا 0 . (5.66)

فقط في تلك المناطق التي يكون فيها تدرج الضغط أكبر من الأولي (
) ، سيبدأ ترشيح المياه وسيحدث ضغط التربة. يوضح الشكل 5.15 حالتين. إذا كان في ض < 0,5حالتدرج أقل من الأولي أنا 0 ، فلن يكون الماء قادرًا على التصفية من منتصف الطبقة ، لأن هناك "منطقة ميتة". وفقًا للشكل 5.15 ، نجد أ

, (5.67)

هنا ضالأعلى< 0,5ح. في هذه الحالة ، تكون الرواسب

س 1 = 2م الخامس zP / 2 أو س 1 = م الخامس zP. (5.68)

قيمة الاستبدال ضالأعلى في (5.68) ، نحصل على

. (5.69)

بالنسبة للحالة الموضحة في الشكل 5.15 ، ب ، يتم تحديد المسودة بواسطة الصيغة

. (5.70)

عندما تحتاج إلى مراعاة العديد من العوامل. يجب إيلاء اهتمام خاص للتركيبة وبعض أنواعها قادرة على الترهل عندما تزداد الرطوبة في التوتر تحت وزنها أو من حمل خارجي. ومن هنا جاء اسم هؤلاء التربة - "هبوط". مزيد من النظر في ميزاتها.

أنواع

الفئة قيد النظر تشمل:

• تربة اللوس (المعلقات واللوسات).
• الطين والطين.
• أنواع منفصلة من عجائن الغطاء والطين.
• النفايات الصناعية السائبة. وتشمل هذه ، على وجه الخصوص ، الرماد ، صر الغبار.
• مغبر التربة الطينية مع قوة هيكلية عالية.

النوعية

على المرحلة الأولية منظمة البناءمن الضروري إجراء دراسة لتكوين التربة للموقع لتحديد المحتمل تشوهات. حدوثهابسبب خصوصيات عملية تكوين التربة. الطبقات في حالة مضغوطة بشكل غير كافٍ. في تربة اللوس ، يمكن أن تستمر مثل هذه الحالة طوال فترة وجودها.

تؤدي الزيادة في الحمل والرطوبة عادة إلى ضغط إضافي في الطبقات السفلية. ومع ذلك ، نظرًا لأن التشوه سيعتمد على قوة التأثير الخارجي ، فإن الضغط غير الكافي للطبقة بالنسبة للضغط الخارجي الذي يتجاوز الضغط من كتلتها سيبقى.

يتم تحديد إمكانية تثبيت التربة الضعيفة في الاختبارات المعملية من خلال نسبة انخفاض القوة عند البلل إلى مؤشر الضغط الفعال.

ملكيات

بالإضافة إلى عدم الترابط ، تتميز التربة السفلية بانخفاض محتوى الرطوبة الطبيعية ، والتركيب المترب ، والقوة الهيكلية العالية.

تشبع التربة بالماء في المناطق الجنوبية ، كقاعدة عامة ، هو 0.04-0.12. في مناطق سيبيريا ، الممر الأوسطالمؤشر في حدود 0.12-0.20. درجة الرطوبة في الحالة الأولى هي 0.1-0.3 ، في الحالة الثانية - 0.3-0.6.

القوة الهيكلية

يرجع ذلك أساسًا إلى التصاق التثبيت. كلما دخلت الرطوبة إلى الأرض ، قلت القوة.

أظهرت نتائج البحث أن أغشية الماء الرقيقة لها تأثير إسفين على التكوينات. تعمل كمواد تشحيم ، مما يسهل انزلاق جزيئات التربة. توفر الأفلام طبقات أكثر كثافة تحت تأثير خارجي.

قبضة مشبعة بالرطوبة تربة الهبوطيتحدد بتأثير قوة الجذب الجزيئي. تعتمد هذه القيمة على درجة كثافة الأرض وتكوينها.

خصائص العملية

التراجع عملية فيزيائية وكيميائية معقدة. يتجلى في شكل ضغط التربة بسبب الحركة والتعبئة الأكثر كثافة (المدمجة) للجسيمات والركام. نتيجة لذلك ، يتم تقليل المسامية الكلية للطبقات إلى حالة تتوافق مع مستوى ضغط التمثيل.

تؤدي الزيادة في الكثافة إلى بعض التغيير في الخصائص الفردية. بعد ذلك ، تحت تأثير الضغط ، يستمر الضغط ، على التوالي ، تستمر القوة في الزيادة.

شروط

لكي يحدث التراجع ، تحتاج إلى:

• الحمل من الأساس أو كتلته ، والتي ، عندما تكون مبللة ، ستتغلب على قوى تماسك الجزيئات.
• مستوى كافي من الرطوبة. يساهم في تقليل القوة.

يجب أن تعمل هذه العوامل معًا.

تحدد الرطوبة مدة التشوه انحسار التربة. كقاعدة عامة ، يحدث خلال فترة زمنية قصيرة نسبيًا. هذا يرجع إلى حقيقة أن الأرض في الغالب في حالة رطوبة منخفضة.

يستمر التشوه في حالة التشبع بالماء لفترة أطول ، حيث يتم ترشيح الماء من خلال التربة.

طرق تحديد كثافة التربة

يتم تحديد الهبوط النسبي من عينات الهيكل غير المضطرب. لهذا ، يتم استخدام جهاز ضغط - مقياس كثافة التربة. يتم استخدام الطرق التالية في الدراسة:

• منحنى واحد مع تحليل عينة واحدة ونقعها في المرحلة الأخيرة من حمل التمثيل. باستخدام هذه الطريقة ، من الممكن تحديد انضغاطية التربة عند رطوبة معينة أو طبيعية ، بالإضافة إلى الميل النسبي للتشوه تحت ضغط معين.
• منحنيان باختبار عينتين بنفس درجة الكثافة. تتم دراسة أحدهما في الرطوبة الطبيعية ، والثاني - في حالة مشبعة. تتيح لك هذه الطريقة تحديد الانضغاطية تحت الرطوبة الكاملة والطبيعية ، والميل النسبي للتشوه عندما يتغير الحمل من الصفر إلى النهاية.
• مجموع. هذه الطريقة هي مزيج معدّل من الطريقتين السابقتين. يتم إجراء الاختبار على عينة واحدة. يتم فحصه لأول مرة في حالته الطبيعية عند ضغط 0.1 ميجا باسكال. يتيح لك استخدام الطريقة المدمجة تحليل نفس الخصائص مثل طريقة المنحنى 2.

نقاط مهمة

أثناء الاختبار في مقاييس كثافة التربةعند استخدام أي من الخيارات المذكورة أعلاه ، من الضروري مراعاة أن نتائج الدراسات تتميز بتنوع كبير. في هذا الصدد ، قد تختلف بعض المؤشرات ، حتى عند اختبار عينة واحدة ، بنسبة 1.5-3 ، وفي بعض الحالات بمقدار 5 مرات.

ترتبط هذه التقلبات الكبيرة حجم صغيرالعينات ، وعدم تجانس المادة بسبب الكربونات وغيرها من الشوائب ، أو وجود مسام كبيرة. الأخطاء الحتمية في الدراسة مهمة أيضًا للنتائج.

العوامل المؤثرة

من خلال العديد من الدراسات ، ثبت أن مؤشر ميل التربة إلى الهبوط يعتمد بشكل أساسي على:

• ضغط.
• درجات كثافة التربة تحت الرطوبة الطبيعية.
• تعبير تربة الهبوط.
• مستوى الرطوبة.

ينعكس الاعتماد على الحمل في المنحنى ، والذي وفقًا له ، مع زيادة المؤشر ، تصل أيضًا قيمة الميل النسبي للتغيير أولاً إلى قيمته القصوى. مع زيادة لاحقة في الضغط ، يبدأ في الاقتراب من الصفر.

كقاعدة عامة ، للضغط هو 0.2-0.5 ميجا باسكال ، وللطين الذي يشبه اللوس - 0.4-0.6 ميجا باسكال.

