مشکلات مدرن علم و آموزش. یادداشت های سخنرانی مقاومت سازه در مورد مکانیک خاک

بزرگی استحکام ساختاری خاک از ویژگی های بسیار مهم خاک است. مقدار آن را می توان از منحنی فشار سازه دست نخورده، آزمایش خاک (تا رسیدن به مقاومت سازه) با پله های بار بسیار کوچک (تقریباً 0.002-0.010 مگاپاسکال) تعیین کرد، سپس یک شکست شدید در منحنی تراکم با مقاومت سازه مطابقت دارد. فشرده سازی خاک مقدار فشار مربوط به نقطه تقاطع منحنی با محور فشار برابر است با مقدار مقاومت فشاری سازه.

طراحیالف) فشرده سازی نسبی خاک اشباع از آب بسته به فشار p، ب) فشرده سازی نسبی خاک رسی با تجزیه جزئی بسته به فشار.

قانون تراکم خاک: تغییر تخلخل خاک با تغییر فشار نسبت مستقیم دارد.

13. وابستگی به فشرده سازی در طول فشرده سازی حجمی

ضریب تخلخل تغییر می کند هخاک تحت فشار فشاری در حالت کلی نه تنها به بزرگی عمودی بستگی دارد استرس های عادیبلکه از افقی و

اجازه دهید مجموع تنش‌های اصلی را در صورت فشرده‌سازی لایه خاک بدون امکان انبساط جانبی آن تعیین کنیم و پارالپیپ ابتدایی را برجسته کنیم که در شرایط این مشکل فقط تنش‌های معمولی (اصلی) بیشتری را تجربه خواهد کرد.

از آنجایی که تغییر شکل های افقی (گسترش خاک به طرفین) غیرممکن است، تغییر شکل های نسبی افقی برابر با صفر خواهد بود، یعنی. ، از آنجا نتیجه می گیرد که . علاوه بر این، از شرایط تعادلی که داریم

مشخص است که تغییر شکل نسبی یک جسم الاستیک مطابق با قانون هوک از عبارت

جایی که مدول الاستیسیته ماده است، ضریب انبساط جانبی خاک است (نسبت پواسون). با جایگزینی به این عبارت،،، به دست می آوریم

ضریب فشار جانبی خاک در حالت سکون کجاست، یعنی. در غیاب حرکات افقی

بیشتر خاک های رسی دارای استحکام ساختاری هستند و آب موجود در منافذ این خاک ها حاوی گاز به صورت محلول است. این خاک ها را می توان بدنه ای دو فازی متشکل از اسکلت و آب فشاری در منافذ در نظر گرفت. اگر فشار خارجی کمتر از مقاومت ساختمانی خاک باشد پصفحه . ، پس از آن فرآیند تراکم خاک رخ نمی دهد، بلکه تنها تغییر شکل های الاستیک کوچکی وجود خواهد داشت. هر چه استحکام ساختاری خاک بیشتر باشد، بار کمتری به آب منفذی منتقل می شود. این نیز با تراکم پذیری آب منفذی با گاز تسهیل می شود.

در لحظه اولیه، با در نظر گرفتن استحکام اسکلت خاک و تراکم پذیری آب، بخشی از فشار خارجی به آب منفذی منتقل می شود. پ w o - فشار منفذ اولیه در خاک اشباع از آب تحت بار آر. در این حالت ضریب فشار منفذ اولیه

در این حالت تنش اولیه در اسکلت خاک:

pz 0 = پ – پ w O. (5.58)

تغییر شکل نسبی آنی اسکلت خاک

 0 = متر v (پ – پ w O). (5.59)

تغییر شکل نسبی خاک به دلیل تراکم پذیری آب زمانی که منافذ کاملاً با آب پر می شوند.

 w = متر w پ w O n , (5.60)

جایی که متر wضریب تراکم پذیری حجمی آب در منافذ است. n- تخلخل خاک

اگر بپذیریم که در دوره اولیه در تنش ها پ zحجم ذرات جامد بدون تغییر باقی می ماند، سپس تغییر شکل نسبی اسکلت خاک برابر با تغییر شکل نسبی آب منافذ خواهد بود:

 0 =  w = . (5.61)

با معادل کردن اضلاع سمت راست (5.59) و (5.60)، به دست می آوریم

. (5.62)

جایگزین کردن پ w o در معادله (5.57)، ضریب فشار منفذ اولیه را پیدا می کنیم

. (5.63)

ضریب تراکم پذیری حجمی آب در منافذ را می توان با فرمول تقریبی بدست آورد

, (5.64)

جایی که جی w- ضریب اشباع آب خاک؛ پالف - فشار اتمسفر 0.1 مگاپاسکال.

نمودار فشارهای عمودی در لایه خاک از بار با آب منفذی قابل تراکم و استحکام ساختاری خاک در شکل 5.14 نشان داده شده است.

با توجه به موارد فوق، فرمول (5.49) برای تعیین نشست در زمان یک لایه خاک تحت یک بار توزیع یکنواخت پیوسته، با در نظر گرفتن استحکام ساختاری و تراکم پذیری مایع حاوی گاز، را می توان به صورت زیر نوشت:

. (5.65)

شکل 5.14. نمودار فشارهای عمودی در لایه خاک تحت بار پیوسته با در نظر گرفتن استحکام سازه

معنی نبا فرمول (5.46) تعیین می شود. در همان زمان، نسبت تثبیت

.

تغییرات مشابهی را می توان در فرمول های (5.52)، (5.53) برای تعیین نشست در طول زمان، با در نظر گرفتن استحکام ساختاری و تراکم پذیری مایع حاوی گاز برای موارد 1 و 2 ایجاد کرد.

5.5. تأثیر گرادیان سر اولیه

خاکهای رسی حاوی آب محکم و سست و آب تا حدی آزاد هستند. فیلتراسیون و در نتیجه متراکم شدن لایه خاک تنها زمانی شروع می شود که شیب بیشتر از مقدار اولیه باشد. من 0 .

نشست نهایی یک لایه خاک با ضخامت را در نظر بگیرید ساعت(شکل 5.15) که دارای یک گرادیان اولیه است من 0 و بارگذاری شده با یک بار توزیع یکنواخت. تصفیه آب دو طرفه (بالا و پایین) است.

