Teaduse ja hariduse kaasaegsed probleemid. Mullamehaanika konstruktsioonitugevuse loengumärkmed

Muldade struktuurse tugevuse suurus on muldade väga oluline omadus. Selle väärtust saab määrata häirimatu konstruktsiooni survekõvera järgi, katsetades pinnaseid (kuni konstruktsiooni tugevus saavutatakse) väga väikeste koormusastmetega (umbes 0,002-0,010 MPa), siis vastab survekõvera järsk katkemine konstruktsiooni tugevusele. pinnase kokkusurumisest. Kõvera ja rõhutelje lõikepunktile vastav rõhu väärtus on võrdne konstruktsiooni survetugevuse väärtusega .

Joonistamine a) veega küllastunud pinnase suhteline kokkusurumine sõltuvalt rõhust p, b) savipinnase suhteline kokkusurumine koos rõhust sõltuva osalise lagunemisega.

Pinnase tihenemise seadus: mulla poorsuse muutus on otseselt võrdeline rõhu muutusega.

13. Kompressiooni sõltuvus mahulise kokkusurumise ajal

Poorsustegur muutub e survepressi all olev pinnas ei sõltu üldiselt mitte ainult vertikaali suurusest normaalsed pinged Aga ka horisontaalsest ja

Määrakem põhipingete summa pinnasekihi kokkusurumisel ilma selle külgpaisumise võimaluseta, tuues esile elementaarparaepipeedi, mis selle ülesande tingimustes kogeb ainult normaalsemaid (põhi)pingeid.

Kuna horisontaalsed deformatsioonid (pinnase paisumine külgedele) on võimatud, on horisontaalsed suhtelised deformatsioonid võrdsed nulliga, s.o. , millest järeldub, et . Lisaks tasakaaluseisundist, mis meil on

On teada, et avaldisest leitakse elastse keha suhteline deformatsioon vastavalt Hooke'i seadusele

Kus on materjali elastsusmoodul, on pinnase külgpaisumise koefitsient (Poissoni suhe). Asendades selle avaldise , , , saame

Kus on pinnase külgsurve koefitsient puhkeolekus, s.o. horisontaalsete liikumiste puudumisel

Enamikul savimuldadel on struktuurne tugevus ja nende muldade poorides olev vesi sisaldab lahustunud kujul gaasi. Neid muldasid võib pidada kahefaasiliseks kehaks, mis koosneb luustikust ja poorides kokkusuruvast veest. Kui välisrõhk on väiksem kui pinnase struktuurne tugevus P lehel . , siis pinnase tihenemist ei toimu, vaid tekivad vaid väikesed elastsed deformatsioonid. Mida suurem on pinnase struktuurne tugevus, seda väiksem on rakendatav koormus pooriveele. Seda soodustab ka poorivee kokkusurutavus gaasiga.

Algsel ajahetkel kandub osa välisrõhust poorivette, võttes arvesse pinnase karkassi tugevust ja vee kokkusurutavust. P w o - pooride esialgne rõhk veega küllastunud pinnases koormuse all R. Sel juhul pooride algrõhu koefitsient

Sel juhul esialgne pinge mulla skeletis:

pz 0 = P – P w O. (5,58)

Pinnase skeleti suhteline hetkeline deformatsioon

 0 = m v (P – P w O). (5,59)

Pinnase suhteline deformatsioon vee kokkusurutavuse tõttu, kui poorid on täielikult veega täidetud

 w = m w P w O n , (5.60)

Kus m w on vee mahulise kokkusurutavuse koefitsient poorides; n- mulla poorsus.

Kui me aktsepteerime seda algperioodil pingete ajal P z tahkete osakeste maht jääb muutumatuks, siis on pinnase skeleti suhteline deformatsioon võrdne pooride vee suhtelise deformatsiooniga:

 0 =  w = . (5.61)

Võrdstades (5.59) ja (5.60) paremad küljed, saame

. (5.62)

Asendamine P w o võrrandisse (5.57) leiame pooride algrõhu koefitsiendi

. (5.63)

Vee mahulise kokkusurutavuse koefitsiendi poorides saab leida ligikaudse valemiga

, (5.64)

Kus J w– pinnase veega küllastumise koefitsient; P a - atmosfäärirõhk 0,1 MPa.

Mullakihi vertikaalrõhkude skeem kokkusurutava pooriveega koormusest ja pinnase konstruktsioonitugevusest on näidatud joonisel 5.14.

Eelnevat silmas pidades saab valemi (5.49) mullakihi ajalise vajumise määramiseks pideva ühtlaselt jaotatud koormuse korral, võttes arvesse gaasi sisaldava vedeliku konstruktsioonitugevust ja kokkusurutavust, kirjutada järgmiselt:

. (5.65)

Joon.5.14. Mullakihi vertikaalsete rõhkude diagrammid pideva koormuse korral, võttes arvesse konstruktsiooni tugevust

Tähendus N määratakse valemiga (5.46). Samas ka konsolideerimissuhe

.

Sarnaseid muudatusi saab teha valemites (5.52), (5.53), et määrata kindlaks settimine ajas, võttes arvesse gaasi sisaldava vedeliku konstruktsioonitugevust ja kokkusurutavust juhtumite 1 ja 2 puhul.

5.5. Algse pea gradiendi mõju

Savimullad sisaldavad tugevalt ja lõdvalt seotud vett ning osaliselt vaba vett. Filtreerimine ja seega pinnasekihi tihendamine algab alles siis, kui gradient on suurem kui algne i 0 .

Kaaluge mullakihi lõplikku settimist paksusega h(Joon.5.15), millel on algne gradient i 0 ja koormatud ühtlaselt jaotatud koormusega. Vee filtreerimine on kahesuunaline (üles ja alla).

Välise koormuse esialgse gradiendi olemasolul R kõikides punktides piki kihi sügavust poorivees on rõhk võrdne P/ w ( w - erikaal vesi). Ülerõhu diagrammil esitatakse algne gradient nurga puutujaga I:

R
on.5.15. Pinnase tihendamise skeem esialgse rõhugradiendi olemasolul: a - tihendusvöönd ei ulatu sügavusele; b - tihendusvöönd ulatub kogu sügavusele, kuid tihendus on puudulik

tg I = i 0 . (5.66)

Ainult nendes piirkondades, kus rõhugradient on suurem kui algne (
), algab vee filtreerimine ja pinnase tihenemine. Joonisel 5.15 on näidatud kaks juhtumit. Kui kell z < 0,5h gradient on väiksem kui algne i 0 , siis ei saa vesi kihi keskelt filtreerida, sest seal on "surnud tsoon". Joonise 5.15 järgi leiame a

, (5.67)

Siin z max< 0,5h. Sel juhul on sete

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

Asendusväärtus z max sisse (5.68), saame

. (5.69)

Joonisel 5.15, b näidatud juhul määratakse süvis valemiga

. (5.70)

Kui peate arvestama paljude teguritega. Erilist tähelepanu tuleks pöörata koostisele ja mõned selle tüübid võivad õhuniiskuse oma raskuse või välise koormuse mõjul suurenenud pinge korral longu. Sellest ka nende nimi mullad - "vajumine". Kaaluge lähemalt nende funktsioone.

Liigid

Vaadeldav kategooria hõlmab:

• Lössmullad (suspes ja löss).
• Savid ja liivsavi.
• Eraldi kattepuder ja liivsavi liigid.
• Massilised tööstusjäätmed. Nende hulka kuuluvad eelkõige tuhk, restitolm.
• Tolmune savimullad suure konstruktsioonitugevusega.

Spetsiifilisus

Peal esialgne etapp ehitusorganisatsioon tõenäolise väljaselgitamiseks on vaja läbi viia ala pinnase koostise uuring deformatsioonid. Nende esinemine mullatekke protsessi iseärasuste tõttu. Kihid on ebapiisavalt tihendatud olekus. Lösspinnases võib selline seisund püsida kogu selle eksisteerimise aja.

