Savremeni problemi nauke i obrazovanja. Bilješke s predavanja o čvrstoći konstrukcije o mehanici tla

Veličina strukturne čvrstoće tla je vrlo važna karakteristika tla. Njegova vrijednost se može odrediti iz krivulje kompresije neporemećene konstrukcije, ispitivanjem tla (dok se ne postigne čvrstoća konstrukcije) sa vrlo malim koracima opterećenja (približno 0,002-0,010 MPa), tada će oštar prekid krivulje kompresije odgovarati čvrstoći konstrukcije. kompresije tla. Vrijednost pritiska koja odgovara tački presjeka krivulje sa osom pritiska jednaka je vrijednosti konstrukcijske tlačne čvrstoće.

Crtanje a) relativna kompresija tla zasićenog vodom u zavisnosti od pritiska p, b) relativna kompresija glinenog tla sa delimičnim razbijanjem u zavisnosti od pritiska.

Zakon zbijenosti tla: promjena poroznosti tla je direktno proporcionalna promjeni pritiska.

13. Zavisnost kompresije tokom volumetrijske kompresije

Promjene koeficijenta poroznosti e tlo pod tlačnom kompresijom u općem slučaju ovisit će ne samo o veličini vertikale normalna naprezanja Ali i iz horizontalne i

Odredimo zbir glavnih napona u slučaju kompresije sloja tla bez mogućnosti njegovog bočnog širenja, ističući elementarni paralepiped, koji će u uvjetima ovog problema doživljavati samo normalnije (glavne) napone.

Kako su horizontalne deformacije (širenje tla na strane) nemoguće, horizontalne relativne deformacije će biti jednake nuli, tj. , odakle slijedi da . Osim toga, iz uslova ravnoteže imamo

Poznato je da se relativna deformacija elastičnog tijela u skladu s Hookeovim zakonom nalazi iz izraza

Gdje je modul elastičnosti materijala, je koeficijent bočnog širenja tla (Poissonov omjer). Zamjenom u ovaj izraz , , , dobivamo

Gdje je koeficijent bočnog pritiska tla u mirovanju, tj. u nedostatku horizontalnih pokreta

Većina glinenih tla ima strukturnu čvrstoću, a voda u porama ovih tla sadrži plin u otopljenom obliku. Ova tla se mogu smatrati dvofaznim tijelom koje se sastoji od skeleta i tlačne vode u porama. Ako je vanjski pritisak manji od strukturne čvrstoće tla P stranica . , tada ne dolazi do procesa zbijanja tla, već će biti samo malih elastičnih deformacija. Što je veća strukturna čvrstoća tla, to će se manje primijenjeno opterećenje prenijeti na pornu vodu. Ovo je takođe olakšano kompresibilnošću pora vode sa gasom.

U početnom trenutku, dio vanjskog pritiska će se prenijeti na pornu vodu, uzimajući u obzir čvrstoću skeleta tla i stišljivost vode. P w o - početni pritisak pora u tlu zasićenom vodom pod opterećenjem R. U ovom slučaju, koeficijent početnog pritiska pora

U ovom slučaju, početni napon u skeletu tla:

pz 0 = P – P w O. (5.58)

Relativna trenutna deformacija skeleta tla

 0 = m v (P – P w O). (5.59)

Relativna deformacija tla zbog stišljivosti vode kada su pore potpuno ispunjene vodom

 w = m w P w O n , (5.60)

Gdje m w je koeficijent volumetrijske kompresije vode u porama; n- poroznost tla.

Ako to prihvatimo u početnom periodu na stresovima P z volumen čvrstih čestica ostaje nepromijenjen, tada će relativna deformacija skeleta tla biti jednaka relativnoj deformaciji porne vode:

 0 =  w = . (5.61)

Izjednačavajući desne strane (5.59) i (5.60), dobijamo

. (5.62)

Zamena P w o u jednadžbu (5.57), nalazimo koeficijent početnog pritiska pora

. (5.63)

Koeficijent volumetrijske stišljivosti vode u porama može se naći po približnoj formuli

, (5.64)

Gdje J w– koeficijent zasićenosti tla vodom; P a - atmosferski pritisak 0,1 MPa.

Dijagram vertikalnih pritisaka u sloju tla od opterećenja tlačnom pornom vodom i strukturne čvrstoće tla prikazan je na Sl.5.14.

S obzirom na gore navedeno, formula (5.49) za određivanje slijeganja sloja tla u vremenu pod kontinuiranim ravnomjerno raspoređenim opterećenjem, uzimajući u obzir čvrstoću konstrukcije i kompresibilnost tekućine koja sadrži plin, može se napisati na sljedeći način:

. (5.65)

Sl.5.14. Dijagrami vertikalnih pritisaka u sloju tla pod kontinuiranim opterećenjem, uzimajući u obzir čvrstoću konstrukcije

Značenje N određena formulom (5.46). Istovremeno, omjer konsolidacije

.

Slične promjene mogu se izvršiti u formulama (5.52), (5.53) kako bi se odredilo slijeganje tokom vremena, uzimajući u obzir strukturnu čvrstoću i kompresibilnost tekućine koja sadrži plin za slučajeve 1 i 2.

5.5. Utjecaj početnog nagiba glave

Glinena tla sadrže jako i slabo vezanu vodu i djelimično slobodnu vodu. Filtracija, a time i zbijanje sloja tla, počinje tek kada je gradijent veći od početnog i 0 .

Razmotrite konačno slijeganje sloja tla sa debljinom h(Sl.5.15), koji ima početni gradijent i 0 i opterećen ravnomjerno raspoređenim opterećenjem. Filtracija vode je dvosmjerna (gore i dolje).

U prisustvu početnog gradijenta od vanjskog opterećenja R na svim tačkama duž dubine sloja u pornoj vodi postoji pritisak jednak P/ w ( w - specifična gravitacija voda). Na dijagramu viška pritiska, početni gradijent će biti predstavljen tangentom ugla I:

R
is.5.15. Šema zbijanja tla u prisustvu početnog gradijenta pritiska: a - zona zbijanja ne dostiže dubinu; b - zona zbijanja se proteže na cijelu dubinu, ali je zbijanje nepotpuno

tg I = i 0 . (5.66)

Samo u onim područjima gdje će gradijent pritiska biti veći od početnog (
), počet će filtracija vode i doći će do zbijanja tla. Slika 5.15 prikazuje dva slučaja. Ako na z < 0,5h gradijent je manji od početnog i 0 , tada voda neće moći filtrirati iz sredine sloja, jer postoji "mrtva zona". Prema slici 5.15, nalazimo a

, (5.67)

Evo z max< 0,5h. U ovom slučaju, sediment je

S 1 = 2m v zP/ 2 ili S 1 = m v zP. (5.68)

Zamjenjiva vrijednost z max u (5.68), dobijamo

. (5.69)

Za slučaj prikazan na slici 5.15, b, gaz je određen formulom

. (5.70)

Kada treba uzeti u obzir mnoge faktore. Posebnu pažnju treba obratiti na sastav, a neki od njegovih tipova su sposobni da se opuste kada se vlažnost poveća pod uticajem sopstvene težine ili spoljašnjeg opterećenja. Otuda i naziv ovih tla – „slijeganje Razmotrite dalje njihove karakteristike.

Vrste

Kategorija koja se razmatra uključuje:

• Lesna tla (suspe i lesovi).
• Gline i ilovače.
• Odvojene vrste pokrivača i ilovače.
• Rasuti industrijski otpad. To uključuje, posebno, pepeo, prašinu od rešetke.
• Dusty glinena tla sa visokom strukturnom čvrstoćom.