يحدث الاعتماد بسبب حقيقة أنه في عملية تحميل التربة المنخفضة بالتشبع الطبيعي عند مستوى معين ، يبدأ تدمير الهيكل. في هذه الحالة ، لوحظ ضغط حاد دون تغيير في تشبع الماء. سيستمر التشوه أثناء زيادة الضغط حتى تصل الطبقة إلى حالتها شديدة الكثافة.

الاعتماد على تكوين التربة

يتم التعبير عنها في حقيقة أنه مع زيادة عدد اللدونة ، يقل الميل إلى التشوه. ببساطة ، درجة أكبر من تغير الهيكل هي سمة من سمات الملاط ، أصغر - للطين. بطبيعة الحال ، من أجل الوفاء بهذه القاعدة ، يجب أن تكون الشروط الأخرى متساوية.

الضغط الأولي

في تصميم أسس المباني والمنشآتيتم حساب حمولة الهياكل على الأرض. في هذه الحالة ، يتم تحديد الضغط الأولي (الأدنى) ، حيث يبدأ التشوه عند التشبع الكامل بالماء. إنه يعطل القوة الهيكلية الطبيعية للتربة. هذا يؤدي إلى حقيقة أن عملية الضغط العادية معطلة. هذه التغييرات ، بدورها ، مصحوبة بإعادة هيكلة وضغط مكثف.

بالنظر إلى ما سبق ، يبدو أنه في مرحلة التصميم عند تنظيم البناء ، يجب أخذ قيمة الضغط الأولي بالقرب من الصفر. ومع ذلك ، في الواقع هذا ليس هو الحال. يجب استخدام المعلمة المحددة بحيث يتم حساب السماكة وفقًا لها قواعد عامةعدم السحب.

الغرض من المؤشر

يستخدم الضغط الأولي في تطوير المشاريع أسس التربة المنخفضةلتحديد:

• الحمل المقدر الذي لن يكون هناك تغيير فيه.
• حجم المنطقة التي سيحدث فيها الضغط من كتلة الأساس.
• العمق المطلوب لتشوه التربة أو سماكة وسادة التربة ، والتي تستبعد تمامًا التشوه.
• يبدأ العمق الذي يتغير من كتلة التربة.

الرطوبة الأولية

يطلق عليه المؤشر الذي تبدأ فيه التربة في حالة الإجهاد في الترهل. يتم أخذ مكون 0.01 كقيمة طبيعية عند تحديد الرطوبة الأولية.

تعتمد طريقة تحديد المعلمة على اختبارات الضغط المخبرية. 4-6 عينات مطلوبة للدراسة. تم استخدام طريقة المنحنيين.

يتم اختبار عينة واحدة في الرطوبة الطبيعية مع التحميل حتى أقصى ضغط في مراحل منفصلة. مع ذلك ، تنقع التربة حتى يستقر الهبوط.

يتم أولاً تشبع العينة الثانية بالماء ، وبعد ذلك ، مع النقع المستمر ، يتم تحميلها بالضغط المحدود في نفس الخطوات.

يتم إجراء ترطيب للعينات المتبقية إلى مؤشرات تقسم حد الرطوبة من التشبع الأولي إلى التشبع الكامل بالمياه إلى فترات متساوية نسبيًا. ثم يتم فحصهم في أجهزة الضغط.

يتم تحقيق الزيادة عن طريق سكب الحجم المحسوب للماء في العينات مع مزيد من الإمساك لمدة 1-3 أيام حتى يستقر مستوى التشبع.

خصائص التشوه

وهي معاملات الانضغاطية وتنوعها ، ومعامل التشوه ، والضغط النسبي.

يتم استخدام معامل التشوه لحساب المؤشرات المحتملة لتسوية الأساس وتفاوتها. عادة ما يتم تعريفه في حالات المجال. لهذا الغرض ، يتم اختبار عينات التربة بأحمال ثابتة. تتأثر قيمة معامل التشوه بالرطوبة ومستوى الكثافة والتماسك الهيكلي وقوة التربة.

مع زيادة كتلة التربة ، يزداد هذا المؤشر ، مع زيادة التشبع بالماء ، يتناقص.

معامل تغير الانضغاطية

يتم تعريفه على أنه نسبة الانضغاطية تحت رطوبة ثابتة أو طبيعية إلى خصائص التربة في حالة مشبعة بالماء.

تظهر مقارنة المعاملات التي تم الحصول عليها في الدراسات الميدانية والمخبرية أن الفرق بينهما ضئيل. في حدود 0.65-2 مرات. لذلك ، من أجل التطبيق العملي ، يكفي تحديد المؤشرات في المختبر.

يعتمد معامل التباين بشكل أساسي على الضغط والرطوبة ومستوى زيادتها. مع زيادة الضغط ، يزداد المؤشر ، مع زيادة الرطوبة الطبيعية ، يتناقص. عندما يتشبع بالماء بالكامل ، يقترب المعامل من 1.

خصائص القوة

إنها زاوية الاحتكاك الداخلي والتماسك النوعي. وهي تعتمد على القوة الهيكلية ومستوى تشبع الماء وكثافة (إلى حد أقل). مع زيادة الرطوبة ، ينخفض ​​الالتصاق بمقدار 2-10 مرات ، والزاوية - 1.05-1.2. مع زيادة القوة الهيكلية ، يتم تعزيز الالتصاق.

أنواع تربة الهبوط

هناك 2 في المجموع:

1. يحدث الاستقرار في الغالب داخل المنطقة المشوهة للقاعدة تحت تأثير حمل الأساس أو أي عامل خارجي آخر. في الوقت نفسه ، يكون التشوه الناتج عن وزنه غائبًا تقريبًا أو لا يزيد عن 5 سم.
2. هبوط التربة من كتلتها ممكن. يحدث في الغالب في الطبقة السفلىيزيد سمكها عن 5 سم تحت تأثير الحمل الخارجي ، قد يحدث هبوط أيضًا في الجزء العلوي داخل حدود المنطقة القابلة للتشوه.

يتم استخدام نوع الهبوط في تقييم ظروف البناء ، وتطوير تدابير مقاومة الهبوط ، وتصميم الأساسات ، والأساسات ، والمبنى نفسه.

معلومات إضافية

يمكن أن يحدث الاستقرار في أي مرحلة من مراحل بناء أو تشغيل الهيكل. يمكن أن تتجلى بعد زيادة الرطوبة الأولية هبوط.

أثناء النقع الطارئ ، تتدلى التربة داخل حدود المنطقة القابلة للتشوه بسرعة كبيرة - في غضون 1-5 سم / يوم. بعد توقف إمداد الرطوبة ، بعد بضعة أيام ، يستقر التراجع.

إذا حدث النقع الأولي داخل حدود جزء من منطقة التشوه ، مع كل تشبع مائي لاحق ، سيحدث هبوط حتى يتم ترطيب المنطقة بأكملها تمامًا. وفقًا لذلك ، سيزداد مع زيادة الحمل على التربة.

مع النقع المكثف والمستمر ، يعتمد هبوط التربة على الحركة الهبوطية لطبقة الترطيب وتكوين منطقة مشبعة بالماء. في هذه الحالة ، سيبدأ الهبوط بمجرد أن تصل مقدمة الترطيب إلى العمق الذي تتدلى فيه التربة من وزنها.

1

تم تخصيص العمل لتوصيف الحالة الأولية للتربة المشتتة - قوتها الهيكلية. إن معرفة تنوعها يجعل من الممكن تحديد درجة انضغاط التربة وربما سمات تاريخ تكوينها في منطقة معينة. يعتبر تقييم هذا المؤشر والنظر فيه أثناء اختبار التربة ذا أهمية قصوى في تحديد خصائص خواصها الفيزيائية والميكانيكية ، وكذلك في الحسابات الإضافية لتسوية أسس الهياكل ، والتي تنعكس بشكل سيئ في الوثائق التنظيمية وقليلة الاستخدام في ممارسة المسوحات الهندسية والجيولوجية. تحدد الورقة بإيجاز الطرق الرسومية الأكثر شيوعًا لتحديد المؤشر بناءً على نتائج اختبارات الضغط ، ونتائج الدراسات المختبرية للقوة الهيكلية للتربة المشتتة في إقليم منطقة تومسك. تم الكشف عن العلاقات بين القوة الهيكلية للتربة وعمق حدوثها ودرجة انضغاطها. تم تقديم توصيات موجزة عن استخدام المؤشر.