Koormuse ja niiskuse suurenemine põhjustab tavaliselt alumistes kihtides täiendavat tihendamist. Kuna aga deformatsioon sõltub välismõju tugevusest, siis jääb alles kihi ebapiisav tihendus oma massist tulenevat pinget ületava välisrõhu suhtes.

Nõrkade muldade kinnitamise võimalus määratakse laboratoorsetes katsetes niisutamisel tugevuse vähenemise suhtega efektiivse rõhu indikaatorisse.

Omadused

Lisaks alatihendusele iseloomustab vajuvaid muldasid madal looduslik niiskus, tolmune koostis ja kõrge konstruktsioonitugevus.

Mulla küllastumine veega on lõunapoolsetes piirkondades reeglina 0,04-0,12. Siberi piirkondades, keskmine rada indikaator jääb vahemikku 0,12-0,20. Niiskuse aste esimesel juhul on 0,1-0,3, teisel - 0,3-0,6.

Konstruktsiooni tugevus

See on peamiselt tingitud tsementatsiooni adhesioonist. Mida rohkem niiskust maapinnale siseneb, seda väiksem on tugevus.

Uurimistulemused näitasid, et õhukesed veekiled avaldavad moodustisi kiiluvat mõju. Need toimivad määrdeainena, hõlbustades vajuva pinnase osakeste libisemist. Kiled pakuvad välismõjul tihedamat kihtide paigaldamist.

Niiskust küllastunud haare vajumine pinnas määratud molekulaarse külgetõmbejõu mõjuga. See väärtus sõltub maa tiheduse ja koostise astmest.

Protsessi omadused

Allaneelamine on keeruline füüsikaline ja keemiline protsess. See väljendub pinnase tihenemisena osakeste ja täitematerjalide liikumisest ja tihedamast (kompaktsest) pakkimisest. Tänu sellele väheneb kihtide kogupoorsus mõjurõhu tasemele vastavasse olekusse.

Tiheduse suurenemine põhjustab mõningaid muutusi individuaalsetes omadustes. Seejärel jätkub surve mõjul tihendamine, vastavalt tugevus suureneb.

Tingimused

Allahindluse toimumiseks vajate:

• Vundamendist tulenev koormus või oma mass, mis märjana ületab osakeste sidumisjõud.
• Piisav niiskustase. See aitab kaasa tugevuse vähenemisele.

Need tegurid peavad koos töötama.

Niiskus määrab deformatsiooni kestuse vajuvad mullad. Reeglina toimub see suhteliselt lühikese aja jooksul. See on tingitud asjaolust, et maa on valdavalt madala õhuniiskusega.

Deformatsioon veega küllastunud olekus kestab kauem, kuna vesi filtreeritakse läbi pinnase.

Mulla tiheduse määramise meetodid

Suhteline vajumine määratakse häirimatu struktuuriga proovide põhjal. Selleks kasutatakse tihendusseadet - pinnase tiheduse mõõtja. Uuringus kasutatakse järgmisi meetodeid:

• Üks kõver ühe proovi analüüsiga ja selle leotamine mõjuva koormuse lõppfaasis. Selle meetodiga on võimalik määrata pinnase kokkusurutavus antud või loodusliku niiskuse juures, samuti suhtelist kalduvust deformeeruda teatud rõhu all.
• Kaks kõverat kahe sama tihedusastmega prooviga. Ühte uuritakse loodusliku niiskuse juures, teist - küllastunud olekus. See meetod võimaldab määrata kokkusurutavust täis- ja loomuliku niiskuse korral, suhtelist kalduvust deformatsioonile, kui koormus muutub nullist lõplikuks.
• Kombineeritud. See meetod on kahe eelmise modifitseeritud kombinatsioon. Katse tehakse ühe prooviga. Esmalt uuritakse seda loomulikus olekus rõhuni 0,1 MPa. Kombineeritud meetodi kasutamine võimaldab analüüsida samu omadusi, mis 2-kõvera meetodil.

Olulised punktid

sisse testimise ajal pinnase tiheduse mõõdikud mis tahes ülaltoodud võimaluste kasutamisel tuleb arvestada, et uuringute tulemusi iseloomustab märkimisväärne varieeruvus. Sellega seoses võivad mõned näitajad isegi ühe proovi testimisel erineda 1,5–3 ja mõnel juhul 5 korda.

Sellised olulised kõikumised on seotud väike suurus proovid, materjali heterogeensus karbonaadist ja muudest lisanditest või suurte pooride olemasolu. Tulemuste seisukohalt on olulised ka uuringus esinevad vältimatud vead.

Mõjutavad tegurid

Arvukate uuringute käigus on kindlaks tehtud, et mulla vajumiskalduvuse näitaja sõltub peamiselt:

• Surve.
• Mulla tiheduse astmed loodusliku niiskuse all.
• Koosseis vajumine pinnas.
• Niiskuse tase.

Sõltuvus koormusest kajastub kõveral, mille kohaselt saavutab indikaatori tõusuga oma maksimumväärtuse ka suhtelise muutumiskalduvuse väärtus esmalt. Järgneva rõhu tõusuga hakkab see lähenema nullile.

Reeglina on rõhk 0,2–0,5 MPa ja lössilaadsete savide puhul 0,4–0,6 MPa.

Sõltuvus on tingitud sellest, et vajuva pinnase laadimise käigus teatud tasemel loomuliku küllastusega algab konstruktsiooni hävimine. Sel juhul täheldatakse teravat kokkusurumist ilma vee küllastuse muutumiseta. Deformeerumine rõhu suurenemise käigus jätkub seni, kuni kiht saavutab ülitiheda oleku.

Sõltuvus mulla koostisest

See väljendub selles, et plastilisuse arvu suurenemisega väheneb kalduvus deformatsioonile. Lihtsamalt öeldes on suurem struktuuri varieeruvus iseloomulik lägale, väiksem - savile. Loomulikult peavad selle reegli täitmiseks muud tingimused olema võrdsed.

Esialgne rõhk

Kell hoonete ja rajatiste vundamentide projekteerimine arvutatakse konstruktsioonide koormus maapinnale. Sel juhul määratakse esialgne (minimaalne) rõhk, mille juures algab deformatsioon veega täielikul küllastumisel. See rikub mulla loomulikku struktuurset tugevust. See toob kaasa asjaolu, et tavaline tihendusprotsess on häiritud. Nende muutustega omakorda kaasnevad ümberstruktureerimine ja intensiivne tihendamine.

Eeltoodut arvestades tundub, et projekteerimisetapis ehituse korraldamisel tuleks algrõhu väärtus võtta nullilähedaseks. Praktikas see aga nii ei ole. Määratud parameetrit tuleks kasutada nii, et paksus arvutatakse vastavalt üldreeglid mittekasutamine.

Indikaatori eesmärk

Projektide väljatöötamisel kasutatakse esialgset survet vundamendid vajuvatel muldadel määramiseks:

• Hinnanguline koormus, mille juures muutusi ei toimu.
• Tsooni suurus, mille sees toimub tihendamine vundamendi massist.
• Vajalik pinnase deformatsiooni sügavus või mullapadja paksus, mis välistab täielikult deformatsiooni.
• Sügavus, millest algavad muutused mulla massist.

Esialgne niiskus

Seda nimetatakse indikaatoriks, mille juures pingestatud pinnas hakkab vajuma. Algniiskuse määramisel võetakse normaalväärtuseks komponent 0,01.

Parameetri määramise meetod põhineb kompressiooni laboritestidel. Uuringu jaoks on vaja 4-6 proovi. Kasutatakse kahe kõvera meetodit.

Ühte proovi testitakse loomuliku niiskuse juures, koormates kuni maksimaalse rõhuni eraldi etappides. Sellega leotatakse mulda, kuni vajumine stabiliseerub.