Specifičnost

On početna faza građevinska organizacija potrebno je provesti studiju sastava tla na lokalitetu kako bi se utvrdilo vjerovatno deformacije. Njihova pojava zbog posebnosti procesa formiranja tla. Slojevi su u nedovoljno zbijenom stanju. U lesnom tlu takvo stanje može trajati sve vrijeme svog postojanja.

Povećanje opterećenja i vlage obično uzrokuje dodatno zbijanje u nižim slojevima. Međutim, budući da će deformacija ovisiti o jačini vanjskog utjecaja, ostat će nedovoljno zbijenost sloja u odnosu na vanjski pritisak koji premašuje naprezanje iz vlastite mase.

Mogućnost fiksiranja slabih tla utvrđuje se u laboratorijskim ispitivanjima omjerom smanjenja čvrstoće pri vlaženju prema pokazatelju efektivnog pritiska.

Svojstva

Osim nezbijenosti, tla koja se sliježu karakteriziraju niska prirodna vlažnost, prašnjavi sastav i visoka strukturna čvrstoća.

Zasićenost tla vodom u južnim regijama, po pravilu, iznosi 0,04-0,12. U regionima Sibira, srednja traka indikator je u rasponu od 0,12-0,20. Stepen vlažnosti u prvom slučaju je 0,1-0,3, u drugom - 0,3-0,6.

Snaga konstrukcije

To je uglavnom zbog cementne adhezije. Što više vlage ulazi u tlo, to je niža čvrstoća.

Rezultati istraživanja su pokazali da tanki vodeni filmovi imaju klinasti učinak na formacije. Djeluju kao mazivo, olakšavajući klizanje čestica tla koje se slijega. Filmovi omogućavaju gušće polaganje slojeva pod vanjskim utjecajem.

Prianjanje zasićeno vlagom sleganje tla određena uticajem sile molekularne privlačnosti. Ova vrijednost zavisi od stepena gustine i sastava zemlje.

Karakteristika procesa

Povlačenje je složen fizički i hemijski proces. Manifestira se u vidu zbijenosti tla uslijed kretanja i gušćeg (kompaktnog) pakiranja čestica i agregata. Zbog toga se ukupna poroznost slojeva svodi na stanje koje odgovara nivou djelovanja pritiska.

Povećanje gustine dovodi do određenih promjena u individualnim karakteristikama. Nakon toga, pod utjecajem pritiska, zbijanje se nastavlja, odnosno čvrstoća nastavlja rasti.

Uslovi

Da bi došlo do povlačenja, potrebno vam je:

• Opterećenje od temelja ili vlastite mase, koja će, kada je mokra, savladati kohezivne sile čestica.
• Dovoljan nivo vlažnosti. Doprinosi smanjenju snage.

Ovi faktori moraju raditi zajedno.

Vlažnost određuje trajanje deformacije tla koja se sliježu. U pravilu se javlja u relativno kratkom vremenu. To je zbog činjenice da je zemljište pretežno u stanju niske vlažnosti.

Deformacija u stanju zasićenom vodom traje duže, jer se voda filtrira kroz tlo.

Metode za određivanje gustine tla

Relativno slijeganje se utvrđuje iz uzoraka neporemećene strukture. Za to se koristi uređaj za kompresiju - mjerač gustine tla. U istraživanju se koriste sljedeće metode:

• Jedna kriva sa analizom jednog uzorka i njegovim namakanjem u završnoj fazi djelovanja opterećenja. Ovom metodom moguće je odrediti kompresibilnost tla pri datoj ili prirodnoj vlazi, kao i relativnu sklonost deformaciji pod određenim pritiskom.
• Dve krive sa ispitivanjem 2 uzorka istog stepena gustine. Jedan se proučava pri prirodnoj vlažnosti, drugi - u zasićenom stanju. Ova metoda vam omogućava da odredite kompresibilnost pod punom i prirodnom vlagom, relativnu sklonost deformaciji kada se opterećenje promijeni od nule do krajnjeg.
• Kombinovano. Ova metoda je modificirana kombinacija prethodne dvije. Ispitivanje se vrši na jednom uzorku. Prvo se ispituje u prirodnom stanju na pritisak od 0,1 MPa. Korišćenje kombinovane metode omogućava vam da analizirate ista svojstva kao i metoda sa 2 krive.

Važne tačke

Tokom testiranja u mjerači gustine tla kada se koristi bilo koja od gore navedenih opcija, potrebno je uzeti u obzir da rezultate studija karakterizira značajna varijabilnost. S tim u vezi, neki pokazatelji, čak i kada se testira jedan uzorak, mogu se razlikovati za 1,5-3, au nekim slučajevima i za 5 puta.

Takve značajne fluktuacije su povezane sa mala velicina uzorci, heterogenost materijala zbog karbonatnih i drugih inkluzija ili prisustvo velikih pora. Za rezultate su važne i neizbježne greške u studiji.

Faktori uticaja

U toku brojnih istraživanja ustanovljeno je da pokazatelj sklonosti tla slijezanju uglavnom zavisi od:

• Pritisak.
• Stepeni gustine tla pod prirodnom vlagom.
• Kompozicija sleganje tla.
• Nivo vlažnosti.

Ovisnost o opterećenju se ogleda u krivulji, prema kojoj, s povećanjem indikatora, vrijednost relativne sklonosti promjeni prva također dostiže svoju maksimalnu vrijednost. Uz naknadno povećanje pritiska, počinje se približavati nuli.

U pravilu, za tlak je 0,2-0,5 MPa, a za lesne gline - 0,4-0,6 MPa.

Ovisnost je uzrokovana činjenicom da u procesu opterećenja tla koje se slijega prirodnim zasićenjem na određenom nivou, počinje uništavanje konstrukcije. U ovom slučaju primjećuje se oštra kompresija bez promjene zasićenosti vodom. Deformacija u toku povećanja pritiska će se nastaviti sve dok sloj ne dostigne svoje izuzetno gusto stanje.

Zavisnost od sastava tla

Izražava se u činjenici da se s povećanjem broja plastičnosti smanjuje sklonost deformaciji. Jednostavno rečeno, veći stepen varijabilnosti strukture karakterističan je za kašu, manji - za glinu. Naravno, da bi se ovo pravilo ispunilo, ostali uslovi moraju biti jednaki.

Početni pritisak

At projektovanje temelja za zgrade i konstrukcije izračunava se opterećenje konstrukcija na tlu. U tom slučaju se određuje početni (minimalni) tlak pri kojem deformacija počinje pri punom zasićenju vodom. Narušava prirodnu strukturnu čvrstoću tla. To dovodi do činjenice da je normalan proces zbijanja poremećen. Ove promjene su pak praćene restrukturiranjem i intenzivnim zbijanjem.

S obzirom na navedeno, čini se da u fazi projektovanja prilikom organizacije izgradnje vrijednost početnog pritiska treba uzeti blizu nule. Međutim, u praksi to nije slučaj. Navedeni parametar treba koristiti tako da se debljina izračuna prema opšta pravila bez povlačenja.

Svrha indikatora

Početni pritisak se koristi u razvoju projekata temelji na zemljištu koje se spušta za određivanje:

• Procijenjeno opterećenje pri kojem neće biti promjena.
• Veličina zone unutar koje će doći do zbijanja od mase temelja.
• Potrebna dubina deformacije tla ili debljina jastuka tla, što u potpunosti isključuje deformaciju.
• Dubina s koje počinju promjene od mase tla.

Početna vlažnost

Naziva se indikatorom na kojem tla u napregnutom stanju počinju da padaju. Komponenta od 0,01 uzima se kao normalna vrijednost pri određivanju početne vlažnosti.