در حضور یک گرادیان اولیه از یک بار خارجی آردر تمام نقاط در امتداد عمق لایه در آب منفذی فشاری برابر است با پ/ w ( w - وزن مخصوصاب). در نمودار فشار اضافی، گرادیان اولیه با مماس زاویه نشان داده می شود من:

آر
است.5.15. طرح تراکم خاک در حضور یک گرادیان فشار اولیه: الف - منطقه تراکم به عمق نمی رسد. ب - ناحیه تراکم تا تمام عمق امتداد دارد اما تراکم ناقص است

tg من = من 0 . (5.66)

فقط در مناطقی که گرادیان فشار بیشتر از اولیه باشد (
)، تصفیه آب آغاز می شود و فشردگی خاک رخ می دهد. شکل 5.15 دو مورد را نشان می دهد. من چاقم z < 0,5ساعتگرادیان کمتر از اولیه است من 0 ، پس آب نمی تواند از وسط لایه فیلتر شود، زیرا یک "منطقه مرده" وجود دارد. مطابق شکل 5.15، a را پیدا می کنیم

, (5.67)

اینجا zحداکثر< 0,5ساعت. در این مورد، رسوب است

اس 1 = 2متر v zP/ 2 یا اس 1 = متر v zP. (5.68)

ارزش جایگزین zحداکثر در (5.68)، دریافت می کنیم

. (5.69)

برای مورد نشان داده شده در شکل 5.15، b، پیش نویس با فرمول تعیین می شود

. (5.70)

زمانی که باید عوامل زیادی را در نظر بگیرید. توجه ویژه ای باید به ترکیب شود و برخی از انواع آن می توانند در هنگام افزایش رطوبت تحت تنش تحت وزن خود یا بار خارجی، آویزان شوند. نام اینها از این روست خاک - "نشستویژگی های آنها را بیشتر در نظر بگیرید.

انواع

دسته مورد بررسی شامل:

• خاکهای لس (سوسس و لس).
• خاک رس و لوم.
• انواع دوغاب پوششی و لوم را جدا کنید.
• زباله های صنعتی فله. این شامل، به ویژه، خاکستر، گرد و غبار رنده است.
• گرد و غبار خاک های رسی با مقاومت ساختاری بالا

اختصاصی

بر مرحله اولیه سازمان ساخت و سازبررسی ترکیب خاک سایت برای شناسایی احتمالات ضروری است تغییر شکل ها وقوع آنهابا توجه به ویژگی های فرآیند تشکیل خاک. لایه ها در حالت فشرده ناکافی هستند. در خاک لس، چنین حالتی می تواند در تمام مدت وجود خود باقی بماند.

افزایش بار و رطوبت معمولاً باعث تراکم اضافی در لایه های زیرین می شود. با این حال، از آنجایی که تغییر شکل به قدرت تأثیر خارجی بستگی دارد، تراکم ناکافی لایه نسبت به فشار خارجی بیش از تنش ناشی از جرم خود باقی خواهد ماند.

امکان تثبیت خاکهای ضعیف در آزمایشات آزمایشگاهی با نسبت کاهش مقاومت در هنگام خیس شدن به نشانگر فشار مؤثر تعیین می شود.

خواص

علاوه بر کم تراکم، خاک های نشسته با رطوبت طبیعی کم، ترکیب غبارآلود و استحکام ساختاری بالا مشخص می شوند.

اشباع خاک با آب در مناطق جنوبی، به عنوان یک قاعده، 0.04-0.12 است. در مناطق سیبری، خط میانیشاخص در محدوده 0.12-0.20 است. درجه رطوبت در حالت اول 0.1-0.3 است، در مورد دوم - 0.3-0.6.

استحکام سازه

عمدتاً به دلیل چسبندگی سیمانی است. هر چه رطوبت بیشتری وارد زمین شود، استحکام کمتری دارد.

نتایج تحقیق نشان داد که لایه‌های نازک آب بر روی سازندها اثر گوه‌زنی دارند. آنها به عنوان روان کننده عمل می کنند و باعث می شوند ذرات خاک نشسته راحت تر سر بخورند. فیلم ها لایه های متراکم تری را تحت تأثیر خارجی ایجاد می کنند.

دستگیره اشباع از رطوبت خاک فرونشستبا تأثیر نیروی جاذبه مولکولی تعیین می شود. این مقدار به درجه چگالی و ترکیب زمین بستگی دارد.

ویژگی فرآیند

Drawdown یک فرآیند پیچیده فیزیکی و شیمیایی است. در اثر جابجایی و بسته بندی متراکم تر (فشرده) ذرات و سنگدانه ها به صورت فشرده شدن خاک خود را نشان می دهد. به همین دلیل تخلخل کل لایه ها به حالتی متناسب با سطح فشار عمل کاهش می یابد.

افزایش تراکم منجر به تغییراتی در خصوصیات فردی می شود. متعاقباً تحت تأثیر فشار، تراکم ادامه می یابد، به ترتیب، استحکام همچنان افزایش می یابد.

شرایط

برای اینکه یک کاسته شود، شما نیاز دارید:

• باری که از پی یا جرم خود وارد می شود، که در صورت خیس شدن، بر نیروهای منسجم ذرات غلبه خواهد کرد.
• سطح رطوبت کافی به کاهش قدرت کمک می کند.

این عوامل باید با هم کار کنند.

رطوبت مدت زمان تغییر شکل را تعیین می کند خاک های نشسته. به عنوان یک قاعده، در یک زمان نسبتا کوتاه رخ می دهد. این به دلیل این واقعیت است که زمین عمدتاً در حالت رطوبت کم قرار دارد.

تغییر شکل در حالت اشباع از آب بیشتر طول می کشد، زیرا آب از طریق خاک فیلتر می شود.

روش های تعیین تراکم خاک

نشست نسبی از نمونه های ساختار دست نخورده تعیین می شود. برای این، یک دستگاه فشرده سازی استفاده می شود - تراکم سنج خاک. در مطالعه از روش های زیر استفاده می شود:

• یک منحنی با تجزیه و تحلیل یک نمونه و خیساندن آن در مرحله نهایی بارگذاری. با این روش می توان تراکم پذیری خاک در رطوبت معین یا طبیعی و همچنین تمایل نسبی به تغییر شکل تحت فشار معین را تعیین کرد.
• دو منحنی با آزمایش 2 نمونه با درجه چگالی یکسان. یکی در رطوبت طبیعی مورد مطالعه قرار می گیرد، دوم - در حالت اشباع. این روش به شما امکان می دهد تراکم پذیری را در رطوبت کامل و طبیعی، تمایل نسبی به تغییر شکل زمانی که بار از صفر به نهایی تغییر می کند، تعیین کنید.
• ترکیب شده. این روش ترکیبی اصلاح شده از دو روش قبلی است. آزمایش بر روی یک نمونه انجام می شود. ابتدا در حالت طبیعی تا فشار 0.1 مگاپاسکال بررسی می شود. استفاده از روش ترکیبی به شما این امکان را می دهد که همان ویژگی های روش 2 منحنی را تجزیه و تحلیل کنید.