Teine proov küllastatakse esmalt veega ja seejärel laaditakse pideva leotamise korral samade sammudega piirrõhuni.

Ülejäänud proovide niisutamine viiakse läbi indikaatoriteni, mis jagavad niiskuse piiri esialgsest kuni täieliku vee küllastumiseni suhteliselt võrdseteks intervallideks. Seejärel uuritakse neid tihendusseadmetes.

Kasv saavutatakse, valades proovidesse arvutatud koguse vett, hoides seda 1-3 päeva, kuni küllastusaste stabiliseerub.

Deformatsiooni omadused

Need on kokkusurutavuse ja selle muutlikkuse koefitsiendid, deformatsioonimoodul, suhteline kokkusurumine.

Deformatsioonimooduli abil arvutatakse vundamendi vajumise tõenäolised näitajad ja nende ebatasasused. Tavaliselt on see määratletud välitingimused. Selleks testitakse mullaproove staatiliste koormustega. Deformatsioonimooduli väärtust mõjutavad niiskus, tiheduse tase, struktuurne sidusus ja pinnase tugevus.

Mulla massi suurenemisega see indikaator suureneb, suurema veega küllastumise korral see väheneb.

Kokkusurutavuse varieeruvuse koefitsient

Seda määratletakse kui ühtlase või loodusliku niiskuse tingimustes kokkusurutavuse ja veega küllastunud pinnase omaduste suhet.

Väli- ja laboriuuringutes saadud koefitsientide võrdlus näitab, et erinevus nende vahel on tühine. See jääb vahemikku 0,65-2 korda. Seetõttu piisab praktiliseks rakendamiseks näitajate määramisest laboris.

Muutustegur sõltub peamiselt rõhust, niiskusest ja selle suurenemise tasemest. Rõhu suurenemisega indikaator suureneb, loodusliku niiskuse suurenemisega see väheneb. Kui see on veega täielikult küllastunud, läheneb koefitsient 1-le.

Tugevuse omadused

Need on sisemise hõõrdumise ja spetsiifilise ühtekuuluvuse nurk. Need sõltuvad konstruktsiooni tugevusest, vee küllastumise tasemest ja (vähemal määral) tihedusest. Niiskuse suurenemisega väheneb haardumine 2-10 korda ja nurk - 1,05-1,2. Konstruktsiooni tugevuse suurenemisega paraneb adhesioon.

Vajumismuldade tüübid

Kokku on 2:

1. Settimine toimub valdavalt aluse deformeeritavas tsoonis vundamendi koormuse või muu välisteguri mõjul. Samal ajal puudub selle kaalust tulenev deformatsioon peaaegu või see ei ületa 5 cm.
2. Mulla vajumine selle massist on võimalik. See esineb valdavalt aastal alumine kiht paksusega ja ületab 5 cm.Välise koormuse mõjul võib deformeeritava tsooni piires ülemises osas tekkida ka vajumine.

Vajumise liiki kasutatakse ehitustingimuste hindamisel, vajumisvastaste meetmete väljatöötamisel, vundamentide, vundamentide ja hoone enda projekteerimisel.

Lisainformatsioon

Settimine võib toimuda ehitise ehitamise või käitamise mis tahes etapis. See võib ilmneda pärast esialgse vajumise niiskuse suurenemist.

Hädaleotusel vajub pinnas deformeeritava tsooni piires üsna kiiresti - 1-5 cm/ööpäevas. Pärast niiskuse tarnimise lõpetamist mõne päeva pärast vähenemine stabiliseerub.

Kui esialgne leotamine toimus deformatsioonivööndi osa piirides, siis iga järgneva veega küllastumisega toimub vajumine kuni kogu tsooni täieliku märumiseni. Sellest lähtuvalt suureneb see mulla koormuse suurenemisega.

Intensiivse ja pideva leotamise korral sõltub mulla vajumine niisutava kihi allapoole liikumisest ja veega küllastunud tsooni tekkest. Sel juhul algab vajumine kohe, kui niisutav front jõuab sügavusele, kus pinnas oma raskusest alla vajub.

1

Töö on pühendatud hajutatud muldade algseisundi – nende struktuurse tugevuse – iseloomustamisele. Selle muutlikkuse tundmine võimaldab määrata pinnase tihenemise astet ja võib-olla ka selle kujunemise ajaloo tunnuseid antud piirkonnas. Selle näitaja hindamine ja arvessevõtmine muldade katsetamise ajal on ülimalt oluline nende füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste karakteristikute määramisel, samuti konstruktsioonide vundamentide vajuvuse edasistes arvutustes, mis kajastuvad regulatiivsetes dokumentides halvasti ja mida kasutatakse vähe. inseneri- ja geoloogiliste uuringute praktikas. Töös tuuakse lühidalt välja enimlevinud graafilised meetodid indeksi määramiseks, mis põhinevad survekatsete tulemustel, Tomski oblasti territooriumi hajutatud muldade struktuurse tugevuse laboratoorsete uuringute tulemustel. Selguvad seosed muldade struktuurse tugevuse ja nende esinemissügavuse, tihenemisastme vahel. Antakse lühikesed soovitused indikaatori kasutamiseks.

Muldade struktuurne tugevus

tihenduseelne surve

1. Bellendir E.N., Vekshina T.Yu., Ermolaeva A.N., Zasorina O.A. Meetod looduslike savimullade ülekonsolidatsiooni astme hindamiseks//Venemaa patent nr 2405083

2. GOST 12248–2010. Mullad. Meetodid tugevuse ja deformeeritavuse karakteristikute laboratoorseks määramiseks.

3. GOST 30416–2012. Mullad. Laboratoorsed uuringud. Üldsätted.

4. Kudrjašova E.B. Ülekinnistunud savimuldade moodustumise mustrid: Cand. cand. Geoloogia- ja mineraaliteadused: 25.00.08. - M., 2002. - 149 lk.

5. MGSN 2.07–01 Vundamendid, vundamendid ja maa-alused rajatised. - M.: Moskva valitsus, 2003. - 41 lk.

6. SP 47.13330.2012 (SNiP 11-02-96 ajakohastatud väljaanne). Ehitustehnilised uuringud. Põhisätted. – M.: Venemaa Gosstroy, 2012.

7. Tsytovich N.A.// Üleliidulise nõrga veega küllastunud muldade ehitamise konverentsi materjalid. - Tallinn, 1965. - Lk 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. ja Jefferies, M.G. Töö savide in situ ja voolavuspingete määramise kriteeriumina // Canadian Geotechnical Journal. - 1987. - Vol. 24., nr 4. – lk. 549-564.

10. Boone J. „Preconsolidation surve” tõlgenduste kriitiline ümberhindamine odomeetri testi abil // Can. geotehnoloogia. J. - 2010. - Vol. 47.-lk. 281–296.

11. Boone S.J. & Lutenegger A.J. New Yorgi osariigis ja Ontario lõunaosas liustikult saadud sidusmuldade karbonaadid ja tsementeerimine, Can. Geotech - 1997. - 34. kd - lk. 534–550.

12. Burland, J.B. Thirtyth Rankine'i loeng: Looduslike savide kokkusurutavusest ja nihketugevusest // Géotechnique. - 1990. - 40. kd, nr 3. – lk. 327–378.

13 Burmister, D.M. Kontrollitud katsemeetodite rakendamine konsolideerimistestimisel. Symfosium on Consolidation Testing of Muldad // ASTM. STP 126. - 1951. - lk. 83–98.

14. Butterfield, R. Mullade loomulik kokkusurumisseadus (e-log p’ edasiminek) // Geotehnika. - 1979. - 24. kd, nr 4. – lk. 469–479.

15. Casagrande, A. Eelkonsolidatsioonikoormuse määramine ja selle praktiline tähendus. // Esimese rahvusvahelise mullamehaanika ja vundamendiehituse konverentsi toimetistes. Harvardi trükikoda, Cambridge, Mass. - 1936. - Kd. 3.-p. 60–64.