Metoda za određivanje parametra zasniva se na kompresijskim laboratorijskim ispitivanjima. Za ispitivanje je potrebno 4-6 uzoraka. Koristi se metoda dvije krive.

Jedan uzorak se ispituje pri prirodnoj vlažnosti sa opterećenjem do maksimalnog pritiska u odvojenim fazama. Njime se tlo natapa dok se slijeganje ne stabilizira.

Drugi uzorak se prvo zasiti vodom, a zatim, uz kontinuirano namakanje, u istim koracima opterećuje do graničnog tlaka.

Ovlaživanje preostalih uzoraka vrši se do indikatora koji dijele granicu vlage od početnog do potpunog zasićenja vodom u relativno jednake intervale. Zatim se ispituju u kompresijskim uređajima.

Povećanje se postiže sipanjem izračunate zapremine vode u uzorke uz dalje držanje 1-3 dana dok se nivo zasićenja ne stabilizuje.

Karakteristike deformacije

To su koeficijenti stišljivosti i njegove varijabilnosti, modul deformacije, relativna kompresija.

Modul deformacije se koristi za izračunavanje vjerojatnih pokazatelja slijeganja temelja i njihove neravnine. Obično se definiše u terenski uslovi. Za to se uzorci tla ispituju statičkim opterećenjima. Na vrijednost modula deformacije utječu vlažnost, razina gustoće, kohezija konstrukcije i čvrstoća tla.

S povećanjem mase tla, ovaj indikator se povećava, s većom zasićenošću vodom, smanjuje se.

Koeficijent varijabilnosti kompresibilnosti

Definira se kao omjer stišljivosti pod stalnom ili prirodnom vlagom prema karakteristikama tla u stanju zasićenom vodom.

Poređenje koeficijenata dobijenih u terenskim i laboratorijskim studijama pokazuje da je razlika između njih beznačajna. Nalazi se u rasponu od 0,65-2 puta. Stoga je za praktičnu primjenu dovoljno odrediti indikatore u laboratoriju.

Koeficijent varijabilnosti zavisi uglavnom od pritiska, vlažnosti i stepena njegovog povećanja. S povećanjem tlaka, indikator se povećava, s povećanjem prirodne vlažnosti smanjuje se. Kada je potpuno zasićen vodom, koeficijent se približava 1.

Karakteristike čvrstoće

Oni su ugao unutrašnjeg trenja i specifične kohezije. One zavise od čvrstoće konstrukcije, nivoa zasićenosti vodom i (u manjoj mjeri) gustine. S povećanjem vlažnosti, prianjanje se smanjuje za 2-10 puta, a kut - za 1,05-1,2. Sa povećanjem čvrstoće strukture, adhezija se povećava.

Vrste tla slijeganja

Ima ih ukupno 2:

1. Slijeganje nastaje pretežno unutar deformabilne zone podloge pod djelovanjem opterećenja temelja ili drugog vanjskog faktora. Istovremeno, deformacija od njegove težine gotovo je odsutna ili nije veća od 5 cm.
2. Moguće je slijeganje tla iz njegove mase. Javlja se pretežno u donji sloj debljine i prelazi 5 cm Pod dejstvom vanjskog opterećenja može doći do slijeganja i u gornjem dijelu unutar granica deformabilne zone.

Vrsta slijeganja se koristi za procjenu uslova izgradnje, izradu mjera protiv slijeganja, projektovanje temelja, temelja i samog objekta.

Dodatne informacije

Slijeganje se može dogoditi u bilo kojoj fazi izgradnje ili rada objekta. Može se manifestirati nakon povećanja početne vlage slijeganja.

Tokom hitnog namakanja, tlo se prilično brzo spušta unutar granica deformabilne zone - unutar 1-5 cm dnevno. Nakon prestanka opskrbe vlagom, nakon nekoliko dana, povlačenje se stabilizira.

Ako se početno natapanje dogodilo unutar granica dijela zone deformacije, sa svakim sljedećim zasićenjem vodom dolazi do slijeganja sve dok se cijela zona potpuno ne navlaži. U skladu s tim, povećavat će se s povećanjem opterećenja na tlu.

Kod intenzivnog i kontinuiranog natapanja, slijeganje tla ovisi o kretanju sloja vlaženja prema dolje i formiranju zone zasićene vodom. U tom slučaju slijeganje će početi čim front vlaženja dostigne dubinu na kojoj se tlo spušta od vlastite težine.

1

Rad je posvećen karakterizaciji početnog stanja raspršenih tla - njihove strukturne čvrstoće. Poznavanje njegove varijabilnosti omogućava određivanje stepena zbijenosti tla i, eventualno, obilježja povijesti njegovog formiranja u datom regionu. Evaluacija i uvažavanje ovog pokazatelja prilikom ispitivanja tla je od najveće važnosti za određivanje karakteristika njihovih fizičko-mehaničkih svojstava, kao i za dalje proračune slijeganja temelja konstrukcija, što se slabo odražava u regulatornim dokumentima i malo se koristi. u praksi inženjersko-geoloških istraživanja. U radu su ukratko prikazane najčešće grafičke metode za određivanje indeksa na osnovu rezultata tlačnih ispitivanja, rezultata laboratorijskih istraživanja strukturne čvrstoće raspršenih tla na području Tomske oblasti. Otkrivene su veze između strukturne čvrstoće tla i dubine njihove pojave, stepena njihove zbijenosti. Date su kratke preporuke o upotrebi indikatora.

Strukturna čvrstoća tla

pritisak prethodnog zaptivanja

1. Bellendir E.N., Vekshina T.Yu., Ermolaeva A.N., Zasorina O.A. Metoda za procjenu stepena prekomjerne konsolidacije glinovitih tla u prirodnoj pojavi//Patent Rusije br. 2405083

2. GOST 12248–2010. Tla. Metode za laboratorijsko određivanje karakteristika čvrstoće i deformabilnosti.

3. GOST 30416–2012. Tla. Laboratorijski testovi. Opće odredbe.

4. Kudryashova E.B. Obrasci formiranja prekomjerno konsolidiranih glinovitih tla: Kand. cand. Geološke i mineraloške nauke: 25.00.08. - M., 2002. - 149 str.

5. MGSN 2.07–01 Temelji, temelji i podzemne konstrukcije. - M.: Vlada Moskve, 2003. - 41 str.

6. SP 47.13330.2012 (ažurirana verzija SNiP 11-02-96). Inženjerska istraživanja za građevinarstvo. Osnovne odredbe. – M.: Gosstroj Rusije, 2012.

7. Tsytovich N.A.// Materijali Svesavezne konferencije o izgradnji na slabim tlima zasićenim vodom. - Tallinn, 1965. - P. 5-17.

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

9. Becker, D.B., Crooks, J.H.A., Been, K., i Jefferies, M.G. Rad kao kriterij za određivanje in situ napona tečenja u glinama // Canadian Geotechnical Journal. - 1987. - Vol. 24., br. 4. – str. 549-564.

10. Boone J. Kritička preispitivanja tumačenja „pritiska predkonsolidacije” korištenjem testa edometra // Can. geotech. J. - 2010. - Vol. 47.-p. 281–296.

11. Boone S.J. & Lutenegger A.J. Karbonati i cementacija kohezivnih tla dobijenih glacijalom u državi New York i južnom Ontariju, Can. Geotehnika - 1997. - Vol 34. - str. 534–550.

12. Burland, J.B. Trideseto Rankineovo predavanje: O stišljivosti i čvrstoći na smicanje prirodnih glina // Géotechnique. - 1990. - Vol 40, br. 3. – str. 327–378.

13 Burmister, D.M. Primjena kontroliranih metoda ispitivanja u ispitivanju konsolidacije. Simfozij o ispitivanju konsolidacije tla // ASTM. STP 126. - 1951. - str. 83–98.