نکات مهم

در حین تست در متر تراکم خاکهنگام استفاده از هر یک از گزینه های فوق، باید در نظر گرفت که نتایج مطالعات با تنوع قابل توجهی مشخص می شود. در این رابطه، برخی از شاخص ها، حتی در هنگام آزمایش یک نمونه، ممکن است 1.5-3 و در برخی موارد 5 برابر متفاوت باشند.

چنین نوسانات قابل توجهی با اندازه کوچکنمونه ها، ناهمگونی مواد به دلیل کربنات و سایر اجزاء، یا وجود منافذ بزرگ. خطاهای اجتناب ناپذیر در مطالعه نیز برای نتایج مهم هستند.

عوامل تاثیرگذار

در طول مطالعات متعدد مشخص شده است که شاخص تمایل خاک به فرونشست عمدتاً به موارد زیر بستگی دارد:

• فشار.
• درجات تراکم خاک تحت رطوبت طبیعی.
• ترکیب بندی خاک فرونشست.
• سطح رطوبت.

وابستگی به بار در منحنی منعکس می شود که بر اساس آن، با افزایش شاخص، مقدار تمایل نسبی به تغییر ابتدا نیز به حداکثر مقدار خود می رسد. با افزایش بعدی فشار، شروع به نزدیک شدن به صفر می کند.

به عنوان یک قاعده، برای فشار 0.2-0.5 مگاپاسکال، و برای رس های لس مانند - 0.4-0.6 مگاپاسکال است.

این وابستگی ناشی از این واقعیت است که در فرآیند بارگیری خاک فرونشست با اشباع طبیعی در یک سطح مشخص، تخریب سازه آغاز می شود. در این مورد، فشرده سازی شدید بدون تغییر در اشباع آب مشاهده می شود. تغییر شکل در روند افزایش فشار تا زمانی که لایه به حالت بسیار متراکم خود برسد ادامه خواهد داشت.

وابستگی به ترکیب خاک

در این واقعیت بیان می شود که با افزایش عدد پلاستیسیته، تمایل به تغییر شکل کاهش می یابد. به عبارت ساده، درجه بیشتری از تنوع ساختار مشخصه دوغاب است، مقدار کوچکتر - برای خاک رس. طبیعتاً برای تحقق این قاعده باید سایر شرایط مساوی باشد.

فشار اولیه

در طراحی فونداسیون ساختمان ها و سازه هابار سازه ها بر روی زمین محاسبه می شود. در این مورد، فشار اولیه (حداقل) تعیین می شود که در آن تغییر شکل در اشباع کامل با آب شروع می شود. استحکام ساختاری طبیعی خاک را مختل می کند. این منجر به این واقعیت می شود که روند طبیعی تراکم مختل می شود. این تغییرات به نوبه خود با تجدید ساختار و فشردگی شدید همراه است.

با توجه به موارد فوق به نظر می رسد در مرحله طراحی هنگام ساماندهی ساخت و ساز، مقدار فشار اولیه باید نزدیک به صفر گرفته شود. با این حال، در عمل این مورد نیست. پارامتر مشخص شده باید به گونه ای استفاده شود که ضخامت بر اساس آن محاسبه شود قوانین عمومیغیر برداشتی

هدف نشانگر

در توسعه پروژه ها از فشار اولیه استفاده می شود پی بر روی خاک های نشستهبرای تعیین:

• بار تخمینی که در آن هیچ تغییری وجود نخواهد داشت.
• اندازه ناحیه ای که در آن فشردگی از جرم پی اتفاق می افتد.
• عمق مورد نیاز تغییر شکل خاک یا ضخامت بالشتک خاک که تغییر شکل را کاملاً حذف می کند.
• عمقی که تغییرات جرم خاک از آن شروع می شود.

رطوبت اولیه

به آن شاخصی گفته می شود که در آن خاک در حالت تنش شروع به افتادن می کند. هنگام تعیین رطوبت اولیه، جزء 0.01 به عنوان یک مقدار نرمال در نظر گرفته می شود.

روش تعیین پارامتر بر اساس تست های آزمایشگاهی فشرده سازی است. 4-6 نمونه برای مطالعه مورد نیاز است. از روش دو منحنی استفاده می شود.

یک نمونه در رطوبت طبیعی با بارگذاری تا حداکثر فشار در مراحل جداگانه آزمایش می شود. با آن، خاک تا تثبیت فرونشست خیس می شود.

نمونه دوم ابتدا با آب اشباع می شود و سپس با خیساندن مداوم، در همان مراحل تا فشار محدود بارگذاری می شود.

مرطوب سازی نمونه های باقی مانده تا شاخص هایی انجام می شود که حد رطوبت را از اشباع آب اولیه تا کامل به فواصل نسبتاً مساوی تقسیم می کند. سپس در دستگاه های فشرده سازی مورد بررسی قرار می گیرند.

این افزایش با ریختن حجم محاسبه شده آب در نمونه ها با نگهداری بیشتر به مدت 1-3 روز تا تثبیت سطح اشباع حاصل می شود.

ویژگی های تغییر شکل

آنها ضرایب تراکم پذیری و تغییرپذیری آن، مدول تغییر شکل، تراکم نسبی هستند.

مدول تغییر شکل برای محاسبه شاخص های احتمالی نشست پی و ناهمواری آنها استفاده می شود. معمولا در تعریف می شود شرایط میدانی. برای این کار، نمونه های خاک با بارهای استاتیکی آزمایش می شوند. مقدار مدول تغییر شکل تحت تأثیر رطوبت، سطح چگالی، انسجام ساختاری و مقاومت خاک است.

با افزایش توده خاک، این شاخص افزایش می یابد، با اشباع بیشتر با آب، کاهش می یابد.

ضریب تغییرپذیری تراکم پذیری

به عنوان نسبت تراکم پذیری تحت رطوبت ثابت یا طبیعی به ویژگی های خاک در حالت اشباع از آب تعریف می شود.