16. Chen, B.S.Y., Mayne, P.W. Statistilised seosed piesokooni mõõtmiste ja savide pingeajaloo vahel // Canadian Geotechnical Journal. - 1996. - Vol. 33-lk. 488-498.

17. Chetia M, Bora P K. Estimation of over consolidated ratio of saturated uncemented clays from simple parameters // Indian Geotechnical Journal. - 1998. - Vol. 28, nr 2. – lk. 177-194.

18. Christensen S., Janbu N. Odomeetri testid – praktilise pinnasemehaanika esmane nõue. // Toimetised Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - Vol. 2, #9. – lk. 449-454.

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L. ja Stephenson, R. Konsolidatsioonieelse stressi määramise meetodite hindamine // Pinnase ja kivimite käitumise mõõtmine, testimine ja modelleerimine. – 2011. – lk. 147–154.

20. Dias J. et al. Liiklusmõju pinnase eelkonsolidatsioonisurvele eukalüpti koristamise tõttu // Sci. põllumajanduslik. - 2005. - Vol. 62, nr 3. – lk. 248-255.

21. Dias juunior, M.S.; Pierce, F.J. Lihtne protseduur eelkonsolidatsioonirõhu hindamiseks pinnase kokkusurumise kõverate põhjal. // Mullatehnoloogia. - Amsterdam, 1995. - Vol.8, nr 2. – lk. 139–151.

22. Einav, I; Carter, JP. Kumerusest, normaalsusest, konsolideerimiseelsest rõhust ja singulaarsustest granuleeritud materjalide modelleerimisel // Granular Matter. - 2007. - Vol. 9, nr 1-2. – lk. 87-96.

23. Gregory, A.S. et al. Kokkusurumisindeksi ja eelsurvepinge arvutamine mulla kokkusurumise katseandmete põhjal // Soil and Tillage Research, Amsterdam. - 2006. - Vol. 89, nr 1. – lk. 45–57.

24. Grozic J. L. H., lunne T. & Pande S. Odeomeetri katseuuring glatsiomariinsete savide eelkonsolidatsiooni stressi kohta. // Kanada geotehniline ajakiri. - 200. - Vol. 40.-lk. 857–87.

25. Iori, Piero jt. Kohviistanduste kandevõime väli- ja laborimudelite võrdlus // Ciênc. agrotec. - 2013. Vol. 2, nr 2. – lk. 130-137.

26. Jacobsen, H.M. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // In Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, mai 1992. Aalborg, Taani. Taani Geotehnika Seltsi bülletään. - 1992. Vol. 2, nr 9. - lk. 455–460.

27. Janbu, N. Pinnase deformatsioonile rakendatud takistuse kontseptsioon // In Proceedings of the 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City, 25–29 August 1969. A.A. Balkema, Rotterdam, Holland. - 1969. - Vol. 1.-p. 191–196.

28. Jolanda L. Seebodenlehmi pinge-tüve iseloomustus // 250 Seiten, broschier. - 2005. - 234 lk.

29. Jose Babu T.; Sridharan Asur; Abraham Benny Mathews: Log-log meetod prekonsolideerimisrõhu määramiseks // ASTM Geotechnical Testing Journal. - 1989. - Kd.12, nr 3. – lk. 230–237.

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Strength and Deformation Properties of Tertiary Clay at Moesgaard Museum // Aalborgi ülikooli ehitusinseneri osakond Sohngaardsholmsvej 57 DK-9000 Aalborg, Taani. – 2010. – lk. 1–13.

31. Kontopoulos, Nikolaos S. Proovi häirimise mõju eelkonsolideerimisrõhule normaalselt konsolideeritud ja ülekonsolideeritud savide puhul Massachusettsi Tehnoloogiainstituut. // Osakond ehitus- ja keskkonnatehnika. - 2012. - 285lk.

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

33. Mayne, P.W., Coop, M.R., Springman, S., Huang, A-B. ja Zornberg, J. // GeoMaterial Behavior and Testing // Proc. 17th Intl. Konf. Pinnase mehaanika ja geotehniline ehitus. - 2009. - Vol. 4.-p. 2777-2872.

34. Mesri, G. ja A. Castro. Cα/Cc kontseptsioon ja Ko sekundaarse kokkusurumise ajal // ASCE J. Geotehniline ehitus. - 1987. Vol. 113, nr 3. – lk. 230-247.

35. Nagaraj T. S., Shrinivasa Murthy B. R., Vatsala A. Pinnase käitumise ennustamine – ii osa – küllastunud tsementeerimata pinnas // Canadian Geotechnical Journal. - 1991. - Vol. 21, nr 1. – lk. 137-163.

36. Oikawa, H. Pehmete pinnaste survekõver // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1987. - Vol. 27, nr 3. – lk. 99-104.

37. Onitsuka, K., Hong, Z., Hara, Y., Shigeki, Y. Looduslike savide odomeetri katseandmete tõlgendamine // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1995. - Vol. 35, nr 3.

38. Pacheco Silva, F. Uus graafiline konstruktsioon mullaproovi eelkonsolidatsioonipinge määramiseks // Proceedings of the 4th Brazilian Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Rio de Janeiro, August 1970. - Vol. 2, nr 1. – lk. 225–232.

39. Paul W. Mayne, Barry R. Christopher ja Jason De Jong. Maa-aluse uurimise käsiraamat // National Highway Institute, Federal Highway Administration Washington, DC. - 2001. - 305lk.

40. Sallfors, G. Pehmete, kõrgplastsete savide eelkonsolidatsioonirõhk. - Göteborg. Chalmersi Tehnikaülikooli geotehniline osakond. - 231 lk.

41. Schmertmann, J. H., Undistured Consolidation Behavior of Clay, Tehing, ASCE. - 1953. - Kd. 120.- lk. 1201.

42. Schmertmann, J., H. Suunised koonuse läbitungimiskatsete, jõudluse ja disaini jaoks. // USA föderaalne maanteede administratsioon, Washington, DC, aruanne, FHWATS-78-209. – 1978. – lk. 145.

43. Semet C., Ozcan T. Konsolideerimiseelse rõhu määramine tehisnärvivõrguga // Civil Engineering and Environmental Systems. - 2005. - Vol. 22, nr 4. - lk. 217–231.

44. Senol A., Saglamer A. Konsolideerimiseelse rõhu määramine uue pingeenergia-logi pingemeetodiga // Elektrooniline Geotehnilise Inseneri ajakiri. - 2000. - Vol. 5.

45. Senol, A. Zeminlerde On. Eelkonsolideerimisrõhu määramine: doktoritöö, teaduse ja tehnoloogia instituut. - Istanbul, Türgi. – 1997. – lk. 123.

46. ​​Solanki C.H., Desai M.D. Preconsolidation Pressure from Soil Index and Plasticity Properties // The 12th International Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics. – Goa, India. – 2008.

47. Sully, J.P., Campenella, R.G. ja Robertson, P.K. Läbitungimispooride rõhu tõlgendamine savide stressiajaloo hindamiseks // Esimese rahvusvahelise läbitungimiskatsete sümpoosioni toimetised. — Orlando. - 1988. - Vol.2 - lk. 993-999.

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. et al. Pingutusenergia kasutamine kergelt ülekonsolideeritud savide saagise ja roomuse kriteeriumina // Géotechnique. - 1979. - Vol. 29.-lk. 285-303.

49. Thøgersen, L. Eksperimentaalsete tehnikate ja osmootse rõhu mõju tertsiaarse ekspansiivse savi mõõdetud käitumisele: Ph. D. doktoritöö, Aalborgi ülikooli mullamehaanika labor. - 2001. - Vol. 1.