القوة الهيكلية للتربة

ضغط ما قبل الختم

1. Bellendir E.N. ، Vekshina T.Yu. ، Ermolaeva A.N. ، Zasorina O.A. طريقة لتقييم درجة الترابط المفرط للتربة الطينية في التواجد الطبيعي // براءة اختراع روسيا رقم 2405083

2. GOST 12248-2010. التربة. طرق التحديد المختبري للقوة وخصائص التشوه.

3. GOST 30416-2012. التربة. اختبارات المعمل. الأحكام العامة.

4. Kudryashova E.B. أنماط تكوين التربة الطينية المتجمعة: كاند. كاند. العلوم الجيولوجية والمعدنية: 25.00.08. - م ، 2002. - 149 ص.

5. MGSN 2.07–01 الأساسات والأساسات والهياكل تحت الأرض. - م: حكومة موسكو ، 2003. - 41 ص.

6. SP 47.13330.2012 (إصدار محدث من SNiP 11-02-96). المسوحات الهندسية للبناء. أحكام أساسية. - م: Gosstroy من روسيا ، 2012.

7. Tsytovich N.A.// مواد مؤتمر عموم الاتحاد حول البناء في التربة الضعيفة المشبعة بالمياه. - تالين ، 1965. - ص 5-17.

8. Akai، K. ie Structurellen Eigenshaften von Schluff. Mitteilungen Heft 22 // Die Technishe Hochchule ، آخن. - 1960.

9. بيكر ، دي بي ، كروكس ، جيه إتش إيه ، بين ، ك ، وجيفريز ، إم جي. العمل كمعيار لتحديد الضغوط في الموقع والعائد في الطين // المجلة الجيوتقنية الكندية. - 1987. - المجلد. 24. ، رقم 4. - ص. 549-564.

10. Boone J. إعادة تقييم نقدية لتفسيرات "ضغط التوحيد المسبق" باستخدام اختبار مقياس الخطى // Can. الجيوتك. J. - 2010. - المجلد. 47.- ص. 281 - 296.

11. بون إس جيه. & لوتينجر أ. الكربونات وتدعيم التربة المتماسكة المشتقة من الجليد في ولاية نيويورك وجنوب أونتاريو ، كان. Geotech. - 1997. - المجلد 34. - ص. 534-550.

12. بورلاند ، ج. محاضرة رانكين الثلاثون: حول الانضغاطية وقوة القص للطين الطبيعي // Géotechnique. - 1990. - المجلد 40 ، رقم 3. - ص. 327 - 378.

13 بورميستر ، د. تطبيق طرق الاختبار الخاضعة للرقابة في اختبار التوحيد. ندوة حول اختبار توحيد التربة // ASTM. STP 126. - 1951. - ص. 83-98.

14. Butterfield، R. قانون ضغط طبيعي للتربة (تقدم في e log p ') // Geotechnique. - 1979. - المجلد 24 ، العدد 4. - ص. 469-479.

15. Casagrande ، A. تحديد حمولة ما قبل التجميع وأهميتها العملية. // في وقائع المؤتمر الدولي الأول لميكانيكا التربة وهندسة الأساسات. مكتب طباعة هارفارد ، كامبريدج ، ماساتشوستس. - 1936. - المجلد. 3.- ص. 60-64.

16. تشين ، بي إس واي ، ماين ، بي دبليو. العلاقات الإحصائية بين قياسات بيزوكون وتاريخ الإجهاد للطين // المجلة الجيوتقنية الكندية. - 1996. - المجلد. 33 ص. 488-498.

17. Chetia M ، Bora P K. تقدير أكثر من النسبة المجمعة للطين المشبع غير المصقول من المعلمات البسيطة // المجلة الجيوتقنية الهندية. - 1998. - المجلد. 28 ، لا .2. - ص. 177-194.

18. كريستنسن س ، جانبو ن. اختبارات عداد الخطى - مطلب أساسي في ميكانيكا التربة العملية. // وقائع Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - المجلد. 2 ، رقم 9. - ص. 449-454.

19. Conte، O.، Rust، S.، Ge، L.، and Stephenson، R. تقييم طرق تحديد الإجهاد قبل التوحيد // الأجهزة والاختبار والنمذجة لسلوك التربة والصخور. - 2011. - ص. 147-154.

20. دياس ج وآخرون. التأثيرات المرورية على ضغط التربة قبل التجميع بسبب عمليات حصاد الأوكالبتوس // Sci. الزراعية. - 2005. - المجلد. 62 ، لا .3. - ص. 248-255.

21. دياس جونيور ، ماجستير ؛ بيرس ، ف. إجراء بسيط لتقدير ضغط التوحيد المسبق من منحنيات ضغط التربة. // تكنولوجيا التربة. - أمستردام ، 1995. - المجلد 8 ، العدد 2. - ص. 139-151.

22. إيناف ، أنا ؛ كارتر ، جي بي. على التحدب ، والحالة الطبيعية ، وضغط ما قبل التوحيد ، والتفردات في نمذجة المواد الحبيبية // المادة الحبيبية. - 2007. - المجلد. 9 ، # 1-2. - ص. 87-96.

23. غريغوري ، أ. وآخرون. حساب مؤشر الضغط وإجهاد الضغط المسبق من بيانات اختبار ضغط التربة // أبحاث التربة والحراثة ، أمستردام. - 2006. - المجلد. 89 ، رقم 1. - ص. 45-57.

24. Grozic J.LH، lunne T. & Pande S. دراسة اختبار مقياس الضغط عن إجهاد التعزيز المسبق لطين الجليومارين. // المجلة الكندية الجيوتقنية. - 200. - المجلد. 40.- ص. 857-87.

25. إيوري ، بييرو وآخرون. مقارنة بين النماذج الميدانية والمختبرية للقدرة على التحمل في مزارع البن // Ciênc. اجروتيك. - 2013. المجلد. 2 ، رقم 2. - ص. 130-137.

26. Jacobsen، H.M. Bestemmelse af forbelastningstryk i labatoriet // In Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM – 92 مايو 1992. ألبورج ، الدنمارك. نشرة الجمعية الجيوتقنية الدنماركية. - 1992. المجلد. 2 ، رقم 9. - ص. 455 - 460.

27. Janbu، N. مفهوم المقاومة المطبق على تشوه التربة // وقائع المؤتمر الدولي السابع لميكانيكا التربة وهندسة الأساسات ، مكسيكو سيتي ، 25-29 أغسطس 1969. أ. بلكيما ، روتردام ، هولندا. - 1969. - المجلد. 1.- ص. 191-196.

28. Jolanda L. توصيف الإجهاد والانفعال لـ Seebodenlehm // 250 Seiten، broschier. - 2005. - 234 ص.

29. خوسيه بابو ت. سريدهاران أسور أبراهام بيني ماثيوز: طريقة تسجيل الدخول لتحديد ضغط التوحيد المسبق // ASTM Geotechnical Testing Journal. - 1989. - المجلد 12 ، رقم 3. - ص. 230-237.

30. Kaufmann K. L.، Nielsen B. N.، Augustesen A.H. - 2010. - ص. 1-13.

31. Kontopoulos، Nikolaos S. آثار اضطراب العينة على ضغط التوحيد المسبق للطين المعزز والمدمج بشكل طبيعي معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. // قسم. الهندسة المدنية والبيئية. - 2012. - 285 ص.

32. Ladd، C.C. تحليل تسوية التربة المتماسكة // Soil Publication 272، MIT، Department of Civil Engineering، Cambridge، Mass. - 1971. - 92 ص.

33. Mayne ، P.W. ، Coop ، M.R. ، Springman ، S. ، Huang ، A-B. ، and Zornberg ، J. // GeoMaterial Behavior and Testing // Proc. 17 الدولي أسيوط. ميكانيكا التربة والهندسة الجيوتقنية. - 2009. - المجلد. 4.- ص. 2777-2872.