مقایسه ضرایب به دست آمده در مطالعات میدانی و آزمایشگاهی نشان می دهد که تفاوت بین آنها ناچیز است. در محدوده 0.65-2 برابر است. بنابراین، برای کاربرد عملی، تعیین شاخص ها در آزمایشگاه کافی است.

ضریب تغییرپذیری عمدتاً به فشار، رطوبت و میزان افزایش آن بستگی دارد. با افزایش فشار، شاخص افزایش می یابد، با افزایش رطوبت طبیعی، کاهش می یابد. هنگامی که به طور کامل با آب اشباع می شود، ضریب به 1 نزدیک می شود.

ویژگی های قدرت

آنها زاویه اصطکاک داخلی و انسجام خاص هستند. آنها به مقاومت ساختاری، سطح اشباع آب و (به میزان کمتر) چگالی بستگی دارند. با افزایش رطوبت، چسبندگی 2-10 برابر و زاویه - 1.05-1.2 کاهش می یابد. با افزایش استحکام ساختاری، چسبندگی افزایش می یابد.

انواع خاک های نشسته

در مجموع 2 عدد وجود دارد:

1. ته نشینی عمدتاً در ناحیه قابل تغییر شکل پایه تحت تأثیر بار پی یا سایر عوامل خارجی رخ می دهد. در عین حال، تغییر شکل از وزن آن تقریباً وجود ندارد یا بیش از 5 سانتی متر نیست.
2. نشست خاک از توده آن امکان پذیر است. عمدتا در لایه زیرینضخامت و بیش از 5 سانتی متر است. تحت تأثیر یک بار خارجی، ممکن است در قسمت بالایی در محدوده منطقه تغییر شکل پذیر، نشست نیز رخ دهد.

نوع فرونشست در ارزیابی شرایط ساخت و ساز، توسعه اقدامات ضد فرونشست، طراحی فونداسیون، پی و خود ساختمان استفاده می شود.

اطلاعات تکمیلی

ته نشین شدن می تواند در هر مرحله از ساخت و ساز یا بهره برداری از یک سازه رخ دهد. این می تواند پس از افزایش رطوبت اولیه فرونشست خود را نشان دهد.

در هنگام خیساندن اضطراری، خاک در محدوده منطقه تغییر شکل پذیر به سرعت - در عرض 1-5 سانتی متر در روز - فرو می رود. پس از قطع تامین رطوبت، پس از چند روز، کاهش تثبیت می شود.

اگر خیساندن اولیه در داخل مرزهای بخشی از ناحیه تغییر شکل صورت گرفته باشد، با هر بار اشباع آب بعدی، فرونشست تا زمانی که کل منطقه کاملا خیس شود، رخ می دهد. بر این اساس با افزایش بار روی خاک افزایش می یابد.

با خیساندن شدید و مداوم، فرونشست خاک به حرکت رو به پایین لایه مرطوب کننده و تشکیل یک ناحیه اشباع از آب بستگی دارد. در این حالت، به محض رسیدن جبهه مرطوب کننده به عمقی که خاک از وزن خود افت می کند، فرونشست آغاز می شود.

1

این کار به توصیف وضعیت اولیه خاک های پراکنده - استحکام ساختاری آنها اختصاص دارد. دانستن تنوع آن امکان تعیین درجه فشردگی خاک و احتمالاً ویژگی های تاریخ شکل گیری آن را در یک منطقه مشخص می کند. ارزیابی و در نظر گرفتن این شاخص در هنگام آزمایش خاک ها در تعیین ویژگی های خواص فیزیکی و مکانیکی آنها و همچنین در محاسبات بعدی نشست پی سازه ها از اهمیت بالایی برخوردار است که در اسناد نظارتی منعکس شده و کم استفاده می شود. در عمل بررسی های مهندسی و زمین شناسی. این مقاله به طور خلاصه رایج ترین روش های گرافیکی برای تعیین شاخص را بر اساس نتایج آزمایش های فشرده سازی، نتایج مطالعات آزمایشگاهی مقاومت ساختاری خاک های پراکنده در قلمرو منطقه تومسک بیان می کند. رابطه بین استحکام ساختاری خاک ها و عمق وقوع آنها، درجه تراکم آنها آشکار می شود. توصیه های مختصری در مورد استفاده از شاخص ارائه شده است.

استحکام ساختاری خاک

فشار پیش آب بندی

1. Bellendir E.N.، Vekshina T.Yu.، Ermolaeva A.N.، Zasorina O.A. روشی برای ارزیابی درجه تحکیم بیش از حد خاکهای رسی در رخداد طبیعی//اختراع ثبت اختراع روسیه شماره 2405083

2. GOST 12248-2010. خاک ها روش های تعیین آزمایشگاهی ویژگی های مقاومت و تغییر شکل پذیری

3. GOST 30416-2012. خاک ها تست های آزمایشگاهی. مقررات عمومی

4. Kudryashova E.B. الگوهای تشکیل خاکهای رسی بیش از حد تحکیم: Cand. شمرده علوم زمین شناسی و کانی شناسی: 25.00.08. - م.، 2002. - 149 ص.

5. MGSN 2.07-01 پایه ها، پی ها و سازه های زیرزمینی. - M.: دولت مسکو، 2003. - 41 ص.

6. SP 47.13330.2012 (نسخه به روز شده SNiP 11-02-96). بررسی های مهندسی برای ساخت و ساز. مقررات اساسی - M.: Gosstroy روسیه، 2012.

7. Tsytovich N.A.// مواد کنفرانس همه اتحادیه در مورد ساخت و ساز در خاک های ضعیف اشباع از آب. - تالین، 1965. - ص 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., and Jefferies, M.G. کار به عنوان معیاری برای تعیین تنش های درجا و تسلیم در خاک رس // مجله ژئوتکنیک کانادا. - 1987. - جلد. 24. شماره 4. - پ. 549-564.

10. بون جی. ارزیابی مجدد انتقادی از تفاسیر "فشار پیش تحکیم" با استفاده از تست ادومتر // Can. ژئوتک. J. - 2010. - جلد. 47.-ص. 281-296.

11. بون اس.جی. & Lutenegger A.J. کربنات ها و سیمان سازی خاک های منسجم از یخبندان در ایالت نیویورک و جنوب انتاریو، Can. ژئوتک - 1997. - جلد 34. - ص. 534–550.

12. بورلند، ج.بی. سخنرانی رانکین سی ام: در مورد تراکم پذیری و مقاومت برشی رس های طبیعی // ژئوتکنیک. - 1990. - جلد 40، شماره 3. - پ. 327-378.