50. Wang, L. B., Frost, J. D. Dissipated Strain Energy Method for Determining Preconsolidation Pressure // Canadian Geotechnical Journal. - 2004. - Vol. 41, nr 4. – lk. 760-768.

struktuurne tugevus p str nimetatakse tugevuseks, mis on tingitud struktuursete sidemete olemasolust ja mida iseloomustab pinge, mille suhtes pinnaseproov vertikaalse koormusega koormatuna praktiliselt ei deformeeru. Kuna tihenemine algab pinnase konstruktsioonitugevust ületavatest pingetest ja pinnase testimisel, põhjustab selle indikaatori alahindamine vigu mehaaniliste omaduste muude omaduste väärtuste määramisel. Indikaatori määratlemise tähtsus p str on tähistatud juba pikka aega, kuna N.A. Tsytovich - "... lisaks tavalistele nõrkade savimuldade deformatsiooni- ja tugevusomaduste näitajatele, et hinnata nende muldade käitumist koormuse all ja teha neile püstitatud konstruktsioonide asendi suuruse õige ennustus , on vaja uuringute käigus määrata konstruktsiooni tugevus p str". Pinnase tihendusastme mõõtmise nähtus on oluline projekteeritud ehitise vajumise ennustamiseks, kuna ületihenenud pinnasel võib settimine olla neli või enam korda väiksem kui tavaliselt tihendatud pinnasel. Ülekonsolidatsioonikoefitsiendi OCR väärtuste puhul > 6, pinnase külgmise rõhu koefitsient puhkeolekus K umbes võib ületada 2, mida tuleb maa-aluste rajatiste arvutamisel arvestada.

Nagu artiklis märgitakse: „Algselt valitsevad mere-, järve-, loopealsete, delta-, eooli- ja fluviaalsete liiva-, muda- ja savilademete settimise ja moodustumise ning järgneva tihenemise ajal normaalse tihenemise tingimused. Enamik muldasid Maal on aga paljude tuhandete kuni miljonite aastate jooksul erinevate füüsikaliste, keskkonna-, kliima- ja termiliste protsesside tulemusel veidi/mõõdukalt/tõsiselt ülekonsolideerunud. Need ülekonsolideerimise ja/või nähtava eelpinge mehhanismid hõlmavad: pinna erosiooni, ilmastikumõjusid, merepinna tõus, merepinna tõus. põhjavesi, jäätumine, külmumis-sulamistsüklid, korduv märgumine/aurustumine, kuivamine, massikadu, seismilised koormused, loodete tsüklid ja geokeemilised mõjud. Pinnase tihenemisseisundi määramise teema on endiselt väga aktuaalne ja seda leidub peaaegu kõikide kontinentide väljaannetes. Töödes käsitletakse tegureid ja näitajaid, mis määravad savimuldade üle- või alatihenduse olekut, sellise tugeva tsementatsiooni põhjuseid ja mõju füüsikalistele ja mehaanilistele parameetritele. Näitaja määramise tulemustel on lai rakendusala ka praktikas, alustades konstruktsioonide vundamentide vajuvuse arvutamisest; laboratoorseks uurimiseks mõeldud proovide loomuliku struktuuri säilitamine; väga spetsiifilistele teemadele, ennustades pinnase tihenemist eukalüpti- ja kohviistandustes, võrreldes nende konstruktsioonitugevust masinate koormusega.

Indikaatorväärtuste tundmine p str ja nende varieeruvus sügavusega iseloomustavad muldade koostise, sidemete ja struktuuri tunnuseid, nende tekketingimusi, sealhulgas koormuse ajalugu. Sellega seoses pakuvad erilist teaduslikku ja praktilist huvi uuringud p str V erinevates piirkondades on need uuringud eriti olulised paksu settevarjundiga Lääne-Siberi territooriumil. Tomski oblastis viidi läbi üksikasjalikud muldade koostise ja omaduste uuringud, mille tulemusena uuriti nii Tomski linna territooriumi kui ka seda ümbritsevaid alasid piisavalt detailselt insener-geoloogilistest positsioonidest. Samal ajal tuleb märkida, et pinnaseid uuriti spetsiaalselt teatud rajatiste ehitamiseks vastavalt kehtivatele regulatiivsetele dokumentidele, mis ei sisalda soovitusi edasiseks kasutamiseks. p str ja sellest tulenevalt ei lisa seda vajalike määratavate mullaomaduste loendisse. Seetõttu on selle töö eesmärk välja selgitada hajutatud muldade struktuurne tugevus ja selle muutused lõigul Tomski piirkonna kõige aktiivsemalt arenenud ja arenenud piirkondades.

Uuringu eesmärkideks oli saamise meetodite ülevaade ja süstematiseerimine p str, mulla koostise ja peamiste füüsikaliste ja mehaaniliste omaduste omaduste laboratoorsed määramised, varieeruvuse uurimine p str sügavusega, konstruktsiooni tugevuse võrdlus koduse rõhuga.

Tööd viidi läbi paljude Tomski oblasti kesk- ja loodepiirkondades asuvate suurte objektide inseneri- ja geoloogiliste uuringute käigus, kus lõigu ülemist osa esindavad mitmesugused kvaternaari, paleogeeni stratigraafilised ja geneetilised kompleksid. ja kriidiajastu kivimid. Nende esinemistingimused, levik, koostis, olek sõltuvad vanusest ja tekkest ning loovad üsna heterogeense pildi, koostiselt uuriti vaid hajutatud muldi, milles domineerivad pooltahke, kõva ja jäiga-plastilise konsistentsiga savisordid. Ülesannete lahendamiseks katsetati 40 punktis kaevusid ja süvendeid, valiti üle 200 hajutatud pinnase proovi sügavuselt kuni 230 m. Mullauuringud viidi läbi vastavalt kehtivates normatiivdokumentides toodud meetoditele. Määrati: osakeste suuruse jaotus, tihedus (ρ) , tahkete osakeste tihedus ( ρs) , kuiva pinnase tihedus ( p d) , niiskus ( w), savipinnase niiskusesisaldus, rullimise ja voolavuse piiril ( w L Ja wp), deformatsiooni- ja tugevusomaduste näitajad; arvutatud olekuparameetrid, nagu poorsustegur (e) poorsus, summaarne niiskusmahtuvus, savimuldadel - plastilisuse arv ja vooluindeks, pinnase tihenduskoefitsient OCR(pressimiseeelse rõhu suhtena ( p") siserõhk proovivõtukohas) ja muud omadused.

Indikaatori määramise graafiliste meetodite valimisel p str, välja arvatud meetodCasagrande Kaaluti välisriikides kasutatavaid meetodeid tihenduseelse rõhu määramiseks σ p ". Tuleb märkida, et geoloogiainseneri terminoloogias on "tihendamise eelne rõhk" ( Eelkonsolideerimine Stress) , hakkab tõrjuma tuttavat mõistet "mulla struktuurne tugevus", kuigi nende määramise meetodid on samad. Definitsiooni järgi on pinnase struktuurne tugevus pinnaseproovis esinev vertikaalne pinge, mis vastab ülemineku algusele elastsetest survedeformatsioonidest plastilistele, mis vastab terminile. Saagikus Stress. Selles mõttes ei tohiks survekatsetes määratud karakteristikku võtta proovi "ajaloolises mälus" oleva maksimaalse rõhuna. Burland usub, et termin saagikus stress on täpsem ja termin eelkonsolideerimine stress tuleks kasutada olukordades, kus sellise rõhu suurust saab määrata geoloogiliste meetoditega. Samamoodi termin Läbi Konsolideerimine Suhe (OCR) tuleks kasutada teadaoleva pingete ajaloo kirjeldamiseks, vastasel juhul terminit Saagikus Stress Suhe (YSR) . Paljudel juhtudel Saagikus Stress võetakse efektiivseks tihenemiseelseks pingeks, kuigi viimane on tehniliselt seotud mehaanilise pinge maandamisega, esimene aga sisaldab diageneesist tulenevaid lisaefekte, orgaanilisest ainest tingitud sidusust, mullakomponentide vahekorda ja selle struktuuri, s.o. on pinnase struktuurne tugevus.