14. Butterfield, R. Prirodni zakon kompresije za tla (napredak na e–log p’) // Geotehnika. - 1979. - Vol 24, br. 4. – str. 469–479.

15. Casagrande, A. Određivanje opterećenja predkonsolidacije i njegov praktični značaj. // U Zborniku radova prve međunarodne konferencije o mehanici tla i temeljnom inženjerstvu. Harvard Printing Office, Cambridge, Mass. - 1936. - Vol. 3.- str. 60–64.

16. Chen, B.S.Y., Mayne, P.W. Statistički odnosi između mjerenja pijezokona i povijesti naprezanja glina // Canadian Geotechnical Journal. - 1996. - Vol. 33-p. 488-498.

17. Chetia M, Bora P K. Procjena prekomjerno konsolidiranog omjera zasićenih necementiranih glina iz jednostavnih parametara // Indian Geotechnical Journal. - 1998. - Vol. 28, br. – str. 177-194.

18. Christensen S., Janbu N. Oedometarski testovi – primarni zahtjev u praktičnoj mehanici tla. // Proceedings Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - Vol. 2, #9. – str. 449-454.

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L. i Stephenson, R. Evaluacija metoda za određivanje naprezanja prije konsolidacije // Instrumentacija, ispitivanje i modeliranje ponašanja tla i stijena. – 2011. – str. 147–154.

20. Dias J. et al. Utjecaj prometa na pretkonsolidacijski pritisak tla uslijed žetve eukaliptusa // Sci. agric. - 2005. - Vol. 62, br. – str. 248-255.

21. Dias Junior, M.S.; Pierce, F.J. Jednostavan postupak za procjenu pritiska predkonsolidacije iz krivulja tlačne kompresije. // Tehnologija tla. - Amsterdam, 1995. - Vol.8, br. 2. – str. 139–151.

23. Einav, I; Carter, JP. O konveksnosti, normalnosti, tlaku prije konsolidacije i singularnostima u modeliranju zrnatih materijala // Granular Matter. - 2007. - Vol. 9, #1-2. – str. 87-96.

23. Gregory, A.S. et al. Proračun indeksa kompresije i pretkompresionog napona iz podataka ispitivanja tlačne kompresije // Soil and Tillage Research, Amsterdam. - 2006. - Vol. 89, #1. – str. 45–57.

24. Grozic J. L. H., lunne T. & Pande S. An odeometer test study on the preconsolidation stress of glaciomarine clays. // Canadian Geotechnical Journal. - 200. - Vol. 40.-p. 857–87.

25. Iori, Piero et al. Usporedba terenskih i laboratorijskih modela nosivosti na plantažama kave // ​​Ciênc. agrotec. - 2013. Vol. 2, #2. – str. 130-137.

26. Jacobsen, H.M. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // In Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, maj 1992. Aalborg, Danska. Danish Geotechnical Society Bulletin. - 1992. Vol. 2, br. 9. - str. 455–460.

27. Janbu, N. Koncept otpora primijenjen na deformaciju tla // In Proceedings of the 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City, 25–29 August 1969. A.A. Balkema, Roterdam, Holandija. - 1969. - Vol. 1.-p. 191–196.

28. Jolanda L. Stres-strain Characterization of Seebodenlehm // 250 Seiten, broschier. - 2005. - 234 str.

29. Jose Babu T.; Sridharan Asur; Abraham Benny Mathews: Log-log metoda za određivanje pritiska predkonsolidacije // ASTM Geotechnical Testing Journal. - 1989. - Vol.12, br. 3. – str. 230–237.

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Svojstva čvrstoće i deformacije tercijarne gline u muzeju Moesgaard // Odsjek za građevinarstvo Univerziteta Aalborg Sohngaardsholmsvej 57 DK-9000 Aalborg, Danska. – 2010. – str. 1–13.

31. Kontopoulos, Nikolaos S. Efekti poremećaja uzorka na pretkonsolidacijski pritisak za normalno konsolidovane i prekomjerno konsolidirane gline Massachusetts Institute of Technology. // Dept. građevinarstva i inženjerstva zaštite životne sredine. - 2012. - 285 str.

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

33. Mayne, P.W., Coop, M.R., Springman, S., Huang, A-B., i Zornberg, J. // GeoMaterial Behavior and Testing // Proc. 17th Intl. Konf. Mehanika tla i geotehničko inženjerstvo. - 2009. - Vol. 4.-p. 2777-2872.

34. Mesri, G. i A. Castro. Koncept Cα/Cc i Ko tokom sekundarne kompresije // ASCE J. Geotechnical Engineering. - 1987. Vol. 113, br. – str. 230-247.

35. Nagaraj T. S., Shrinivasa Murthy B. R., Vatsala A. Prediction of soil behaviors – part ii-saturated uncemented soil // Canadian Geotechnical Journal. - 1991. - Vol. 21, br. – str. 137-163.

36. Oikawa, H. Krivulja kompresije mekih tla // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1987. - Vol. 27, br. – str. 99-104.

37. Onitsuka, K., Hong, Z., Hara, Y., Shigeki, Y. Interpretacija podataka testa edometra za prirodne gline // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1995. - Vol. 35, br.

38. Pacheco Silva, F. Nova grafička konstrukcija za određivanje predkonsolidacijskog naprezanja uzorka tla // U Proceedings of the 4th Brazilian Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio de Janeiro, August 1970. - Vol. 2, #1. – str. 225–232.

39. Paul W. Mayne, Barry R. Christopher i Jason De Jong. Priručnik o istraživanjima podzemlja // Nacionalni institut za autoceste, Federalna uprava za autoceste Washington, DC. - 2001. - 305 str.

40. Sallfors, G. Pritisak predkonsolidacije mekih, visokoplastičnih glina. - Geteborg. Geotehnički odjel Tehnološkog univerziteta Chalmers. - 231p.

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

42. Schmertmann, J., H. Smjernice za ispitivanje penetracije konusa, performanse i dizajn. // Američka federalna uprava za autoceste, Washington, DC, Izvještaj, FHWATS-78-209. – 1978. – str. 145.

43. Semet C., Ozcan T. Određivanje pretkonsolidacijskog pritiska s umjetnom neuronskom mrežom // Građevinarstvo i sustavi zaštite okoliša. - 2005. - Vol. 22, br. 4. - str. 217–231.

44. Senol A., Saglamer A. Određivanje pretkonsolidacijskog tlaka novom metodom deformacije Energy-Log Stress // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. - 2000. - Vol. 5.

45. Senol, A. Zeminlerde On. Određivanje pritiska predkonsolidacije: doktorska disertacija, Institut za nauku i tehnologiju. – Istanbul, Turska. – 1997. – str. 123.

46. ​​Solanki C.H., Desai M.D. Pretkonsolidacijski pritisak iz indeksa tla i svojstava plastičnosti // The 12th International Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics. – Goa, Indija. – 2008.

47. Sully, J.P., Campenella, R.G. i Robertson, P.K. Interpretacija tlaka penetracijskih pora za procjenu povijesti naprezanja glina // Zbornik radova prvog međunarodnog simpozija o ispitivanju penetracije. — Orlando. - 1988. - Vol.2 - str. 993-999.

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. et al. Upotreba energije deformacije kao kriterija popuštanja i puzanja za slabo konsolidirane gline // Géotechnique. - 1979. - Vol. 29.-p. 285-303.

49. Thøgersen, L. Efekti eksperimentalnih tehnika i osmotskog pritiska na izmjereno ponašanje tercijarne ekspanzivne gline: Ph. D. teza, Laboratorija za mehaniku tla, Univerzitet Aalborg. - 2001. - Vol. 1.