13 برمیستر، دی.ام. کاربرد روش‌های آزمون کنترل‌شده در آزمون تلفیق. سمفوسیوم در آزمایش تحکیم خاک // ASTM. STP 126. - 1951. - ص. 83-98.

14. باترفیلد، R. قانون فشرده سازی طبیعی برای خاک ها (پیشرفت در e–log p’) // ژئوتکنیک. - 1979. - ج 24، شماره 4. - پ. 469-479.

15. Casagrande، A. تعیین بار پیش تحکیم و اهمیت عملی آن. // در مجموعه مقالات اولین کنفرانس بین المللی مکانیک خاک و مهندسی پی. دفتر چاپ هاروارد، کمبریج، ماساچوست - 1936. - جلد. 3.- ص. 60-64.

16. Chen, B.S.Y., Mayne, P.W. روابط آماری بین اندازه گیری پیزوکون و تاریخچه تنش خاک رس // مجله ژئوتکنیک کانادا. - 1996. - جلد. 33-ص. 488-498.

17. Chetia M, Bora P K. تخمین نسبت بیش از حد ادغام شده رس های غیر سیمانی اشباع از پارامترهای ساده // مجله ژئوتکنیک هند. - 1998. - جلد. 28، شماره 2. - پ. 177-194.

18. Christensen S.، Janbu N. تست های ادومتر - یک نیاز اولیه در مکانیک خاک عملی. // مجموعه مقالات Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - جلد. 2، شماره 9. - پ. 449-454.

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L., and Stephenson, R. Evaluation of Pre- Consolidation Stress Determination Methods // ابزار دقیق، آزمایش و مدلسازی رفتار خاک و سنگ. – 2011. – ص. 147-154.

20. دیاس جی و همکاران. اثرات ترافیکی بر فشار پیش تحکیم خاک به دلیل عملیات برداشت اکالیپتوس // Sci. کشاورزی - 2005. - جلد. 62، شماره 3. - پ. 248-255.

21. دیاس جونیور، M.S. پیرس، اف.جی. یک روش ساده برای تخمین فشار پیش تحکیم از منحنی های فشرده سازی خاک // فناوری خاک. - آمستردام، 1995. - جلد 8، شماره 2. - پ. 139-151.

22. عيناو، من; کارتر، جی پی. در مورد تحدب، نرمال بودن، فشار پیش از تحکیم، و تکینگی ها در مدل سازی مواد دانه ای // ماده دانه ای. - 2007. - جلد. 9، شماره 1-2. - پ. 87-96.

23. گریگوری، ع.س. و همکاران محاسبه شاخص تراکم و تنش پیش فشرده سازی از داده های آزمایش فشرده سازی خاک // تحقیقات خاک و خاک ورزی، آمستردام. - 2006. - جلد. 89، شماره 1. - پ. 45-57.

24. Grozic J. L. H., lunne T. & Pande S. یک مطالعه آزمایشی کیلومتر شمار در مورد تنش پیش تثبیت خاک رس گلاسیومارین. // مجله ژئوتکنیک کانادا. - 200. - جلد. 40.-p. 857-87.

25. ایوری، پیرو و همکاران. مقایسه مدل های مزرعه ای و آزمایشگاهی ظرفیت باربری در مزارع قهوه // Ciênc. agrotec. - 2013. جلد. 2، شماره 2. - پ. 130-137.

26. یاکوبسن، اچ.ام. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // In Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, May 1992. Aalborg, Denmark. بولتن انجمن ژئوتکنیک دانمارک. - 1992. جلد. 2، شماره 9. - ص. 455-460.

27. Janbu, N. مفهوم مقاومت اعمال شده برای تغییر شکل خاک ها // در مجموعه مقالات هفتمین کنفرانس بین المللی مکانیک خاک و مهندسی پایه، مکزیکو سیتی، 25-29 اوت 1969. A.A. بالکما، روتردام، هلند. - 1969. - جلد. 1.-p. 191-196.

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

29. خوزه بابو تی. Sridharan Asur; آبراهام بنی متیوز: روش Log-log برای تعیین فشار پیش تحکیم // ASTM Geotechnical Testing Journal. - 1989. - جلد 12، شماره 3. - پ. 230-237.

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Strength and Deformation Properties of Tertiary Clay در موزه Moesgaard // گروه مهندسی عمران دانشگاه آلبورگ Sohngaardsholmsvej 57 DK-9000 Aalborg, Denmark. – 2010. – ص. 1-13.

31. Kontopoulos، Nikolaos S. اثرات اختلال نمونه بر فشار پیش تحکیم برای رس های معمولی ادغام شده و بیش از حد تحکیم شده موسسه فناوری ماساچوست. // بخش مهندسی عمران و محیط زیست. - 2012. - 285p.

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

33. Mayne, P.W., Coop, M.R., Springman, S., Huang, A-B., and Zornberg, J. // رفتار و تست ژئومواد // Proc. هفدهمین بین المللی Conf. مکانیک خاک و مهندسی ژئوتکنیک. - 2009. - جلد. 4.-p. 2777-2872.

34. مصری، جی و آ. کاسترو. مفهوم Ca/Cc و Ko در طول فشرده سازی ثانویه // ASCE J. مهندسی ژئوتکنیک. - 1987. جلد. 113، شماره 3. - پ. 230-247.

35. Nagaraj T. S.، Shrinivasa Murthy B. R.، Vatsala A. پیش‌بینی رفتارهای خاک - قسمت دوم - خاک غیر سمنت شده اشباع شده // مجله ژئوتکنیک کانادا. - 1991. - جلد. 21، شماره 1. - پ. 137-163.

36. اویکاوا، H. منحنی فشرده سازی خاک های نرم // مجله انجمن ژئوتکنیک ژاپن، خاک ها و پایه ها. - 1987. - جلد. 27، شماره 3. - پ. 99-104.

37. Onitsuka، K.، Hong، Z.، Hara، Y.، Shigeki، Y. تفسیر داده های آزمایش ادومتر برای رس های طبیعی // مجله انجمن ژئوتکنیک ژاپن، خاک ها و پایه ها. - 1995. - جلد. 35، شماره 3.

38. Pacheco Silva، F. یک ساختار گرافیکی جدید برای تعیین تنش پیش تحکیم یک نمونه خاک // در مجموعه مقالات چهارمین کنفرانس برزیل در زمینه مکانیک خاک و مهندسی پایه، ریودوژانیرو، اوت 1970. - جلد. 2، شماره 1. - پ. 225-232.