34. Mesri، G and A. Castro. مفهوم Cα / Cc و Ko أثناء الضغط الثانوي // ASCE J. Geotechnical Engineering. - 1987. المجلد. 113 ، رقم 3. - ص. 230-247.

35. Nagaraj T. S.، Shrinivasa Murthy B. R.، Vatsala A. التنبؤ بسلوكيات التربة - الجزء الثاني - تربة غير مشبعة / المجلة الجيوتقنية الكندية. - 1991. - المجلد. 21 ، لا .1. - ص. 137-163.

36. Oikawa، H. منحنى ضغط التربة الرخوة // مجلة الجمعية الجيوتقنية اليابانية ، التربة والأساسات. - 1987. - المجلد. 27 ، لا .3. - ص. 99-104.

37. Onitsuka، K.، Hong، Z.، Hara، Y.، Shigeki، Y. تفسير بيانات اختبار مقياس الخطى للطين الطبيعي // مجلة الجمعية الجيوتقنية اليابانية ، التربة والأساسات. - 1995. - المجلد. 35 ، لا .3.

38. باتشيكو سيلفا ، ف. بناء رسومي جديد لتحديد إجهاد التعزيز المسبق لعينة التربة // وقائع المؤتمر البرازيلي الرابع لميكانيكا التربة وهندسة الأساسات ، ريو دي جانيرو ، أغسطس 1970. - المجلد. 2 ، رقم 1. - ص. 225-232.

39. بول دبليو ماين ، باري آر كريستوفر ، وجيسون دي يونج. دليل التحقيقات تحت السطحية // المعهد الوطني للطرق السريعة ، الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة ، واشنطن العاصمة. - 2001. - 305 ص.

40. Sallfors ، G. ضغط التوطيد المسبق للطين البلاستيكي العالي اللين. - جوتبرج. قسم الجيوتقنية بجامعة تشالمرز للتكنولوجيا. - 231 ص.

41. Schmertmann، J.H، Undisturbed Consolidation Behavior of Clay، Transaction، ASCE. - 1953. - المجلد. 120. - ص. 1201.

42. Schmertmann، J.، H. مبادئ توجيهية لاختبارات الاختراق المخروطي والأداء والتصميم. // الإدارة الفيدرالية للطرق السريعة الأمريكية ، واشنطن العاصمة ، تقرير FHWATS-78-209. - 1978. - ص. 145.

43. Semet C.، Ozcan T. تحديد ضغط التعزيز المسبق مع الشبكة العصبية الاصطناعية // الهندسة المدنية والأنظمة البيئية. - 2005. - المجلد. 22 ، رقم 4. - ص. 217-231.

44. Senol A.، Saglamer A. تحديد ضغط التوحيد المسبق باستخدام طريقة إجهاد جديدة لسجل الطاقة - السلالة // المجلة الإلكترونية للهندسة الجيوتقنية. - 2000. - المجلد. 5.

45. سينول ، أ. زيمينليرد أون. تحديد ضغط ما قبل التوحيد: أطروحة دكتوراه ، معهد العلوم والتكنولوجيا. - اسطنبول، تركيا. - 1997. - ص. 123.

46. ​​Solanki C.H.، Desai M.D. ضغط التوحيد المسبق من مؤشر التربة وخصائص اللدونة // المؤتمر الدولي الثاني عشر للرابطة الدولية لطرق الكمبيوتر والتقدم في ميكانيكا الجيولوجيا. - جوا ، الهند. - 2008.

47. Sully، J.P.، Campenella، R.G. وروبرتسون ، ب. تفسير ضغط مسام الاختراق لتقييم تاريخ الإجهاد للطين // وقائع الندوة الدولية الأولى حول اختبار الاختراق. - أورلاندو. - 1988. - المجلد 2 - ص. 993-999.

48. Tavenas F.، Des Rosier J.P.، Leroueil S. et al. استخدام طاقة الإجهاد كمعيار محصول وزحف للطين المتماسك بشكل مفرط // Géotechnique. - 1979. - المجلد. 29.- ص. 285-303.

49. Thøgersen، L. آثار التقنيات التجريبية والضغط التناضحي على السلوك المقاس للطين التوسعي العالي: دكتوراه. دكتوراه ، معمل ميكانيكا التربة ، جامعة البورك. - 2001. - المجلد. 1.

50. وانج ، إل ب ، فروست ، جيه دي ، طريقة طاقة الإجهاد المتناثرة لتحديد ضغط ما قبل التجميع // المجلة الجيوتقنية الكندية. - 2004. - المجلد. 41 ، لا .4. - ص. 760-768.

القوة الهيكلية ص شارعتسمى القوة ، بسبب وجود روابط هيكلية وتتميز بالإجهاد ، والتي لا تتشوه فيها عينة التربة ، عند تحميلها بحمل رأسي ، عملياً. نظرًا لأن الضغط يبدأ عند ضغوط في التربة تتجاوز قوتها الهيكلية وعند اختبار التربة ، فإن التقليل من هذا المؤشر يؤدي إلى أخطاء في تحديد قيم الخصائص الأخرى للخصائص الميكانيكية. أهمية تحديد المؤشر ص شارعتم الاحتفال به لفترة طويلة ، حيث أن N. Tsytovich - "... بالإضافة إلى المؤشرات المعتادة للتشوه وخصائص القوة للتربة الطينية الضعيفة ، من أجل تقييم سلوك هذه التربة تحت الحمل وتحديد التنبؤ الصحيح بحجم استقرار الهياكل المقامة عليها ، من الضروري تحديد القوة الهيكلية أثناء المسوحات ص شارع". تعتبر الظاهرة في مسح درجة انضغاط التربة مهمة للتنبؤ باستقرار الهيكل المصمم ، حيث يمكن أن يكون الاستقرار في التربة شديدة الضغط أقل أربع مرات أو أكثر من التربة المضغوطة عادة. لقيم معامل التوحيد الزائد OCR> 6 ، معامل ضغط التربة الجانبي عند السكون ك عنقد تتجاوز 2 ، والتي يجب أن تؤخذ في الاعتبار عند حساب الهياكل تحت الأرض.

كما لوحظ في الورقة: "في البداية ، تسود ظروف الضغط الطبيعي أثناء عملية الترسيب والتكوين والضغط اللاحق للرواسب البحرية ، والبحيرية ، والرسوبية ، والدلتا ، واليولية ، والنهرية للرمال والطمي والطين. ومع ذلك ، أصبحت معظم أنواع التربة على الأرض متماسكة بشكل طفيف / معتدل / شديد نتيجة لمختلف العمليات الفيزيائية والبيئية والمناخية والحرارية على مدى عدة آلاف إلى ملايين السنين. تتضمن آليات التوحيد المفرط و / أو الإجهاد المسبق المرئي: تآكل السطح ، والعوامل الجوية ، وارتفاع مستوى سطح البحر ، وزيادة مستوى سطح البحر المياه الجوفيةوالتجلد ودورات التجميد والذوبان والترطيب / التبخر المتكرر والجفاف وفقدان الكتلة والأحمال الزلزالية ودورات المد والجزر والتأثيرات الجيوكيميائية. " لا يزال موضوع تحديد حالة انضغاط التربة وثيق الصلة بالموضوع ويوجد في المنشورات من جميع القارات تقريبًا. تؤخذ في الاعتبار العوامل والمؤشرات التي تحدد حالة التربة الطينية المضغوطة أو غير المضغوطة بشكل مفرط ، والأسباب والتأثير على المعلمات الفيزيائية والميكانيكية لمثل هذا التدعيم القوي. نتائج تحديد المؤشر لها أيضًا مجموعة واسعة من التطبيقات في الممارسة ، بدءًا من حساب تسوية أسس الهياكل ؛ الحفاظ على التركيب الطبيعي للعينات المعدة للاختبار المعملي ؛ لموضوعات محددة للغاية ، والتنبؤ بانضغاط التربة في مزارع الأوكالبتوس والبن من خلال مقارنة قوتها الهيكلية بالحمل من الآلات.