50. Wang, L. B., Frost, J. D. Metoda disipirane energije deformacije za određivanje tlaka prije konsolidacije // Canadian Geotechnical Journal. - 2004. - Vol. 41, br. – str. 760-768.

čvrstoća konstrukcije pstr nazvana čvrstoća, zbog prisutnosti strukturnih veza i karakterizirana je naprezanjem, na koje se uzorak tla, kada je opterećen vertikalnim opterećenjem, praktički ne deformira. Budući da sabijanje počinje pri naponima u tlu koji premašuju njegovu strukturnu čvrstoću i pri ispitivanju tla, potcjenjivanje ovog pokazatelja dovodi do grešaka u određivanju vrijednosti ostalih karakteristika mehaničkih svojstava. Važnost definiranja indikatora pstr se već dugo slavi, jer N.A. Tsytovich - „... pored uobičajenih pokazatelja svojstva deformacije i čvrstoće slabih glinenih tla, kako bi se procijenilo ponašanje ovih tla pod opterećenjem i uspostavilo ispravno predviđanje veličine slijeganja konstrukcija podignutih na njima , potrebno je utvrditi konstruktivnu čvrstoću prilikom snimanja pstr". Fenomen u ispitivanju stepena zbijenosti tla važan je za predviđanje slijeganja projektovane konstrukcije, budući da slijeganje na previše zbijenim tlima može biti četiri ili više puta manje nego na normalno zbijenim tlima. Za vrijednosti koeficijenta prekomjerne konsolidacije OCR > 6, koeficijent bočnog pritiska tla u mirovanju K o može premašiti 2, što se mora uzeti u obzir pri proračunu podzemnih konstrukcija.

Kako je navedeno u radu: „U početku prevladavaju uvjeti normalne zbijenosti tokom procesa sedimentacije i formiranja i naknadnog zbijanja morskih, jezerskih, aluvijalnih, deltskih, eolskih i fluvijalnih naslaga pijeska, mulja i gline. Međutim, većina tla na Zemlji je postala blago/umjereno/ozbiljno prekomjerno konsolidirana kao rezultat različitih fizičkih, ekoloških, klimatskih i termalnih procesa tokom hiljada do miliona godina. Ovi mehanizmi prekomjerne konsolidacije i/ili vidljivog prednaprezanja uključuju: površinsku eroziju, vremenske utjecaje, porast razine mora, povećanje razine mora podzemne vode, glacijacija, ciklusi smrzavanja-odmrzavanja, ponavljano vlaženje/isparavanje, isušivanje, gubitak mase, seizmička opterećenja, ciklusi plime i oseke i geohemijske sile.” Tema utvrđivanja stanja zbijenosti tla i dalje je vrlo aktualna i nalazi se u publikacijama sa gotovo svih kontinenata. U radovima se razmatraju faktori i pokazatelji koji određuju prenabijeno ili nedovoljno zbijeno stanje glinovitih tla, uzroci i uticaj na fizičko-mehaničke parametre ovako jakog cementiranja. Rezultati određivanja indikatora također imaju široku primjenu u praksi, počevši od proračuna slijeganja temelja konstrukcija; očuvanje prirodne strukture uzoraka namijenjenih za laboratorijska ispitivanja; na vrlo specifične teme, predviđajući zbijenost tla na plantažama eukaliptusa i kafe upoređujući njihovu strukturnu čvrstoću s opterećenjem od mašina.

Poznavanje vrijednosti indikatora pstr i njihova varijabilnost sa dubinom karakterišu karakteristike sastava, veze i strukture tla, uslove njihovog formiranja, uključujući istoriju opterećenja. U tom smislu, od posebnog su naučnog i praktičnog interesa studije pstr V U različitim regionima, ova istraživanja su posebno značajna na teritoriji Zapadnog Sibira sa debelim pokrivačem sedimentnih naslaga. U regiji Tomsk izvršena su detaljna proučavanja sastava i svojstava tla, zbog čega su i teritorija grada Tomska i okolna područja proučena dovoljno detaljno sa inženjersko-geoloških pozicija. Istovremeno, treba napomenuti da su tla proučavana posebno za izgradnju određenih objekata u skladu sa važećim regulatornim dokumentima, koji ne sadrže preporuke za dalju upotrebu. pstr te ga, shodno tome, ne uvrsti u listu potrebnih karakteristika tla koje treba utvrditi. Stoga je svrha ovog rada utvrditi strukturnu čvrstoću raspršenog tla i njegove promjene duž presjeka u najaktivnije razvijenim i najrazvijenijim područjima Tomske regije.

Ciljevi studije uključivali su pregled i sistematizaciju metoda za dobijanje pstr, laboratorijska određivanja sastava tla i karakteristika glavnih fizičko-mehaničkih svojstava, proučavanje varijabilnosti pstr sa dubinom, poređenje čvrstoće konstrukcije sa domaćim pritiskom.

Radovi su izvedeni u toku inženjersko-geoloških istraživanja za niz velikih objekata koji se nalaze u centralnim i sjeverozapadnim regijama Tomske oblasti, gdje je gornji dio preseka predstavljen različitim stratigrafskim i genetskim kompleksima kvartara, paleogena. i stene iz krede. Uvjeti njihovog nastanka, rasprostranjenosti, sastava, stanja ovise o starosti i genezi i stvaraju prilično heterogenu sliku, sastavno su proučavana samo disperzna tla u kojima prevladavaju glinene sorte polučvrste, tvrde i kruto-plastične konzistencije. Za rješavanje postavljenih zadataka izvršena su ispitivanja bunara i jama na 40 tačaka, odabrano je više od 200 uzoraka raspršenog tla sa dubine do 230 m. Ispitivanja tla su vršena u skladu sa metodama datim u važećim regulatornim dokumentima. Određeni su: distribucija veličine čestica, gustina (ρ) , gustina čvrstih čestica ( ρs) , gustina suvog tla ( p d) , vlažnost ( w), sadržaj vlage u glinovitim zemljištima, na granici valjanja i fluidnosti ( w L I wp), pokazatelji svojstva deformacije i čvrstoće; izračunati parametri stanja kao što je faktor poroznosti (e) poroznost, ukupni kapacitet vlage, za glinovita tla - broj plastičnosti i indeks tečenja, koeficijent zbijenosti tla OCR(kao omjer predkompresionog pritiska ( p") na domaći pritisak na mjestu uzorkovanja) i druge karakteristike.

Prilikom odabira grafičkih metoda za određivanje indikatora pstr, osim metodaCasagrande razmatrane su metode koje se koriste u inostranstvu za određivanje pritiska pred zbijanjem σ p ". Treba napomenuti da u terminologiji inženjera geologije, "pritisak pred sabijanje" ( Predkonsolidacija Stres) , počinje istiskivati ​​poznati koncept "strukturne čvrstoće tla", iako su metode za njihovo određivanje iste. Po definiciji, strukturna čvrstoća tla je vertikalni napon u uzorku tla, koji odgovara početku prijelaza sa elastičnih tlačnih deformacija na plastične, što odgovara pojmu Prinos Stres. U tom smislu, karakteristiku utvrđenu u testovima kompresije ne treba uzeti kao maksimalni pritisak unutar "historijskog pamćenja" uzorka. Burland smatra da je termin prinos stres je precizniji i termin pretkonsolidacija stres treba koristiti za situacije u kojima se veličina takvog pritiska može odrediti geološkim metodama. Slično, termin Gotovo Konsolidacija Ratio (OCR) treba koristiti za opisivanje poznate istorije naprezanja, inače termin Prinos Stres Ratio (YSR) . U mnogim slučajevima Prinos Stres se uzima kao efektivno naprezanje prije zbijanja, iako je ovo drugo tehnički povezano sa mehaničkim oslobađanjem od naprezanja, dok prvo uključuje dodatne efekte zbog diageneze, kohezije zbog organske tvari, omjera komponenata tla i njegove strukture, tj. je strukturna čvrstoća tla.