Seega peaks esimene samm mullatekke tunnuste väljaselgitamise suunas olema profiili kvantitatiivne määramine Saagikus Stress, mis on põhiparameeter normaalselt tihendatud muldade (peamiselt plastilise reaktsiooniga) eraldamiseks ülekonsolideeritud pinnastest (seotud pseudoelastse reaktsiooniga). ja konstruktsiooni tugevus p str, ja tihenduseelne rõhk p" määratakse samal viisil, nagu märgitud, peamiselt laboratoorsete meetoditega, mis põhinevad survekatsete tulemustel (GOST 12248, ASTM D 2435 ja ASTM D 4186). Seal on palju huvitavaid töid, mis uurivad pinnase seisundit, tihenduseelset survet p" ja meetodid selle määramiseks valdkonnas. Tihendustestide tulemuste graafiline töötlemine on samuti väga mitmekesine, allpool on ära toodud Lühike kirjeldus välismaal kõige sagedamini kasutatavad määramismeetodid p ", mida tuleks kasutada saamiseks p str.

meetodCasagrande(1936) - kõige rohkem vana meetod konstruktsiooni tugevuse ja tihenduseelse rõhu arvutamiseks. See põhineb eeldusel, et pinnase tugevus muutub elastsest koormusreaktsioonist plastiliseks reaktsiooniks tihenduseelsele rõhule lähedases punktis. See meetod töötab hästi, kui tihenduskõvera graafikul on täpselt määratletud käändepunkt. kujul e - log σ"(joonis 1a), mille kaudu tõmmatakse poorsustegurist puutuja ja horisontaaljoon, seejärel nende vahele poolitaja. Kokkusurumiskõvera lõpu sirge lõik ekstrapoleeritakse poolitaja ristumiskohale ja saadakse punkt , tähendus kui see projitseeritakse teljele logi σ", vastab ülekonsolideerimissurvele p"(või konstruktsiooni tugevus). See meetod on teistega võrreldes kõige sagedamini kasutatav.

Burmister meetod(1951) - esitab vormi sõltuvuse ε-logi σ", Kus ε - suhteline deformatsioon. Tähendus p" määratakse teljelt tuleva risti ristumiskohas Logi sisse σ" proovi korduval laadimisel läbi hüstereesisilmuse punkti survekõvera otsaosa puutujaga (joonis 1b).

Schemertmanni meetod(1953), kasutatakse siin ka vormi tihenduskõverat e - log σ"(joonis 1c). Surumiskatseid tehakse seni, kuni kõveral saadakse selge sirge lõik, seejärel laaditakse see maha koduse rõhuni ja laaditakse uuesti. Joonistage graafikule dekompressiooni-rekompressiooni kõvera keskjoonega paralleelne joon läbi siserõhu punkti. Tähendus p" määratakse teljelt risti tõmmates logi σ" läbi mahalaadimispunkti paralleelse joonega ristumiskohani. Ühest punktist p" tõmmake joont, kuni see lõikub poorsuse koefitsiendiga survekõvera sirge lõigu punktiga e\u003d 0,42. Saadud tegelikku tihenduskõverat kasutatakse tihendusastme või tihendusastme arvutamiseks. Seda meetodit saab kasutada pehmete muldade puhul.

meetodAkai(1960), esitab roometeguri sõltuvuse εs alates σ" (joonis 1d), kasutatakse vastavalt roomamisohtlike muldade puhul. Konsolidatsioonikõver kujutab suhtelise deformatsiooni sõltuvust aja logaritmist ja jaguneb imbkonsolidatsiooni ja roomekonsolidatsiooni osaks. Akai märkis, et roometegur suureneb proportsionaalselt σ" väärtuseni p ", ja pärast p" proportsionaalselt logi σ".

Janbu meetod(1969) põhineb eeldusel, et tihendamiseelset rõhku saab määrata graafikult nagu ε - σ" . Janbu meetodil kõrge tundlikkusega ja madala savi jaoks OCR eeltihendusrõhku saab määrata koormuse-deformatsiooni kõvera joonistamise teel lineaarse skaala abil. Teine viis Janbu on külgsuunalise deformatsioonimooduli graafik E või E 50 tõhusatest pingetest σ" (joonis 1 e). Ja veel üks variant Christenseni-Janbu meetod(1969), esitab vormi sõltuvuse r - σ", saadud konsolideerimiskõveratelt , Kus t- aega , r = dR/dt, R= dt/dε.

Sellforce meetod(1975) on vormi sõltuvus ε - σ" (joonis 1f), kasutatakse peamiselt CRS-meetodi jaoks. Pinge-deformatsiooni telg valitakse lineaarsel skaalal fikseeritud suhtega, tavaliselt 10/1 pinge (kPa) ja deformatsiooni (%) suhte jaoks. See järeldus tehti pärast mitmeid välikatseid, kus mõõdeti pooride ja setete poorirõhku. See tähendab, et Sallforsi meetod ülekonsolidatsioonisurve hindamiseks annab realistlikumaid väärtusi kui välikatsetes tehtud hinnangud.

Pacheco Silva meetod(1970), näib süžee, ka vormi poolest väga lihtne e – logi σ"(Joonis 1 g) , annab täpseid tulemusi pehmete muldade testimisel. See meetod ei nõua tulemuste subjektiivset tõlgendamist ja on ka skaalast sõltumatu. Laialdaselt kasutatav Brasiilias.

meetodButterfield(1979) põhineb proovi mahu sõltuvuse analüüsil vormi efektiivsest pingest log(1+e) – log σ" või ln (1+e) – ln σ"(joonis 1h). Meetod sisaldab mitmeid erinevaid versioone, kus tihenduseelne rõhk on määratletud kahe joone lõikepunktina.

Tavenase meetod(1979), viitab lineaarsele seosele deformatsioonienergia ja efektiivse pinge vahel testi rekompressiooniosa puhul graafikul nagu σ"ε - σ" (Joonis 1n, graafiku ülaosas). Seda kasutatakse otse kokkusurumiskõvera alusel, võtmata arvesse testi lähtestamise osa. Konsolideeritumate proovide puhul koosneb pinge/deformatsiooni graafik kahest osast: kõvera esimene osa tõuseb järsemalt kui teine. Kahe joone lõikepunkt on määratletud kui tihenduseelne rõhk.

Oikawa meetod(1987), kujutab sõltuvusgraafiku joonte ristumiskohta log(1+e) alates σ" -

Jose meetod(1989), esitab vormi sõltuvuse log e - log σ" väga lihtne meetod tihenduseelse rõhu hindamiseks, meetod kasutab kahe sirge ristumiskohta. See on otsene meetod ja maksimaalse kõveruse punkti asukoha määramisel ei esine vigu. meetodSridharanetal. (1989) on ka sõltuvusgraafik log(1+e) - log σ" määramiseks tihedate muldade struktuurne tugevus, mistõttu puutuja ületab esialgsele poorsustegurile vastavat horisontaaljoont, mis annab häid tulemusi.

meetodBurland(1990) on sõltuvusgraafik poorsuse indeksIv stressist σ" (Joon. 1 ja). Poorsusindeks määratakse valemiga Iv= (e-e* 100)/(e* 100 -e* 1000), või dl i nõrgemad mullad: Iv= (e-e* 10)/(e* 10 -e* 100), Kus e* 10, e* 100 ja e* 1000 poorsuskoefitsiendid koormustel 10, 100 ja 1000 kPa (joonis b) .

meetodJacobsen(1992), eeldatakse, et konstruktsiooni tugevus on 2,5 σ kuni, Kus σ kuni c on maksimaalse kõveruse punkt Casagrande graafikul, samuti vormi sõltuvus e-logi σ" (joonis 1 l).