معرفة قيم المؤشرات ص شارعويميز تباينها مع العمق سمات تكوين التربة وروابطها وهيكلها ، وظروف تكوينها ، بما في ذلك تاريخ التحميل. في هذا الصدد ، تعتبر الدراسات ذات أهمية علمية وعملية خاصة ص شارع الخامس مناطق مختلفة ، هذه الدراسات مهمة بشكل خاص في إقليم غرب سيبيريا مع غطاء سميك من الرواسب الرسوبية. في منطقة تومسك ، أجريت دراسات تفصيلية لتكوين وخصائص التربة ، ونتيجة لذلك تمت دراسة أراضي مدينة تومسك والمناطق المحيطة بها بتفاصيل كافية من المواقع الهندسية الجيولوجية. في الوقت نفسه ، تجدر الإشارة إلى أن التربة تمت دراستها خصيصًا لبناء مرافق معينة وفقًا للوثائق التنظيمية الحالية ، والتي لا تحتوي على توصيات لمزيد من الاستخدام. ص شارعوعليه ، لا تُدرجها في قائمة خصائص التربة المطلوب تحديدها. لذلك ، فإن الغرض من هذا العمل هو تحديد القوة الهيكلية للتربة المتفرقة وتغيراتها على طول القسم في أكثر المناطق تطوراً وتطوراً في منطقة تومسك.

تضمنت أهداف الدراسة مراجعة ومنهجية طرق الحصول عليها ص شارع، والتحديدات المختبرية لتكوين التربة وخصائص الخصائص الفيزيائية والميكانيكية الرئيسية ، ودراسة التباين ص شارعمع العمق ، مقارنة القوة الهيكلية بالضغط المحلي.

تم تنفيذ العمل في سياق المسوحات الهندسية والجيولوجية لعدد من الأجسام الكبيرة الموجودة في المناطق الوسطى والشمالية الغربية من منطقة تومسك ، حيث يتم تمثيل الجزء العلوي من القسم بمجمعات طبقات وجينية مختلفة من العصر الرباعي والباليوجيني. والصخور الطباشيري. تعتمد ظروف حدوثها وتوزيعها وتكوينها وحالتها على العمر والتكوين وتخلق صورة غير متجانسة إلى حد ما ؛ تمت دراسة التربة المشتتة فقط من حيث التركيب ، حيث تسود أنواع الطين من الاتساق شبه الصلب والصلب والصلب البلاستيكي. لحل مجموعة المهام ، تم اختبار الآبار والحفر عند 40 نقطة ، وتم اختيار أكثر من 200 عينة من التربة المشتتة من عمق يصل إلى 230 مترًا ، وتم إجراء اختبارات التربة وفقًا للطرق الواردة في الوثائق التنظيمية الحالية. تم تحديد: توزيع حجم الجسيمات والكثافة (ρ) كثافة الجسيمات الصلبة ( ρs) ، كثافة التربة الجافة ( ص د) ، رطوبة ( ث) ، محتوى الرطوبة في التربة الطينية ، عند حدود الدرفلة والسيولة ( ث لو wp) ، مؤشرات التشوه وخصائص القوة ؛ معلمات الحالة المحسوبة مثل عامل المسامية (هـ)المسامية ، سعة الرطوبة الكلية للتربة الطينية - عدد اللدونة ومؤشر التدفق ، معامل ضغط التربة التعرف الضوئي على الحروف(كنسبة ضغط ما قبل الضغط ( ع ")للضغط المحلي عند نقطة أخذ العينات) وخصائص أخرى.

عند اختيار الطرق الرسومية لتحديد المؤشر ص شارع، يستثني طريقةكاساغراندتم النظر في الطرق المستخدمة في الخارج لتحديد ضغط ما قبل الضغط σ ص ".وتجدر الإشارة إلى أنه في مصطلحات المهندس الجيولوجي ، "ضغط ما قبل الضغط" ( التوحيد ضغط) ، يبدأ في إزاحة المفهوم المألوف "القوة الهيكلية للتربة" ، على الرغم من أن طرق تحديدها هي نفسها. بحكم التعريف ، القوة الهيكلية للتربة هي الإجهاد الرأسي في عينة التربة ، المقابلة لبداية الانتقال من التشوهات الانضغاطية المرنة إلى التشوهات البلاستيكية ، والتي تتوافق مع المصطلح أَثْمَر ضغط. بهذا المعنى ، لا ينبغي أن تؤخذ الخاصية المحددة في اختبارات الضغط على أنها أقصى ضغط ضمن "الذاكرة التاريخية" للعينة. يعتقد بورلاند أن المصطلح أَثْمَر ضغط هو أكثر دقة ، والمصطلح التوحيد ضغطيجب استخدامها للحالات التي يمكن فيها تحديد حجم هذا الضغط بالطرق الجيولوجية. وبالمثل ، فإن مصطلح زيادة الدمج نسبة (التعرف الضوئي على الحروف) يجب أن تستخدم لوصف تاريخ معروف من الضغوط ، وإلا فإن المصطلح أَثْمَر ضغط نسبة (YSR) . في كثير من الحالات أَثْمَر ضغط يؤخذ على أنه إجهاد ما قبل الضغط الفعال ، على الرغم من أن الأخير يرتبط تقنيًا بتخفيف الضغط الميكانيكي ، في حين أن الأول يتضمن تأثيرات إضافية بسبب التحلل والتماسك بسبب المادة العضوية ونسبة مكونات التربة وهيكلها ، أي هي القوة الهيكلية للتربة.

وبالتالي ، يجب أن تكون الخطوة الأولى نحو تحديد ميزات تكوين التربة هي التحديد الكمي للملف الشخصي أَثْمَر ضغط، وهي معلمة رئيسية لفصل التربة المضغوطة بشكل طبيعي (مع استجابة في الغالب من البلاستيك) من التربة المتماسكة بشكل مفرط (المرتبطة باستجابة شبه مرنة). والقوة الهيكلية ص شارع، وضغط ما قبل الضغط ص "يتم تحديدها بنفس الطريقة ، كما هو مذكور ، بشكل أساسي من خلال الطرق المختبرية بناءً على نتائج اختبارات الضغط (GOST 12248 و ASTM D 2435 و ASTM D 4186). هناك العديد من الأعمال المثيرة للاهتمام التي تبحث في حالة التربة ، وضغط ما قبل الضغط ص "وطرق تحديدها في الميدان. كما أن المعالجة الرسومية لنتائج اختبارات الضغط متنوعة للغاية ، ويرد أدناه وصف قصيرالطرق الأكثر استخدامًا في الخارج لتحديد ص "،التي يجب استخدامها للحصول عليها ص شارع.

طريقةكاساغراند(1936) - الأكثر الطريقة القديمةلحساب القوة الهيكلية وضغط الضغط المسبق. يعتمد على افتراض أن التربة تخضع لتغيير في القوة من استجابة مرنة إلى حمل إلى استجابة مطيلة عند نقطة قريبة من ضغط ما قبل الضغط. تعمل هذه الطريقة بشكل جيد عندما تكون هناك نقطة انعطاف محددة جيدًا على الرسم البياني لمنحنى الضغط. من النموذج e - log σ "(الشكل 1 أ) ، يتم من خلاله رسم خط مماس وأفقي من معامل المسامية ، ثم منصف بينهما. يتم استقراء المقطع المستقيم من نهاية منحنى الضغط إلى التقاطع مع المنصف ويتم الحصول على نقطة ، معنىعند الإسقاط على المحور تسجيل σ "، يتوافق مع ضغط التوحيد المفرط ص "(أو القوة الهيكلية). تظل الطريقة هي الأكثر استخدامًا مقارنة بالآخرين.

طريقة بورميستر(1951) - يعرض تبعية النموذج ε-السجل σ", أين ε - تشوه نسبي. معنى ص "يتم تحديده عند تقاطع العمودي القادم من المحور سجل σ" من خلال نقطة حلقة التباطؤ عند التحميل المتكرر للعينة ، مع وجود ظل لقسم نهاية منحنى الضغط (الشكل 1 ب).