39. Paul W. Mayne، Barry R. Christopher و Jason De Jong. کتابچه راهنمای تحقیقات زیرسطحی // موسسه ملی بزرگراه، اداره بزرگراه فدرال واشنگتن، دی سی. - 2001. - 305 ص.

40. Sallfors، G. فشار پیش تحکیم رس های نرم و پلاستیکی بالا. - گوتبورگ گروه ژئوتکنیک دانشگاه صنعتی چالمرز. - 231 p.

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

42. Schmertmann, J., H. Guidelines for cone penetration tests, performance and design. // اداره بزرگراه فدرال ایالات متحده، واشنگتن، دی سی، گزارش، FHWATS-78-209. – 1978. – ص. 145.

43. Semet C., Ozcan T. تعیین فشار پیش تحکیم با شبکه عصبی مصنوعی // مهندسی عمران و سیستم های محیطی. - 2005. - جلد. 22، شماره 4. - ص. 217-231.

44. Senol A.، Saglamer A. تعیین فشار پیش تحکیم با یک روش جدید فشار انرژی-لگ تنش // مجله الکترونیکی مهندسی ژئوتکنیک. - 2000. - جلد. 5.

45. سنول، ا.زمینلرده اون. تعیین فشار پیش تحکیم: پایان نامه دکتری پژوهشگاه علم و صنعت. - استانبول، ترکیه. – 1997. – ص. 123.

46. ​​Solanki C.H., Desai M.D. فشار پیش تحکیم از شاخص خاک و ویژگی های پلاستیسیته // دوازدهمین کنفرانس بین المللی انجمن بین المللی روش ها و پیشرفت های کامپیوتری در ژئومکانیک. - گوا، هند – 2008.

47. سالی، J.P.، Campenella، R.G. و رابرتسون، پ.ک. تفسیر فشار منافذ نفوذ برای ارزیابی تاریخچه تنش خاک رس // مجموعه مقالات اولین سمپوزیوم بین المللی تست نفوذ. - اورلاندو. - 1988. - ج2 - ص. 993-999.

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. et al. استفاده از انرژی کرنش به عنوان یک معیار تسلیم و خزش برای خاک رس های کم تحکیم شده // ژئوتکنیک. - 1979. - جلد. 29.-ص. 285-303.

49. Thøgersen, L. Effects of Experimental Techniques and Osmotic Pressure on the Measured Behavior of Tertiary Expansive Clay: Ph. پایان نامه دی، آزمایشگاه مکانیک خاک، دانشگاه آلبورگ. - 2001. - جلد. 1.

50. Wang, L. B., Frost, J. D. روش انرژی کرنش پراکنده برای تعیین فشار پیش تحکیم // مجله ژئوتکنیک کانادا. - 2004. - جلد. 41، شماره 4. - پ. 760-768.

استحکام ساختاری pstrاستحکام نامیده می شود که به دلیل وجود پیوندهای ساختاری و با تنش مشخص می شود، که نمونه خاک، زمانی که با بار عمودی بارگذاری می شود، عملاً تغییر شکل نمی دهد. از آنجایی که تراکم با تنش هایی در خاک شروع می شود که از استحکام ساختاری آن فراتر می رود و هنگام آزمایش خاک ها، دست کم گرفتن این شاخص منجر به خطا در تعیین مقادیر سایر ویژگی های خواص مکانیکی می شود. اهمیت تعریف شاخص pstrبرای مدت طولانی جشن گرفته شده است، زیرا N.A. Tsytovich - "... علاوه بر شاخص های معمول تغییر شکل و خواص مقاومتی خاک های رسی ضعیف، به منظور ارزیابی رفتار این خاک ها تحت بار و ایجاد پیش بینی صحیح بزرگی نشست سازه های ساخته شده بر روی آنها ، تعیین مقاومت سازه در حین بررسی ها ضروری است pstr". این پدیده در بررسی درجه تراکم خاک ها برای پیش بینی نشست سازه طراحی شده مهم است، زیرا نشست روی خاک های بیش از حد متراکم می تواند چهار یا بیشتر از خاک های معمولی متراکم کمتر باشد. برای مقادیر ضریب تحکیم بیش از حد OCR > 6، ضریب فشار جانبی خاک در حالت استراحت ک در موردممکن است بیش از 2 باشد که باید هنگام محاسبه سازه های زیرزمینی در نظر گرفته شود.

همانطور که در مقاله اشاره شد: «در ابتدا، شرایط تراکم معمولی در طول فرآیند رسوب‌گذاری و تشکیل و متراکم شدن ذخایر دریایی، دریاچه‌ای، آبرفتی، دلتایی، بادی و رودخانه‌ای ماسه‌ها، سیلت‌ها و رس‌ها حاکم است. با این حال، بیشتر خاک های روی زمین در نتیجه فرآیندهای مختلف فیزیکی، زیست محیطی، اقلیمی و حرارتی طی هزاران تا میلیون ها سال، اندکی/متوسط/شدید بیش از حد تحکیم شده اند. این مکانیسم های تحکیم بیش از حد و/یا پیش تنیدگی قابل مشاهده عبارتند از: فرسایش سطحی، هوازدگی، افزایش سطح دریا، افزایش سطح دریا. آب زیرزمینی، یخبندان، چرخه های انجماد و ذوب، خیساندن/تبخیر مکرر، خشک شدن، از دست دادن جرم، بارهای لرزه ای، چرخه های جزر و مدی، و فشارهای ژئوشیمیایی. موضوع تعیین وضعیت فشردگی خاک هنوز بسیار مرتبط است و در نشریات تقریباً از تمام قاره ها یافت می شود. عوامل و شاخص هایی که وضعیت بیش از حد متراکم یا کم تراکم خاک های رسی را تعیین می کنند، علل و تأثیر بر پارامترهای فیزیکی و مکانیکی چنین سیمانکاری قوی در کارها در نظر گرفته شده است. نتایج تعیین شاخص همچنین در عمل دارای کاربردهای گسترده ای است که از محاسبه نشست پایه سازه ها شروع می شود. حفظ ساختار طبیعی نمونه های در نظر گرفته شده برای آزمایش های آزمایشگاهی؛ به موضوعات بسیار خاص، پیش بینی تراکم خاک در مزارع اکالیپتوس و قهوه با مقایسه استحکام ساختاری آنها با بار ناشی از ماشین آلات.