Onitsuka meetod(1995), kujutab sõltuvusgraafiku joonte ristumiskohta log(1+e) alates σ" - efektiivsed pinged, mis on kantud skaalal logaritmilisel skaalal (kümnendlogaritmid).

Van Zelsti meetod(1997) liigisõltuvuse graafikul ε - logi σ", joone (ab) kalle on paralleelne tühjendusliini kaldega ( cd). Punkt abstsiss ( b) on pinnase struktuurne tugevus (joonis 1m).

meetodBecker(1987), nagu Tavenase meetod, määrab iga survekatse koormuse deformatsioonienergia, kasutades seost W- σ", kus. Pingutusenergia (või teisalt jõu töö) on arvuliselt võrdne jõuteguri suuruse ja sellele jõule vastava nihke väärtuse korrutisega. Kogu tööle vastav pinge suurus määratakse iga pingekasvu lõpus. Graafiku sõltuvusel on kaks sirget lõiku, nende sirgjoonte lõikepunktiks saab olema ülekonsolidatsioonirõhk.

meetodStrein Energy-Log Stress(1997),Senol ja Saglamer(2000 (joonis 1n)), mis on teisendatud Beckeri ja/või Tavenase meetoditega, on vormi sõltuvus σ" ε - logi σ", 1 ja 3 sektsioonid on sirgjooned, mille ristumispunktiks on pikendamisel pinnase struktuurne tugevus.

meetodNagaraj ja Shrinivasa Murthy(1991, 1994), pakuvad autorid vormi üldistatud seost log σ"ε - log σ"- ennustada ületihendatud küllastunud mittekonsolideerunud muldade tihenemiseelse surve suurust. Meetod põhineb Tavenase meetodil ja võrreldakse Senoli meetod jt (2000) annab see meetod erijuhtudel kõrgema korrelatsioonikordaja.

Chetia ja Bora meetod(1998), käsitleb eelkõige mullakoormuste ajalugu, nende omadusi ja hinnangut ülekonsolidatsioonisuhte (OCR) seisukohalt, töö põhieesmärk on tuvastada empiiriline seos OCR ja suhte vahel. e/e L .

meetodThogersen(2001), on konsolideerimissuhte sõltuvus efektiivsetest pingetest (joonis 1o).

meetodwangjahärmatis, HajunudKurnaEnergiameetod DSEM (2004) viitab ka pinge arvutamise energiameetoditele. Võrreldes Kurna energia meetod, DSEM kasutab hajutatud deformatsioonienergiat ja mahalaadimise-taaslaadimise kokkusurumistsükli kallet, et minimeerida purunenud proovistruktuuri mõju ja kõrvaldada elastse deformatsiooni mõju. Hajunud deformatsioonienergia on mikromehaanika seisukohalt otseselt seotud konsolideerumisprotsessi pöördumatusega. Kompressioonikõvera kalde kasutamine mahalaadimise ja uuesti laadimise sektsioonis simuleerib elastset taaskoormust uuesti kokkusurumise etapis ja võib minimeerida proovi katkemise mõju. Meetod on vähem operaatorist sõltuv kui enamik olemasolevaid.

meetod Einavjakärumees(2007), on ka vormi graafik e-logσ", A p" mida väljendab keerulisem eksponentsiaalne sõltuvus .

Pinnase ülemineku staadiumisse koondumise juhtum pärast ületamist p" töödes kirjeldatud juhul, kui järgmise koormusastme toime lõpp langeb kokku esmase konsolideerimise lõpuga ja poorsuskordaja sõltuvusgraafikul e - log σ" langeb järsult vertikaalselt, läheb kõver sekundaarse konsolideerimise etappi. Mahalaadimisel naaseb kõver esmase konsolideerimise lõpp-punkti, tekitades ülekonsolideerimissurve efekti. Indikaatori määramiseks on arvutusmeetodeid pakkuv hulk töid p".

a) b) V)

G) e) e)

g) h) Ja)

Saaja) l) m)

m) O)

Meetodid:

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

Riis. Joonis 1. Pinnase konstruktsioonitugevuse määramisel kasutatavate survekatsete tulemuste graafilise töötlemise skeemid erinevatel meetoditel

Üldiselt võib survetestide tulemuste põhjal taaskonsolideerimisrõhu määramise graafilised meetodid jagada nelja põhirühma. Esimene rühm lahendused sisaldavad poorsusteguri sõltuvusi ( e)/tihedus (ρ) / suhteline tüvi ( ε )/ helitugevuse muutus ( 1+e) tõhusatest pingetest (σ" ). Graafikuid korrigeeritakse, võttes ühe või kahe loetletud tunnuse logaritmi, mis viib tihenduskõvera lõikude sirgendamiseni ja soovitud tulemuseni ( p") saadakse ekstrapoleeritud sirgendatud lõikude ristamisel. Rühma kuuluvad Casagrande, Burmister, Schemertmann, Janbu, Butterfield, Oikawa, Jose, Sridharan jt, Onitsuka jt meetodid. Teine rühm seob konsolideerimismäärad efektiivsete pingetega, need on meetodid: Akai, Christensen-Janbu ja Thøgersen. Kõige lihtsamad ja täpsemad on Kolmanda rühma meetodid - energiameetodid deformatsioonianalüüs: Tavenas, Becker, Strain Energy-Log Stress, Nagaraj & Shrinivasa Murthy, Senol ja Saglamer, Frost ja Wang jt. Becker ja teised hindavad lineaarset seost kogu deformatsioonienergia vahel W ja efektiivne pinge ilma maha- ja ümberlaadimiseta. Tegelikult kuvatakse kõik energiameetodid ruumis. W- σ" , samuti paljundatakse põllul Butterfieldi meetodit logi(1+e)-logi σ". Kui Casagrande meetodi puhul fokusseeritakse taaskonsolideerimisrõhk peamiselt graafiku kõige kõveramale lõigule, siis energiameetodid on kohandatud tihenduskõvera kalde keskele kuni p". Osa nende meetodite paremuse tunnustamisest tuleneb nende suhtelisest uudsusest ning selle aktiivselt areneva rühma mainimisest uue meetodi väljatöötamisel ja täiustamisel. Neljas rühm kombineerib meetodeid mitmesuguste mittestandardsete lähenemisviisidega kõverate graafiliseks töötlemiseks, nende hulka kuuluvad Jacobseni, Sellforsi, Pacheco Silva, Einavi ja Carteri jt meetodid. Lähtudes allikates 10, 19, 22-24 toodud analüüsist, 30, 31, 43-46] märgime, et levinumad on Casagrande, Butterfield, Becker, Strain Energy-Log Stress, Sellfors ja Pacheco Silva graafilised meetodid, Venemaal kasutatakse peamiselt Casagrande meetodit.

Tuleb märkida, et kui selleks, et teha kindlaks YSR ( või OCR) ühest väärtusest piisab p str või p" , siis kompressioonikõvera sirgete lõikude valimisel enne ja pärast p str deformatsioonikarakteristikute saamisel on soovitav saada kaks põhipunkti: minimaalne p str/min ja maksimum p str / mkirves konstruktsiooni tugevus (joon. 1a). Siin on võimalik kasutada katkestuspunkte, mis puutuvad algus- ja lõpuosadega või kasutada Casagrande, Sellforsi ja Pacheco Silva meetodeid. Surveparameetrite uurimise juhendina on soovitatav määrata ka vastavad minimaalsed ja maksimaalsed konstruktsioonitugevusnäitajad füüsikalised omadused pinnas: eelkõige poorsuse ja niiskusesisalduse koefitsiendid.