طريقة Schemertmann(1953) ، يتم استخدام منحنى ضغط النموذج هنا أيضًا ه - تسجيل σ "(الشكل 1 ج). يتم إجراء اختبارات الضغط حتى يتم الحصول على مقطع مستقيم مميز على المنحنى ، ثم يتم تفريغه تحت الضغط المحلي وإعادة التحميل. على الرسم البياني ، ارسم خطًا موازيًا للخط الوسط لمنحنى فك الضغط وإعادة الضغط من خلال نقطة الضغط المحلي. معنى ص "تحدد من خلال رسم عمودي من المحور تسجيل σ "من خلال نقطة التفريغ ، إلى التقاطع مع خط متوازي. من وجهة نظر ص "ارسم خطًا حتى يتقاطع مع نقطة على مقطع مستقيم من منحنى ضغط له معامل مسامية ه\ u003d 0.42. يتم استخدام منحنى الضغط الحقيقي الناتج لحساب نسبة الضغط أو نسبة الضغط. هذه الطريقة قابلة للتطبيق على التربة الرخوة.

طريقةأكاي(1960) ، يعرض اعتماد معامل الزحف εsمن σ" (الشكل 1 د) ، على التوالي ، للتربة المعرضة للزحف. يمثل منحنى التوحيد اعتماد التشوه النسبي على لوغاريتم الوقت وينقسم إلى قسم دمج التسرب وتوحيد الزحف. وأشار أكاي إلى أن عامل الزحف يزيد بشكل متناسب σ" حتى القيمة ص "،و بعد ص "بشكل متناسب تسجيل σ ".

طريقة جانبو(1969) على افتراض أن ضغط ما قبل الضغط يمكن تحديده من رسم بياني مثل ε - σ" . بطريقة جانبو للطين ذو الحساسية العالية والمنخفضة التعرف الضوئي على الحروفيمكن تحديد ضغط الضغط المسبق عن طريق رسم منحنى الحمل والانفعال باستخدام مقياس خطي. الطريقة الثانية جانبوهو رسم بياني لمعامل القاطع للتشوه هأو هـ 50من الضغوط الفعالة σ" (الشكل 1 هـ). وخيار آخر طريقة كريستنسن-جانبو(1969) ، يمثل اعتمادًا على الشكل ص - σ", تم الحصول عليها من منحنيات التوحيد , أين ر-وقت ، r = dR / dt ، ص= د/ دε.

طريقة Sellforce(1975) هي تبعية للنموذج ε - σ" (الشكل 1f) ، يستخدم بشكل أساسي لطريقة CRS. يتم اختيار محور الإجهاد والانفعال بنسبة ثابتة على مقياس خطي ، عادةً 10/1 لنسبة الإجهاد (kPa) إلى الإجهاد (٪). تم التوصل إلى هذا الاستنتاج بعد سلسلة من الاختبارات الميدانية ، حيث تم قياس ضغط المسام والرواسب. هذا يعني أن طريقة Sallfors لتقدير ضغط التوحيد المفرط تعطي قيمًا أكثر واقعية من التقديرات التي تم إجراؤها في التجارب الميدانية.

طريقة باتشيكو سيلفا(1970) ، يبدو بسيطًا جدًا فيما يتعلق بالتخطيط ، وكذلك الشكل ه - السجل σ "(الشكل 1 ز) , يعطي نتائج دقيقة عند اختبار التربة الناعمة. لا تتطلب هذه الطريقة تفسيرًا شخصيًا للنتائج وهي أيضًا مستقلة عن المقياس. تستخدم على نطاق واسع في البرازيل.

طريقةبترفيلد(1979) يعتمد على تحليل اعتماد حجم العينة على الضغط الفعال للنموذج تسجيل (1 + ه) - تسجيل σ "أو ln (1 + e) ​​- ln σ "(الشكل 1 ح). تتضمن الطريقة عدة إصدارات مختلفة حيث يتم تعريف ضغط ما قبل الضغط على أنه نقطة تقاطع خطين.

طريقة Tavenas(1979) ، يقترح علاقة خطية بين طاقة الإجهاد والضغط الفعال لجزء إعادة الضغط من الاختبار في رسم بياني مثل σ"ε - σ" (الشكل 1 ن ، أعلى الرسم البياني). يتم استخدامه مباشرة على أساس منحنى الضغط دون مراعاة جزء إعادة الضبط للاختبار. لمزيد من العينات الموحدة ، يتكون مخطط الإجهاد / الإجهاد من جزأين: الجزء الأول من المنحنى يرتفع بشكل حاد أكثر من الثاني. يتم تعريف نقطة تقاطع الخطين على أنها ضغط الضغط المسبق.

طريقة Oikawa(1987) ، يمثل تقاطع الخطوط على الرسم البياني للتبعية تسجيل (1 + ه)من σ" -

طريقة جوزيه(1989) ، يمثل اعتمادًا على الشكل تسجيل البريد - تسجيل σ "طريقة بسيطة جدًا لتقدير ضغط ما قبل الضغط ، تستخدم الطريقة تقاطع خطين مستقيمين. إنها طريقة مباشرة ولا توجد أخطاء في تحديد موقع نقطة الانحناء الأقصى. طريقةسريدهارانوآخرونآل. (1989) هو أيضًا رسم بياني تبعية تسجيل (1 + ه) - سجل σ "لتحديدالقوة الهيكلية للتربة الكثيفة ، لذا فإن الظل يعبر الخط الأفقي المقابل لمعامل المسامية الأولي ، مما يعطي نتائج جيدة.

طريقةبورلاند(1990) هو الرسم البياني للتبعية مؤشر المساميةرابعا من الإجهاد σ" (الشكل 1 و). يتم تحديد مؤشر المسامية بواسطة الصيغة رابعا= (ه-e * 100) / (e * 100 -e * 1000)أو dl أنا أضعف التربة: رابعا= (ه-e * 10) / (e * 10 -e * 100)، أين ه * 10 ، البريد * 100 و البريد * 1000معاملات المسامية بأحمال 10 و 100 و 1000 كيلو باسكال (الشكل ب) .

طريقةجاكوبسن(1992) ، يفترض أن تكون القوة الهيكلية 2.5 σ إلى، أين σ إلى c هي نقطة الانحناء الأقصى على مخطط Casagrande ، على التوالي ، أيضًا اعتماد على النموذج السجل الإلكتروني σ" (الشكل 1 لتر).

طريقة Onitsuka(1995) ، يمثل تقاطع الخطوط على الرسم البياني للتبعية تسجيل (1 + ه)من σ" - الضغوط الفعالة المرسومة على المقياس على مقياس لوغاريتمي (اللوغاريتمات العشرية).

طريقة فان زيلست(1997) ، على الرسم البياني لاعتماد الأنواع ε - تسجيل σ "، منحدر الخط (أب) موازٍ لمنحدر خط التفريغ ( قرص مضغوط). نقطة حدسية ( ب) هي القوة الهيكلية للتربة (الشكل 1 م).

طريقةبيكر(1987) ، مثل طريقة Tavenas ، تحدد طاقة الإجهاد لكل حمل اختبار ضغط باستخدام العلاقة دبليو- σ "، أين. طاقة الإجهاد (أو ، من ناحية أخرى ، عمل القوة) تساوي عدديًا نصف حاصل ضرب مقدار عامل القوة وقيمة الإزاحة المقابلة لهذه القوة. يتم تحديد مقدار الضغط المقابل للعمل الكلي في نهاية كل زيادة في الجهد. يتكون الاعتماد على الرسم البياني من قسمين مستقيمين ، وسيكون ضغط التوحيد المفرط هو نقطة تقاطع هذه الخطوط المستقيمة.

طريقةالإجهاد سجل الطاقة الإجهاد(1997) ،سينول وساجلامر(2000 (الشكل 1 ن)) ، المحولة بواسطة طريقتين Becker و / أو Tavenas ، هي اعتماد على الشكل σ" ε - تسجيل σ "القسمان الأول والثالث عبارة عن خطوط مستقيمة ، تكون نقطة التقاطع فيها ، عند تمديدها ، هي القوة الهيكلية للتربة.

طريقةNagaraj & Shrinivasa Murthy(1991 ، 1994) ، اقترح المؤلفان علاقة معممة للشكل تسجيل σ "ε - تسجيل σ"- للتنبؤ بحجم ضغط ما قبل الدمج للتربة المشبعة المفرطة الضغط وغير المجمعة. تعتمد الطريقة على طريقة Tavenas وتتم مقارنتها بـ طريقة سينولوآخرون (2000) ، تعطي هذه الطريقة معامل ارتباط أعلى في حالات خاصة.