آشنایی با مقادیر اندیکاتور pstrو تنوع آنها با عمق ویژگی های ترکیب، پیوندها و ساختار خاک، شرایط تشکیل آنها، از جمله تاریخچه بارگذاری را مشخص می کند. در این راستا، مطالعات علمی و عملی از اهمیت خاصی برخوردار است pstr V در مناطق مختلف، این مطالعات به ویژه در قلمرو سیبری غربی با پوشش ضخیمی از رسوبات رسوبی اهمیت دارد. در منطقه تومسک مطالعات دقیقی از ترکیب و خواص خاکها انجام شد که در نتیجه هر دو قلمرو شهر تومسک و مناطق اطراف آن با جزئیات کافی از مواضع مهندسی - زمین شناسی مورد مطالعه قرار گرفتند. در عین حال، لازم به ذکر است که خاک ها به طور خاص برای ساخت تأسیسات خاص مطابق با اسناد نظارتی فعلی مورد مطالعه قرار گرفتند که حاوی توصیه هایی برای استفاده بیشتر نیست. pstrو بر این اساس، آن را در لیست مشخصات خاک مورد نیاز برای تعیین قرار ندهید. بنابراین، هدف از این کار تعیین مقاومت ساختاری خاک های پراکنده و تغییرات آن در طول مقطع در فعال ترین مناطق توسعه یافته و توسعه یافته منطقه تومسک است.

اهداف پژوهش شامل بررسی و نظام‌بندی روش‌های به‌دست‌آمده بود pstrتعیین آزمایشگاهی ترکیب خاک و خصوصیات خصوصیات فیزیکی و مکانیکی اصلی، مطالعه تغییرپذیری pstrبا عمق، مقایسه مقاومت سازه با فشار داخلی.

این کار در دوره بررسی های مهندسی و زمین شناسی برای تعدادی از اجرام بزرگ واقع در مناطق مرکزی و شمال غربی منطقه تومسک انجام شد، جایی که قسمت بالایی بخش توسط مجموعه های چینه شناسی و ژنتیکی مختلف کواترنر، پالئوژن نشان داده شده است. و سنگ های کرتاسه. شرایط وقوع، توزیع، ترکیب، حالت آنها به سن و پیدایش بستگی دارد و یک تصویر نسبتاً ناهمگن ایجاد می کند؛ فقط خاک های پراکنده از نظر ترکیب مورد مطالعه قرار گرفتند که در آن گونه های رسی با قوام نیمه جامد، سخت و سخت-پلاستیک غالب است. برای حل وظایف تعیین شده، چاه ها و گودال ها در 40 نقطه مورد آزمایش قرار گرفتند، بیش از 200 نمونه خاک پراکنده از عمق تا عمق 230 متر انتخاب شدند. آزمایش های خاک مطابق با روش های ارائه شده در اسناد نظارتی فعلی انجام شد. تعیین شد: توزیع اندازه ذرات، چگالی (ρ) چگالی ذرات جامد ( ρs) تراکم خاک خشک ( p d) ، رطوبت ( wرطوبت خاکهای رسی، در مرز نورد و سیالیت ( w Lو wp)، شاخص های تغییر شکل و خواص مقاومت؛ پارامترهای حالت محاسبه شده مانند ضریب تخلخل (ه)تخلخل، ظرفیت رطوبت کل، برای خاک های رسی - عدد پلاستیسیته و شاخص جریان، ضریب تراکم خاک OCR(به عنوان نسبت فشار قبل از فشرده سازی ( پ ")به فشار داخلی در نقطه نمونه برداری) و سایر مشخصات.

هنگام انتخاب روش های گرافیکی برای تعیین شاخص pstr، بجز روشکازاگراندروش های مورد استفاده در خارج از کشور برای تعیین فشار پیش تراکم در نظر گرفته شد σ p ".لازم به ذکر است که در اصطلاح مهندس زمین شناسی، «فشار پیش تراکم» ( پیش تحکیم فشار) ، شروع به جابجایی مفهوم آشنا "استحکام ساختاری خاک" می کند، اگرچه روش های تعیین آنها یکسان است. طبق تعریف، استحکام ساختاری خاک عبارت است از تنش عمودی در نمونه خاک، مربوط به آغاز انتقال از تغییر شکل های فشاری الاستیک به تغییرات پلاستیکی، که با این اصطلاح مطابقت دارد. بازده فشار. به این معنا، مشخصه تعیین شده در تست های فشرده سازی نباید به عنوان حداکثر فشار در "حافظه تاریخی" نمونه در نظر گرفته شود. بورلند معتقد است که این اصطلاح بازده فشار دقیق تر است و اصطلاح پیش تثبیت فشارباید برای موقعیت هایی استفاده شود که در آن می توان مقدار چنین فشاری را با روش های زمین شناسی تعیین کرد. به همین ترتیب، اصطلاح بر فراز تحکیم نسبت (OCR) باید برای توصیف تاریخچه شناخته شده تنش ها استفاده شود، در غیر این صورت این اصطلاح بازده فشار نسبت (YSR) . در بسیاری از موارد بازده فشار به عنوان تنش موثر قبل از تراکم در نظر گرفته می شود، اگرچه دومی از نظر فنی با تنش زدایی مکانیکی مرتبط است، در حالی که اولی شامل اثرات اضافی ناشی از دیاژنز، انسجام به دلیل ماده آلی، نسبت اجزای خاک و ساختار آن است، به عنوان مثال. استحکام ساختاری خاک است.

بنابراین، اولین قدم برای شناسایی ویژگی‌های تشکیل خاک باید تعیین کمی نیمرخ باشد بازده فشارکه یک پارامتر کلیدی برای جداسازی خاکهای معمولی فشرده (با پاسخ عمدتاً پلاستیکی) از خاکهای بیش از حد تحکیم (مرتبط با پاسخ شبه الاستیک) است. و استحکام سازه pstrو فشار پیش تراکم پ"همانطور که اشاره شد، به همان روش مشخص می شوند، عمدتاً با روش های آزمایشگاهی بر اساس نتایج آزمایش های فشرده سازی (GOST 12248، ASTM D 2435 و ASTM D 4186). کارهای جالب زیادی در مورد بررسی وضعیت خاک، فشار پیش از تراکم وجود دارد پ"و روش های تعیین آن در زمینه. پردازش گرافیکی نتایج آزمایش های فشرده سازی نیز بسیار متنوع است، در زیر آورده شده است توضیح کوتاهمتداول ترین روش های خارج از کشور برای تعیین پ "،که باید برای بدست آوردن استفاده شود pstr.