Selles töös on indikaator p stroli mis on saadud GOST 12248-s sätestatud standardmeetodil ASIS NPO Geotek kompleksis. Määramiseks p str esimene ja järgnevad rõhuastmed võeti 0,0025 MPa kuni mullaproovi kokkusurumise alguseni, mida võetakse pinnaseproovi suhtelise vertikaalse deformatsioonina. e >0,005. Konstruktsiooni tugevus määrati kokkusurumiskõvera esialgse lõigu järgi ei = f(lg σ" ), Kus ei - poorsuse koefitsient koormuse all i. Kõvera selge katkemise punkt pärast esialgset sirget lõiku vastab pinnase struktuursele survetugevusele. Tulemuste graafiline töötlemine viidi läbi ka Casagrande ja Beckeri klassikaliste meetoditega. . Näitajate määramise tulemused vastavalt standardile GOST 12248 ning Casagrande ja Beckeri meetoditele omavahel hästi korreleeruvad (korrelatsioonikordajad r=0,97). Kahtlemata saate väärtusi ette teades mõlema meetodi abil kõige täpsemad tulemused. Tegelikult meetod Becker tundus graafiku alguses puutuja valimisel mõnevõrra keerulisem (joonis 1m).

Laboratoorsete andmete kohaselt väärtused muutuvad p str 0 kuni 188 kPa savidel, savidel kuni 170, liivsavitel kuni 177. Maksimaalsed väärtused märgitakse loomulikult suurtest sügavustest võetud proovides. Selgus ka indikaatori muutuse sõltuvus sügavusest. h(r = 0,79):

p str = 19,6 + 0,62· h.

Muutuste analüüs OKOOSR(joon. 2) näitas, et alla 20 m pinnased on tavaliselt tihendatud, s.o. konstruktsiooni tugevus ei ületa või veidi ületab siserõhku ( OCR ≤1 ). Jõe vasakul kaldal Ob intervalliga 150-250 m, poolkivised ja kivised pinnased, mis on tugevalt sideriidi, götiidi, kloriidi, leptokloriti ja tsemendiga tsementeeritud, samuti hajutatud pinnased, mille struktuurne tugevus on suurem kui 0,3 MPa, mis on kaetud ja kaetud vähemaga. tsementeerimise mõju muldade konstruktsioonitugevusele, mida kinnitab sarnaste tegelike materjalide süstematiseerimine töös. Vastupidavamate muldade olemasolu põhjustas selles intervallis väärtuste suure leviku, mistõttu nende näitajaid sõltuvusgraafikusse ei lisatud OKOOSR sügavusest, nagu pole kogu piirkonnale omane. Sektsiooni ülemise osa puhul tuleb märkida, et indeksi väärtuste hajumine on palju laiem - kuni väga tihendatud (joonis 2), kuna aeratsioonitsooni muldasid leidub sageli pooltahkes. ja tahkes kolmefaasilises olekus ning nende niiskusesisalduse suurenemisega ( r\u003d -0,47), täielik niiskusmaht ( r= -0,43) ja vee küllastusaste ( r= -0,32) konstruktsiooni tugevus väheneb. Eespool mainitud on olemas ka hiilimiskonsolideerimisele ülemineku võimalus (ja mitte ainult jaotise ülemises osas). Siinkohal tuleb märkida, et struktuurse tugevusega pinnased on väga mitmekesised: mõned võivad olla küllastumata kahefaasilises olekus, teistel võib olla väga kõrge mehaanilise pinge tundlikkuse koefitsient ja kalduvus roomamisele, teistel on märkimisväärne sidusus, mis on tingitud tsement, neljandad on lihtsalt üsna tugevad. , täielikult veega küllastunud savimullad, mis esinevad madalal sügavusel.

Uuringute tulemused võimaldasid esmakordselt hinnata Tomski oblasti muldade algseisundi üht kõige olulisemat näitajat – selle struktuurset tugevust, mis varieerub aeratsioonitsooni kohal väga laias vahemikus, mistõttu peab määrata igal töökohal enne katsetamist, et määrata kindlaks pinnase füüsikalised ja mehaanilised omadused. Saadud andmete analüüs näitas, et näitaja muutub OCR sügavusel alla 20-30 meetri on vähem olulised, pinnas on tavaliselt tihendatud, kuid pinnase mehaaniliste omaduste määramisel tuleks arvesse võtta ka nende struktuurilist tugevust. Uurimistulemusi soovitatakse kasutada surve- ja nihkekatsetes, samuti loodusliku struktuuriga proovide häiritud oleku määramiseks.

Arvustajad:

Savichev O.G., geoloogiateaduste doktor, Tomski polütehnilise ülikooli loodusvarade instituudi hüdrogeoloogia, insenergeoloogia ja hüdrogeoökoloogia osakonna professor.

Popov V.K., geoloogia ja matemaatika doktor, Tomski polütehnilise ülikooli loodusvarade instituudi hüdrogeoloogia, insenergeoloogia ja hüdrogeoökoloogia osakonna professor.

Bibliograafiline link

Kramarenko V.V., Nikitenkov A.N., Molokov V.Yu. SAVIMULLADE STRUKTUURILISEST TUGEVUSEST TOMSK PIIRKONNA TERRITOORIUMIS // Kaasaegsed küsimused teadus ja haridus. - 2014. - nr 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14703 (juurdepääsu kuupäev: 01.02.2020). Juhime teie tähelepanu kirjastuse "Looduslooakadeemia" väljaantavatele ajakirjadele

Eespool käsitlesime pinnase deformeerumist, millel puudub struktuurne tugevus, s.t. mis on tihendatud isegi väikese surve mõjul. See nähtus on tavaliselt iseloomulik väga nõrkadele muldadele.

Enamasti tihendatakse looduslikud pinnased katvate kihtide survel. Tihendamise tulemusena lähenesid pinnaseosakesed ja nende vahele tekkisid vesikolloidsed sidemed. Muldade pikaajalisel eksisteerimisel teatud tingimustel võivad neis lisaks tekkida haprad kristallisatsioonisidemed. Kokku annavad need sidemed pinnasele teatud tugevuse, mida nimetatakse struktuurne tugevus mulda p str.

Rõhul, mis on madalam kui konstruktsiooni tugevus ( lk

), kui seda tajutakse vee-kolloidsete ja kristalliseerumise sidemetega, siis tihendus praktiliselt ei arene. Ainult kui p>p str tekib mulla tihenemine. Konstruktsiooni tugevuse täpset väärtust on raske määrata, kuna pinnase struktuuri osaline rikkumine toimub juba proovivõtu ajal, lisaks toimub proovi kokkupressimisel konstruktsiooni hävimine esmalt üksikutes osakeste kõige rohkem pingestatud kohtades. kontakt isegi madala rõhu korral. Rõhu kasvades suureneb kiiresti destruktsioon kontaktpunktides ja protsess läheb kogu proovi mahus üle pinnase tihenemise staadiumisse (joonis 3.4.a.).

Riis. 3.4. Struktuurse tugevusega pinnase survekõverad lihtsates (a) ja poollogaritmilistes (b) koordinaatsüsteemides.

Pinnase esmase kokkusurumise algus tuleb selgemini esile poollogaritmilistes koordinaatides üles ehitatud survekõvera kasutamisel (joonis 3.4.b). Sel juhul on esmane tihenduskõver sirge SD. Selle sirgjoone jätk kuni horisontaalse (katkendliku) joonega ristumiskohani EL" mis vastab esialgse poorsuse koefitsiendi väärtusele e o, võimaldab teil leida väärtuse p o, mida võib pidada konstruktsiooni tugevuse väärtuseks.

Pinnase struktuurse tugevuse saab määrata ka pinnase külgsurve muutuste tulemuste põhjal katsetamisel kolmeteljelises surveseadmes (E.I. Medkovi järgi) või rõhu tekkimise hetkega poorivees.

Teatud lähendusega tihenduskõvera võrrandit saab esitada, nagu on näidanud K. Terzaghi, logaritmilise sõltuvuse kujul:

, (3.11)