طريقة شيتيا وبورا(1998) ، يأخذ في الاعتبار بشكل أساسي تاريخ أحمال التربة وخصائصها وتقييمها من حيث نسبة التوحيد المفرط (OCR) ، والهدف الرئيسي من الدراسة هو إنشاء علاقة تجريبية بين التعرف الضوئي على الحروف والنسبة الجريث .

طريقةثوجرسن(2001) ، هو اعتماد نسبة التوحيد على الضغوط الفعالة (الشكل 1o).

طريقةوانغوالصقيع, تتبددأَضْنَىطاقةطريقةيشير DSEM (2004) أيضًا إلى طرق الطاقة لحساب الإجهاد. مقارنة مع سلالة الطاقةالطريقة ، يستخدم DSEM طاقة الإجهاد المشتتة ومنحدر دورة ضغط التفريغ وإعادة التحميل لتقليل تأثير بنية العينة المكسورة والقضاء على تأثير التشوه المرن. ترتبط طاقة الإجهاد المشتتة ، من وجهة نظر الميكانيكا الدقيقة ، ارتباطًا مباشرًا بعدم رجوع عملية الدمج. يؤدي استخدام منحدر منحنى الضغط في قسم التفريغ وإعادة التحميل إلى محاكاة إعادة التحميل المرن أثناء مرحلة إعادة الضغط ويمكن أن يقلل من تأثير اضطراب العينة. الطريقة أقل اعتمادًا على المشغل من معظم تلك الموجودة.

طريقة اينافوكارتر(2007) ، هو أيضًا رسم بياني للنموذج ه-logσ "،أ ص "يعبر عنها تبعية أسية أكثر تعقيدًا .

حالة انتقال التربة إلى مرحلة التدعيم تزحف بعد التغلب عليها ص "الموصوفة في الأعمال ، إذا تزامنت نهاية إجراء خطوة الحمل التالية مع نهاية الدمج الأولي ومعامل المسامية على الرسم البياني للتبعية ه - تسجيل σ "ينخفض ​​بشكل حاد عموديًا ، يدخل المنحنى مرحلة الدمج الثانوي. عند التفريغ ، يعود المنحنى إلى نقطة نهاية الدمج الأساسي ، مما يخلق تأثير ضغط تماسك زائد. هناك عدد من الأعمال التي تقدم طرق حساب لتحديد المؤشر ص ".

أ) ب) الخامس)

ز) ه) ه)

ز) ح) و)

ل) ل) م)

م) س)

طُرق:

أ)كاساغراند، ب)بورميستر ، ج) شيمرتمان ،ز)أكاي، ه)Janbu، f) Sellfors، g) Pacheco Silva، h)بترفيلد و)بورلاند، ل)جاكوبسن، ل)فان زيلست ، م)بيكر، ن)سينول و ساجلامر، س)ذø جيرسن

أرز. الشكل 1. مخططات المعالجة الرسومية لنتائج اختبارات الضغط المستخدمة في تحديد القوة الهيكلية للتربة بطرق مختلفة

بشكل عام ، يمكن تقسيم الطرق الرسومية لتحديد ضغط إعادة التجميع بناءً على نتائج اختبارات الضغط إلى أربع مجموعات رئيسية. المجموعة الأولىتشمل الحلول تبعيات معامل المسامية ( ه) / الكثافة (ρ) / السلالة النسبية ( ε ) / تغيير الحجم ( 1 + ه) من الضغوط الفعالة (σ" ). يتم تصحيح الرسوم البيانية بأخذ لوغاريتم واحد أو اثنين من الخصائص المدرجة ، مما يؤدي إلى استقامة أقسام منحنى الضغط ، والنتيجة المرجوة ( ع ")يتم الحصول عليها عن طريق عبور الأقسام المستقيمة المستقراء. تضم المجموعة طرق Casagrande و Burmister و Schemertmann و Janbu و Butterfield و Oikawa و Jose و Sridharan et al و Onitsuka وغيرها. المجموعة الثانيةتربط معدلات التوحيد بالإجهادات الفعالة ، وهذه هي الطرق: Akai و Christensen-Janbu و Thøgersen. أبسط وأكثر دقة طرق المجموعة الثالثة - طرق الطاقةتحليل السلالة: Tavenas و Becker و Strain Energy-Log Stress و Nagaraj & Shrinivasa Murthy و Senol و Saglamer و Frost و Wang وغيرهم. يقدر بيكر وآخرون العلاقة الخطية بين طاقة الإجهاد الكلية دبليووالجهد الفعال دون التفريغ وإعادة التحميل. في الواقع ، يتم عرض جميع طرق الطاقة في الفضاء. دبليو- σ" ، وكذلك طريقة Butterfield يتم استنساخها في الحقل سجل(1 + هـ) -سجل σ". إذا كانت طريقة Casagrande تركز ضغط إعادة التجميع بشكل أساسي على القسم الأكثر منحنية من الرسم البياني ، فعندئذٍ يتم تكييف طرق الطاقة مع منتصف منحدر منحنى الضغط حتى ص ". يرجع جزء من الاعتراف بتفوق هذه الأساليب إلى حداثتها النسبية والإشارة إلى تطوير وتحسين طريقة جديدة لهذه المجموعة النشطة. المجموعة الرابعةيجمع بين الأساليب مع مجموعة متنوعة من الأساليب غير القياسية لمعالجة المنحنيات الرسومية ، بما في ذلك طرق Jacobsen و Sellfors و Pacheco Silva و Einav و Carter ، إلخ. استنادًا إلى التحليل الوارد في المصادر 10 ، 19 ، 22-24 ، 30، 31، 43-46] نلاحظ أن الطرق الرسومية الأكثر شيوعًا هي Casagrande و Butterfield و Becker و Strain Energy-Log Stress و Sellfors و Pacheco Silva ، في روسيا ، تُستخدم طريقة Casagrande بشكل أساسي.

وتجدر الإشارة إلى أنه إذا كان من أجل تحديد YSR (أو التعرف الضوئي على الحروف) قيمة واحدة تكفي ص شارعأو ص " , ثم عند اختيار المقاطع المستقيمة لمنحنى الضغط قبل وبعد ص شارععند الحصول على خصائص تشوه ، من المستحسن الحصول على نقطتين رئيسيتين: الحد الأدنى ص شارع/ دقيقةوالحد الأقصى ص شارع / مفأسالقوة الهيكلية (الشكل 1 أ). هنا من الممكن استخدام نقاط التوقف في أقسام البداية والنهاية ، أو استخدام طرق Casagrande و Sellfors و Pacheco Silva. كإرشادات لدراسة معلمات الضغط ، يوصى أيضًا بتحديد الحد الأدنى والحد الأقصى من مؤشرات القوة الهيكلية المقابلة الخصائص الفيزيائيةالتربة: في المقام الأول معاملات المسامية ومحتوى الرطوبة.

في هذا العمل ، المؤشر ص شارعكانتم الحصول عليها وفقًا للطريقة القياسية المنصوص عليها في GOST 12248 في مجمع ASIS NPO Geotek. لتحديد ص شارع تم أخذ مراحل الضغط الأولى واللاحقة بما يعادل 0.0025 ميجا باسكال حتى بدء ضغط عينة التربة ، والتي يتم أخذها على أنها التشوه الرأسي النسبي لعينة التربة ه >0,005. القوة الهيكليةتم تحديده من خلال القسم الأولي من منحنى الضغط هأنا = F(إل جي σ" )، أين هأنا - معامل المسامية تحت الحمل أنا. تتوافق نقطة الفاصل الواضح في المنحنى بعد المقطع المستقيم الأولي مع قوة الانضغاط الهيكلية للتربة. تم إجراء المعالجة الرسومية للنتائج أيضًا باستخدام الطرق الكلاسيكية لكساجراندي وبيكر. . نتائج تحديد المؤشرات وفقًا لـ GOST 12248 وطرق Casagrande و Becker ترتبط جيدًا ببعضها البعض (معاملات الارتباط ص= 0.97). مما لا شك فيه ، بمعرفة القيم مسبقًا ، يمكنك الحصول على أكثر النتائج دقة باستخدام كلتا الطريقتين. في الواقع ، الطريقة بدا بيكر أكثر صعوبة إلى حد ما عند اختيار الظل في بداية الرسم البياني (الشكل 1 م).