Dakle, prvi korak ka identifikaciji karakteristika formiranja tla treba da bude kvantitativno određivanje profila Prinos Stres, što je ključni parametar za odvajanje normalno zbijenih tla (s pretežno plastičnim odgovorom) od prekomjerno konsolidiranih tla (povezanih s pseudoelastičnim odgovorom). i strukturnu čvrstoću pstr, i tlak prije zbijanja p" određuju se na isti način, kao što je navedeno, uglavnom laboratorijskim metodama na osnovu rezultata ispitivanja kompresije (GOST 12248, ASTM D 2435 i ASTM D 4186). Postoji mnogo zanimljivih radova koji istražuju stanje tla, pritisak pred zbijanje p" i metode za njegovo određivanje na terenu. Grafička obrada rezultata kompresijskih testova je također vrlo raznolika, u nastavku je dato Kratki opis najčešće korišćene u inostranstvu metode za određivanje p ", koje treba koristiti za dobijanje pstr.

MetodaCasagrande(1936) - najviše stara metoda za izračunavanje čvrstoće konstrukcije i pritiska prije zbijanja. Temelji se na pretpostavci da tlo podliježe promjeni čvrstoće od elastičnog odgovora na opterećenje do duktilnog odgovora u točki blizu tlaka prije zbijanja. Ova metoda dobro funkcionira kada postoji dobro definirana tačka pregiba na grafu krive kompresije. oblika e - log σ"(Sl. 1a), kroz koju je povučena tangenta i horizontalna linija od koeficijenta poroznosti, zatim simetrala između njih. Pravi dio kraja krivulje kompresije ekstrapolira se na presjek sa simetralom i dobije se tačka , značenje kada se projektuje na osu log σ", odgovara pritisku prekomjerne konsolidacije p"(ili strukturnu čvrstoću). Metoda ostaje najčešće korištena u odnosu na druge.

Burmister metoda(1951) - prikazuje zavisnost oblika ε-Log σ", Gdje ε - relativna deformacija. Značenje p" određuje se na presjeku okomice koja dolazi iz ose Dnevnik σ" kroz tačku histerezne petlje pri ponovljenom opterećenju uzorka, s tangentom na krajnji dio krivulje kompresije (slika 1b).

Schemertmannova metoda(1953), ovdje se koristi i krivulja kompresije forme e - log σ"(Sl. 1c). Ispitivanja kompresije se izvode sve dok se na krivini ne dobije jasan ravan dio, zatim se rastereti na domaći pritisak i ponovo puni. Na grafikonu povucite liniju paralelnu sa srednjom linijom krivulje dekompresije-rekompresije kroz tačku domaćeg pritiska. Značenje p" određeno povlačenjem okomice iz ose log σ" kroz tačku istovara, do raskrsnice sa paralelnom linijom. Od tačke p" crtati liniju dok se ne siječe s tačkom na ravnom dijelu krive kompresije koja ima koeficijent poroznosti e\u003d 0,42. Dobivena stvarna krivulja kompresije koristi se za izračunavanje omjera kompresije ili omjera zbijanja. Ova metoda je primjenjiva na mekim tlima.

MetodaAkai(1960), prikazuje zavisnost koeficijenta puzanja εs od σ" (Sl. 1d), koristi se za tla sklona puzanju. Kriva konsolidacije predstavlja ovisnost relativne deformacije o logaritmu vremena i podijeljena je na dio konsolidacije procjednom i puzajuće konsolidacije. Akai je primijetio da se faktor puzanja proporcionalno povećava σ" do vrijednosti p ", i poslije p" proporcionalno log σ".

Janbu metoda(1969) zasniva se na pretpostavci da se tlak prije zbijanja može odrediti iz grafikona kao što je ε - σ" . U Janbu metodi za gline visoke i niske osjetljivosti OCR Pritisak prije zbijanja može se odrediti iscrtavanjem krivulje opterećenje-deformacija koristeći linearnu skalu. Drugi način Janbu je graf sekansnog modula deformacije E ili E 50 od efektivnih napona σ" (Sl. 1 e). I još jedna opcija Christensen-Janbu metoda(1969), predstavlja zavisnost oblika r - σ", dobijene iz krivulja konsolidacije , Gdje t- vrijeme , r= dR/dt, R= dt/dε.

Sellforce metoda(1975) je zavisnost od forme ε - σ" (slika 1f), uglavnom se koristi za CRS metodu. Osa naprezanje-deformacija se bira u fiksnom omjeru na linearnoj skali, obično 10/1 za omjer naprezanja (kPa) i deformacije (%). Ovaj zaključak donesen je nakon niza terenskih ispitivanja, gdje je mjeren porni pritisak pora i sedimenta. To znači da Salforsova metoda za procjenu pritiska prekomjerne konsolidacije daje realnije vrijednosti od procjena napravljenih u terenskim pokusima.

Pacheco Silva metoda(1970), čini se da je vrlo jednostavan u pogledu zapleta, takođe i forme e - Dnevnik σ"(Slika 1 g) , daje tačne rezultate pri ispitivanju mekih tla. Ova metoda ne zahtijeva subjektivnu interpretaciju rezultata i također je nezavisna od skale. Široko se koristi u Brazilu.

MetodaButterfield(1979) zasniva se na analizi zavisnosti zapremine uzorka od efektivnog naprezanja forme log(1+e) - log σ" ili ln (1+e) - ln σ"(Sl. 1h). Metoda uključuje nekoliko različitih verzija gdje se tlak prije zbijanja definira kao točka presjeka dvije linije.

Tavenas metoda(1979), sugerira linearnu vezu između energije deformacije i efektivnog naprezanja za rekompresioni dio testa u grafu kao što je σ"ε - σ" (Sl. 1n, na vrhu grafikona). Koristi se direktno na osnovu krivulje kompresije bez uzimanja u obzir resetnog dijela testa. Za više konsolidovanih uzoraka, dijagram naprezanja/deformacije sastoji se od dva dijela: prvi dio krivulje raste oštrije od drugog. Tačka presjeka dvije linije definirana je kao tlak prije zbijanja.

Oikawa metod(1987), predstavlja presek linija na grafu zavisnosti log (1+e) od σ" -

Jose Method(1989), predstavlja zavisnost oblika log e - log σ" vrlo jednostavna metoda za procjenu tlaka prije zbijanja, metoda koristi presjek dvije prave linije. To je direktna metoda i nema grešaka u određivanju lokacije tačke maksimalne zakrivljenosti. MetodaSridharanetal. (1989) je takođe graf zavisnosti log(1+e) - log σ" za određivanje strukturnu čvrstoću gustih tla, pa tangenta prelazi horizontalnu liniju koja odgovara početnom koeficijentu poroznosti, što daje dobre rezultate.

MetodaBurland(1990) je graf zavisnosti indeks poroznostiIV od stresa σ" (Slika 1 i). Indeks poroznosti određuje se formulom IV= (e-e* 100)/(e* 100 -e* 1000), ili dl ja slabija tla: IV= (e-e* 10)/(e* 10 -e* 100), Gdje e* 10, e* 100 i e* 1000 koeficijenti poroznosti pri opterećenjima od 10, 100 i 1000 kPa (sl. b) .

MetodaJacobsen(1992), pretpostavlja se da je konstrukcijska čvrstoća 2,5 σ to, Gdje σ to c je tačka maksimalne zakrivljenosti na Casagrandeovom dijagramu, respektivno, takođe zavisnost oblika e-log σ" (Sl. 1 l).