وفقًا لبيانات المختبر ، تتغير القيم ص شارع من 0 إلى 188 كيلو باسكال للطفال ، وللطين حتى 170 ، وللطين الرملية حتى 177.يتم تسجيل القيم القصوى ، بالطبع ، في العينات المأخوذة من أعماق كبيرة. تم الكشف أيضًا عن اعتماد التغيير في المؤشر مع العمق. ح (ص = 0,79):

ص شارع = 19,6 + 0,62· ح.

تحليل التقلبات امعص(الشكل 2) يوضح أن التربة التي يقل ارتفاعها عن 20 مترًا يتم ضغطها عادةً ، أي القوة الهيكلية لا تتجاوز أو تتجاوز قليلا الضغط الداخلي ( التعرف الضوئي على الحروف ≤1 ). على الضفة اليسرى للنهر Ob في فترات تتراوح بين 150 و 250 مترًا ، التربة شبه الصخرية والصخرية المُلصقة بقوة باستخدام السيديريت والجيوثايت والكلوريت واللبتوكلوريت والأسمنت ، بالإضافة إلى التربة المشتتة ذات القوة الهيكلية العالية لأكثر من 0.3 ميجا باسكال ، أسفلها ومتداخلة بأقل من تأثير الإسمنت على القوة الهيكلية للتربة ، وهو ما يؤكده تنظيم المواد الفعلية المماثلة في العمل. تسبب وجود تربة أكثر ديمومة في انتشار كبير للقيم في هذا الفاصل الزمني ، لذلك لم يتم تضمين مؤشراتها في الرسم البياني للتبعية امعصمن العمق ، ليس نموذجيًا للمنطقة بأكملها. بالنسبة للجزء العلوي من القسم ، تجدر الإشارة إلى أن تشتت قيم المؤشر أوسع بكثير - حتى تصل إلى درجة عالية من الضغط (الشكل 2) ، نظرًا لأن تربة منطقة التهوية غالبًا ما توجد في شبه صلبة وحالة صلبة ثلاثية الطور ، مع زيادة في محتواها الرطوبي ( ص= -0.47) ، سعة الرطوبة الكاملة ( ص= -0.43) ودرجة تشبع الماء ( ص= -0.32) تقل قوة الهيكل. هناك أيضًا ، مذكور أعلاه ، خيار الانتقال إلى التوحيد التدريجي (وليس فقط في الجزء العلوي من القسم). هنا ، تجدر الإشارة إلى أن التربة ذات القوة الهيكلية متنوعة للغاية: قد يكون بعضها في حالة غير مشبعة من مرحلتين ، والبعض الآخر قد يكون لديه معامل حساسية عالي جدًا للضغط الميكانيكي ويميل إلى الزحف ، والبعض الآخر لديه تماسك كبير بسبب الأسمنت ، الرابع هو ببساطة قوي جدًا ، تربة طينية مشبعة تمامًا بالمياه تحدث في أعماق ضحلة.

أتاحت نتائج الدراسات لأول مرة تقييم أحد أهم مؤشرات الحالة الأولية للتربة في منطقة تومسك - قوتها الهيكلية ، والتي تختلف على مدى واسع جدًا فوق منطقة التهوية ، لذلك يجب أن يتم تحديدها في كل موقع عمل قبل الاختبار لتحديد الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للتربة. أظهر تحليل البيانات التي تم الحصول عليها أن التغييرات في المؤشر التعرف الضوئي على الحروفعلى عمق أقل من 20-30 مترًا تكون أقل أهمية ، وعادة ما يتم ضغط التربة ، ولكن يجب أيضًا مراعاة قوتها الهيكلية عند تحديد الخصائص الميكانيكية للتربة. يوصى باستخدام نتائج البحث في اختبارات الضغط والقص ، وكذلك لتحديد الحالة المضطربة للعينات ذات التركيب الطبيعي.

المراجعون:

Savichev O.G. ، دكتوراه في العلوم الجيولوجية ، أستاذ قسم الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية وعلم البيئة المائية في معهد الموارد الطبيعية في جامعة تومسك للفنون التطبيقية ، تومسك.

Popov V.K. ، دكتور في الجيولوجيا والرياضيات ، أستاذ قسم الهيدروجيولوجيا والجيولوجيا الهندسية وعلم البيئة المائية في معهد الموارد الطبيعية في جامعة تومسك للفنون التطبيقية ، تومسك.

رابط ببليوغرافي

كرامارينكو في في ، نيكيتينكوف إيه إن ، مولوكوف في يو. حول القوة الهيكلية للتربة الطينية في إقليم منطقة تومسك // قضايا معاصرةالعلم والتعليم. - 2014. - رقم 5 .؛
URL: http://science-education.ru/ru/article/view؟id=14703 (تاريخ الوصول: 01.02.2020). نلفت انتباهكم إلى المجلات التي تصدرها دار النشر "أكاديمية التاريخ الطبيعي".

أعلاه ، نظرنا في تشوه التربة التي ليس لها قوة هيكلية ، أي مضغوطة تحت تأثير ضغط بسيط. هذه الظاهرة عادة ما تكون مميزة للتربة الضعيفة للغاية.

في معظم الحالات ، يتم ضغط التربة الطبيعية بضغط الطبقات التي تعلوها. نتيجة للضغط ، اقتربت جزيئات التربة وتشكلت روابط غروانية مائية بينهما. في عملية الوجود طويل الأمد للتربة في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تنشأ روابط بلورية هشة فيها. في المجموع ، تمنح هذه الروابط التربة بعض القوة ، وهو ما يسمى القوة الهيكليةتربة ص شارع.

عند ضغط أقل من القوة الهيكلية ( ص

) ، عندما يُنظر إليه من خلال روابط الغروية المائية والبلورة ، لا يتطور الضغط عمليًا. فقط عندما p> p strيحدث انضغاط التربة. من الصعب تحديد القيمة الدقيقة للقوة الهيكلية ، نظرًا لأن انتهاكًا جزئيًا لهيكل التربة يحدث بالفعل أثناء أخذ العينات ، بالإضافة إلى ذلك ، عند ضغط العينة ، يحدث تدمير الهيكل أولاً في النقاط الفردية الأكثر إجهادًا للجسيمات اتصل حتى عند الضغط المنخفض. مع زيادة الضغط ، يزداد التدمير عند نقاط الاتصال بسرعة ، وتنتقل العملية إلى مرحلة انضغاط التربة في الحجم الكامل للعينة (الشكل 3.4.a).

أرز. 3.4. منحنيات ضغط التربة ذات القوة الهيكلية في أنظمة إحداثيات بسيطة (أ) وشبه لوغاريتمية (ب).

تم الكشف عن بداية ضغط التربة الأساسي بشكل أكثر وضوحًا عند استخدام منحنى ضغط مدمج في إحداثيات شبه لوغاريتمية (الشكل 3.4. ب). في هذه الحالة ، سيكون منحنى الضغط الأساسي مستقيمًا SD. استمرار هذا الخط المستقيم حتى التقاطع مع الخط الأفقي (المتقطع) الاتحاد الأوروبي"المقابلة لقيمة معامل المسامية الأولي ه سيسمح لك بالعثور على القيمة ص س، والتي يمكن اعتبارها قيمة القوة الهيكلية.

يمكن أيضًا تحديد القوة الهيكلية للتربة من خلال نتائج التغييرات في الضغط الجانبي للتربة عند اختبارها في جهاز ضغط ثلاثي المحاور (وفقًا لـ E.I. Medkov) أو في اللحظة التي ينشأ فيها الضغط في ماء المسام.

يمكن تمثيل معادلة منحنى الانضغاط بتقريب معين ، كما هو موضح بواسطة K. Terzaghi ، في شكل اعتماد لوغاريتمي:

, (3.11)