Onitsuka metoda(1995), predstavlja presek linija na grafu zavisnosti log (1+e) od σ" - efektivni naponi ucrtani na skali na logaritamskoj skali (decimalni logaritmi).

Van Zelst metoda(1997), o grafu zavisnosti vrste ε - log σ", nagib linije (ab) je paralelan sa nagibom odvodne linije ( cd). Tačka apscisa ( b) je strukturna čvrstoća tla (sl. 1m).

MetodaBecker(1987), poput Tavenasove metode, određuje energiju deformacije za svako kompresijsko testno opterećenje koristeći odnos W- σ", gdje. Energija deformacije (ili, s druge strane, rad sile) numerički je jednaka polovini proizvoda veličine faktora sile i vrijednosti pomaka koja odgovara ovoj sili. Količina naprezanja koja odgovara ukupnom radu određuje se na kraju svakog povećanja napona. Zavisnost na grafu ima dva ravna preseka, pritisak prekomerne konsolidacije će biti tačka preseka ovih pravih linija.

MetodaNaprezanje energije-log stresa(1997),Senol i Saglamer(2000 (Sl. 1n)), transformisana Beckerovim i/ili Tavenasovim metodama, je zavisnost oblika σ" ε - log σ", 1 i 3 presjeci su ravne linije čija će tačka preseka, kada se produže, biti strukturna čvrstoća tla.

MetodaNagaraj & Shrinivasa Murthy(1991, 1994), autori predlažu generalizovani odnos oblika log σ"ε - log σ"- da se predvidi veličina pretkonsolidacionog pritiska za prekomerno zbijena zasićena nekonsolidovana tla. Metoda se zasniva na Tavenas metodi i upoređuje se sa Senol metoda i saradnici (2000), ova metoda daje veći koeficijent korelacije u posebnim slučajevima.

Metoda Chetia i Bora(1998), prvenstveno razmatra istoriju opterećenja tla, njihove karakteristike i evaluaciju u smislu koeficijenta prekomerne konsolidacije (OCR), glavni cilj studije je da se uspostavi empirijski odnos između OCR i omjera e/e L .

MetodaThogersen(2001), je ovisnost omjera konsolidacije o efektivnim naprezanjima (slika 1o).

MetodawangiFrost, RasipanoProcijediteEnergijametoda DSEM (2004) se također odnosi na energetske metode za proračun deformacija. U odnosu na Strain Energy Metoda, DSEM koristi disipiranu energiju deformacije i nagib ciklusa kompresije rasterećenje-ponovno opterećenje kako bi se minimizirao efekat slomljene strukture uzorka i eliminisao efekat elastične deformacije. Energija disipacije deformacije, sa stanovišta mikromehanike, direktno je povezana sa ireverzibilnošću procesa konsolidacije. Korištenje nagiba krivulje kompresije u sekciji rasterećenje-ponovno opterećenje simulira elastično ponovno opterećenje tokom faze rekompresije i može minimizirati utjecaj poremećaja uzorka. Metoda je manje zavisna od operatora od većine postojećih.

Metoda Einavicarter(2007), takođe je graf oblika e-logσ", A p" izraženo složenijom eksponencijalnom zavisnošću .

Slučaj prelaska tla u fazu puzanja konsolidacije nakon savladavanja p" opisano u radovima, ako se kraj djelovanja sljedećeg koraka opterećenja poklopi sa završetkom primarne konsolidacije i koeficijentom poroznosti na grafu zavisnosti e - log σ" pada naglo okomito, kriva ulazi u fazu sekundarne konsolidacije. Prilikom istovara, kriva se vraća na krajnju tačku primarne konsolidacije, stvarajući efekat pritiska prekomerne konsolidacije. Postoji niz radova koji nude metode izračunavanja za određivanje indikatora p".

a) b) V)

G) e) e)

g) h) i)

do) l) m)

m) o)

Metode:

A)Casagrande, b)Burmister, c) Schemertmann,G)Akai, e)Janbu, f) Sellfors, g) Pacheco Silva, h)Butterfield i)Burland, do)Jacobsen, l)Van Zelst, m)Becker, n)Senol i Saglamer, O)Thø gersen

Rice. Slika 1. Šeme grafičke obrade rezultata tlačnih ispitivanja, korištenih za određivanje čvrstoće konstrukcije tla, različitim metodama

Općenito, grafičke metode za određivanje tlaka rekonsolidacije na temelju rezultata tlačnih ispitivanja mogu se podijeliti u četiri glavne grupe. Prva grupa rješenja uključuje ovisnosti koeficijenta poroznosti ( e)/gustina (ρ) / relativna deformacija ( ε )/promjena volumena ( 1+e) od efektivnih napona (σ" ). Grafikoni se koriguju uzimanjem logaritma jedne ili dvije od navedenih karakteristika, što dovodi do ispravljanja dijelova krivulje kompresije i željenog rezultata ( p") se dobija ukrštanjem ekstrapoliranih ispravljenih presjeka. Grupa uključuje metode Casagrandea, Burmistera, Schemertmanna, Janbua, Butterfielda, Oikawe, Josea, Sridharana et al., Onitsuke i drugih. Druga grupa povezuje stope konsolidacije sa efektivnim naponima, to su metode: Akai, Christensen-Janbu i Thøgersen. Najjednostavniji i najprecizniji su metode treće grupe - energetske metode analiza deformacija: Tavenas, Becker, Strain Energy-Log Stress, Nagaraj & Shrinivasa Murthy, Senol i Saglamer, Frost i Wang i dr. Becker i drugi procjenjuju linearnu vezu između ukupne energije deformacije W i efektivni napon bez istovara i ponovnog punjenja. Zapravo, sve energetske metode su prikazane u svemiru. W- σ" , kao i Butterfield metoda se reprodukuje na terenu log(1+e)-log σ". Ako Casagrandeova metoda fokusira pritisak rekonsolidacije uglavnom na najzakrivljeniji dio grafa, tada se energetske metode prilagođavaju sredini nagiba krivulje kompresije do p". Dio priznanja superiornosti ovih metoda je zbog njihove relativne novine i spominjanja u razvoju i usavršavanju nove metode ove grupe koja se aktivno razvija. Četvrta grupa kombinuje metode sa raznim nestandardnim pristupima grafičkoj obradi krivulja, među kojima su metode Jacobsena, Selforsa, Pacheca Silve, Einava i Cartera itd. Na osnovu analize date u izvorima 10, 19, 22-24, 30, 31, 43-46] napominjemo da su najčešće grafičke metode Casagrandea, Butterfielda, Beckera, Strain Energy-Log Stress, Sellforsa i Pacheca Silve, u Rusiji se uglavnom koristi Casagrandeova metoda.

Treba napomenuti da ako, da bi se utvrdilo YSR ( ili OCR) jedna vrijednost je dovoljna pstr ili p" , zatim pri odabiru ravnih dijelova krivulje kompresije prije i poslije pstr pri dobijanju deformacionih karakteristika poželjno je dobiti dve ključne tačke: minimum pstr/min i maksimum pstr / msjekiračvrstoća konstrukcije (slika 1a). Ovdje je moguće koristiti tačke prekida tangente na početnu i završnu sekciju, ili koristiti metode Casagrandea, Sellforsa i Pacheco Silve. Kao smjernice za proučavanje parametara kompresije, također se preporučuje određivanje odgovarajućih minimalnih i maksimalnih pokazatelja čvrstoće konstrukcije fizička svojstva tlo: prvenstveno koeficijenti poroznosti i sadržaja vlage.

U ovom radu indikator pstrbio dobijeno prema standardnoj metodi navedenoj u GOST 12248 u kompleksu ASIS NPO Geotek. Za utvrđivanje pstr prva i naredne faze pritiska su uzete jednake 0,0025 MPa do početka kompresije uzorka tla, što se uzima kao relativna vertikalna deformacija uzorka tla. e >0,005. Snaga konstrukcije određen je početnim presjekom krivulje kompresije ei = f(lg σ" ), Gdje ei - koeficijent poroznosti pod opterećenjem i. Točka jasnog preloma krivulje nakon početnog ravnog presjeka odgovara strukturnoj tlačnoj čvrstoći tla. Grafička obrada rezultata također je izvršena klasičnim metodama Casagrandea i Beckera. . Rezultati određivanja indikatora prema GOST 12248 i metodama Casagrandea i Beckera međusobno dobro koreliraju (koeficijenti korelacije r=0,97). Bez sumnje, znajući vrijednosti unaprijed, možete dobiti najtočnije rezultate koristeći obje metode. U stvari, metoda Becker se činio nešto težim pri odabiru tangente na početku grafa (slika 1m).

Prema laboratorijskim podacima, vrijednosti se mijenjaju pstr od 0 do 188 kPa za ilovače, za gline do 170, za pješčane ilovače do 177. Maksimalne vrijednosti su, naravno, zabilježene u uzorcima uzetim sa velikih dubina. Takođe je otkrivena zavisnost promene indikatora sa dubinom. h(r = 0,79):

pstr = 19,6 + 0,62· h.

Analiza varijabilnosti OWITHR(Sl. 2) pokazalo je da su tla ispod 20 m normalno zbijena, tj. čvrstoća konstrukcije ne prelazi ili neznatno premašuje unutrašnji pritisak ( OCR ≤1 ). Na lijevoj obali rijeke Ob u intervalima od 150-250 m, polustjenovita i kamenita tla čvrsto cementirana sideritom, getitom, hloritom, leptohloritom i cementom, kao i raspršena tla visoke strukturne čvrstoće veće od 0,3 MPa, podslojena i preslojana manjim uticaj cementacije na strukturnu čvrstoću tla, što potvrđuje i sistematizacija sličnih stvarnih materijala u radu. Prisutnost trajnijih tla uzrokovala je veliko širenje vrijednosti u ovom intervalu, pa njihovi pokazatelji nisu uključeni u graf ovisnosti OWITHR iz dubine, što nije tipično za cijelo područje. Za gornji dio presjeka treba napomenuti da je rascjep vrijednosti indeksa mnogo širi - do jako zbijenih (slika 2), budući da se tla zone aeracije često nalaze u polučvrstom stanju. i čvrsto trofazno stanje, a sa povećanjem njihovog sadržaja vlage ( r\u003d -0,47), puni kapacitet vlage ( r= -0,43) i stepen zasićenosti vodom ( r= -0,32) konstrukcijska čvrstoća se smanjuje. Postoji i, gore navedeno, opcija prelaska na puzajuću konsolidaciju (i to ne samo u gornjem dijelu presjeka). Ovdje treba napomenuti da su tla sa strukturnom čvrstoćom vrlo raznolika: neka mogu biti u nezasićenom dvofaznom stanju, druga mogu imati vrlo visok koeficijent osjetljivosti na mehanička naprezanja i sklonost puzanju, druga imaju značajnu koheziju zbog cementa, četvrti su jednostavno prilično jaki, potpuno vodom zasićena glinena tla koja se javljaju na malim dubinama.

Rezultati studija omogućili su po prvi put da se proceni jedan od najvažnijih pokazatelja početnog stanja tla u Tomskom regionu - njegova strukturna čvrstoća, koja varira u veoma širokom opsegu iznad zone aeracije, tako da mora treba odrediti na svakom radnom mjestu prije ispitivanja radi utvrđivanja fizičkih i mehaničkih svojstava tla. Analiza dobijenih podataka pokazala je da se indikator mijenja OCR na dubini ispod 20-30 metara manje su značajne, tla su normalno zbijena, ali pri određivanju mehaničkih karakteristika tla treba uzeti u obzir i njihovu strukturnu čvrstoću. Rezultati istraživanja se preporučuju za korištenje u ispitivanjima kompresije i smicanja, kao i za određivanje poremećenog stanja uzoraka prirodne strukture.

Recenzenti:

Savichev O.G., doktor geoloških nauka, profesor katedre za hidrogeologiju, inženjersku geologiju i hidrogeoekologiju Instituta prirodnih resursa Tomskog politehničkog univerziteta, Tomsk.

Popov V.K., doktor geologije i matematike, profesor na Katedri za hidrogeologiju, inženjersku geologiju i hidrogeoekologiju Instituta prirodnih resursa Tomskog politehničkog univerziteta, Tomsk.

Bibliografska veza

Kramarenko V.V., Nikitenkov A.N., Molokov V.Yu. O KONSTRUKTIVNOJ ČVRSTOĆI GLINOVITOG TLA NA TERITORIJI TOMSKOG REGIJA // Contemporary Issues nauke i obrazovanja. - 2014. - br. 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14703 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo Vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Akademija prirodne istorije"

Gore smo razmatrali deformaciju tla koje nema strukturnu čvrstoću, odnosno zbijeno pod djelovanjem čak i malog pritiska. Ova pojava je obično karakteristična za vrlo slaba tla.

U većini slučajeva, prirodna tla se zbijaju pritiskom gornjih slojeva. Kao rezultat zbijanja, čestice tla su se približile i između njih su nastale vodeno-koloidne veze. U procesu dugotrajnog postojanja tla pod određenim uvjetima, u njima bi dodatno mogle nastati krhke kristalizacijske veze. Ukupno, ove veze daju tlu određenu snagu, što se naziva čvrstoća konstrukcije tlo pstr.

Pri pritisku nižem od čvrstoće konstrukcije ( str

), kada se percipira vodeno-koloidnim i kristalizacijskim vezama, zbijanje se praktički ne razvija. Samo kada p>p str dolazi do zbijanja tla. Teško je odrediti tačnu vrijednost čvrstoće konstrukcije, budući da do djelomičnog narušavanja strukture tla dolazi već prilikom uzorkovanja, osim toga, kada se uzorak komprimira, uništavanje konstrukcije se prvo događa na pojedinačnim najnapregnutijim točkama čestice. kontakt čak i pri niskim pritiscima. Kako pritisak raste, destrukcija na kontaktnim točkama se brzo povećava, a proces prelazi u fazu zbijanja tla u cijelom volumenu uzorka (slika 3.4.a.).

Rice. 3.4. Krivulje kompresije tla sa strukturnom čvrstoćom u jednostavnim (a) i polulogaritamskim (b) koordinatnim sistemima.

Početak primarne kompresije tla jasnije se otkriva kada se koristi krivulja kompresije izgrađena u polulogaritamskim koordinatama (slika 3.4.b). U ovom slučaju, kriva primarne kompresije će biti ravna SD. Nastavak ove prave linije do raskrsnice sa horizontalnom (isprekidanom) linijom EU"što odgovara vrijednosti početnog koeficijenta poroznosti e o, omogućava vam da pronađete vrijednost p o, što se može smatrati vrijednošću čvrstoće konstrukcije.

Strukturna čvrstoća tla može se odrediti i prema rezultatima promjene bočnog tlaka tla pri ispitivanju u troosnom kompresijskom uređaju (prema E.I. Medkovu) ili po momentu nastanka tlaka u pornoj vodi.

Jednačina krivulje kompresije sa određenom aproksimacijom može se predstaviti, kao što je pokazao K. Terzaghi, u obliku logaritamske zavisnosti:

, (3.11)