روشکازاگراند(1936) - بیشترین روش قدیمیبرای محاسبه مقاومت سازه و فشار پیش تراکم. بر این فرض استوار است که خاک در نقطه ای نزدیک به فشار پیش از تراکم، از یک پاسخ کشسان به یک بار به یک پاسخ شکل پذیر تغییر می کند. این روش زمانی به خوبی کار می کند که یک نقطه عطف کاملاً مشخص در نمودار منحنی فشرده سازی وجود داشته باشد. از شکل e - log σ"(شکل 1a)، که از طریق آن یک خط مماس و افقی از ضریب تخلخل و سپس یک نیمساز بین آنها کشیده شده است. بخش مستقیم انتهای منحنی فشرده سازی به نقطه تقاطع با نیمساز برون یابی می شود و یک نقطه به دست می آید. ، به معنیهنگامی که بر روی محور پیش بینی می شود لاگ σ"، مربوط به فشار تثبیت بیش از حد است پ"(یا مقاومت سازه ای). این روش در مقایسه با روش های دیگر رایج ترین مورد استفاده است.

روش برمیستر(1951) - وابستگی فرم را ارائه می دهد ε-Log σ", جایی که ε - تغییر شکل نسبی معنی پ"در تقاطع عمود برآمده از محور تعیین می شود ورود به سیستم σ" از طریق نقطه حلقه پسماند پس از بارگذاری مکرر نمونه، با مماس بر بخش انتهایی منحنی فشار (شکل 1b).

روش Schemertmann(1953)، منحنی فشرده سازی فرم نیز در اینجا استفاده می شود e - log σ"(شکل 1c). آزمایش‌های فشرده‌سازی تا زمانی انجام می‌شوند که یک بخش مستقیم مشخص روی منحنی به دست آید، سپس به فشار داخلی تخلیه شده و دوباره بارگذاری می‌شود. در نمودار، خطی موازی با خط وسط منحنی فشارزدایی-فشرده‌سازی مجدد از نقطه فشار داخلی رسم کنید. معنی پ"با کشیدن یک عمود بر محور مشخص می شود لاگ σ"از طریق نقطه تخلیه، به تقاطع با یک خط موازی. از یک نقطه پ"یک خط بکشید تا زمانی که با نقطه ای از یک منحنی فشاری که دارای ضریب تخلخل است قطع شود. ه\u003d 0.42. منحنی فشرده سازی واقعی به دست آمده برای محاسبه نسبت تراکم یا نسبت تراکم استفاده می شود. این روش برای خاک های نرم کاربرد دارد.

روشآکای(1960)، وابستگی ضریب خزش را ارائه می دهد εsاز جانب σ" (شکل 1d)، به ترتیب برای خاک های مستعد خزش استفاده می شود. منحنی تحکیم نشان دهنده وابستگی تغییر شکل نسبی به لگاریتم زمان است و به بخش تثبیت نشت و تحکیم خزش تقسیم می شود. آکائی خاطرنشان کرد که عامل خزش به نسبت افزایش می یابد σ" تا ارزش پ "،و بعد از پ"به طور متناسب لاگ σ".

روش جانبو(1969) بر این فرض استوار است که فشار پیش تراکم را می توان از نموداری مانند ε - σ" . در روش جانبو برای رس های با حساسیت بالا و کم OCRفشار پیش تراکم را می توان با رسم منحنی بار-کرنش با استفاده از مقیاس خطی تعیین کرد. راه دوم جانبونموداری از مدول سکانس تغییر شکل است Eیا E 50از استرس های موثر σ" (شکل 1 e). و یک گزینه دیگر روش کریستنسن-جانبو(1969)، وابستگی شکل را ارائه می دهد r - σ", از منحنی های تثبیت به دست می آید , جایی که t-زمان r=dR/dt، آر= dt/dε.

روش سلفورس(1975) وابستگی فرم است ε - σ" (شکل 1f)، عمدتا برای روش CRS استفاده می شود. محور تنش-کرنش در یک نسبت ثابت در مقیاس خطی، معمولاً 10/1 برای نسبت تنش (kPa) به کرنش (%) انتخاب می‌شود. این نتیجه گیری پس از یک سری آزمایشات میدانی انجام شد که در آن فشار منافذ منافذ و رسوب اندازه گیری شد. این بدان معناست که روش سالفورس برای تخمین فشار تثبیت بیش از حد مقادیر واقعی تری نسبت به تخمین های انجام شده در آزمایشات میدانی به دست می دهد.

روش پاچکو سیلوا(1970)، به نظر می رسد با توجه به طرح، همچنین از نظر شکل، بسیار ساده است e - Log σ"(شکل 1 گرم) , نتایج دقیقی را هنگام آزمایش خاکهای نرم می دهد. این روش نیازی به تفسیر ذهنی نتایج ندارد و همچنین مستقل از مقیاس است. به طور گسترده در برزیل استفاده می شود.

روشباترفیلد(1979) بر اساس تحلیل وابستگی حجم نمونه به تنش مؤثر فرم است log(1+e) - log σ"یا ln (1+e) - ln σ"(شکل 1h). این روش شامل چندین نسخه مختلف است که در آن فشار پیش تراکم به عنوان نقطه تقاطع دو خط تعریف می شود.

روش تاوناس(1979)، یک رابطه خطی بین انرژی کرنش و تنش موثر برای بخش فشرده سازی مجدد آزمون در نموداری مانند σ"ε - σ" (شکل 1n، در بالای نمودار). مستقیماً بر اساس منحنی فشرده سازی بدون در نظر گرفتن قسمت تنظیم مجدد آزمایش استفاده می شود. برای نمونه های تلفیقی تر، نمودار تنش/کرنش از دو قسمت تشکیل شده است: قسمت اول منحنی با شدت بیشتری نسبت به قسمت دوم افزایش می یابد. نقطه تقاطع دو خط به عنوان فشار پیش تراکم تعریف می شود.

روش اویکاوا(1987)، نشان دهنده تقاطع خطوط روی نمودار وابستگی است log(1+e)از جانب σ" -

روش خوزه(1989)، وابستگی شکل را ارائه می دهد log e - log σ"یک روش بسیار ساده برای تخمین فشار پیش تراکم، این روش از تقاطع دو خط مستقیم استفاده می کند. روشی مستقیم است و در تعیین محل نقطه حداکثر انحنا هیچ خطایی وجود ندارد. روشسریدهرانetal. (1989) نیز یک نمودار وابستگی است log(1+e) - log σ" برای تعییناستحکام ساختاری خاک های متراکم، بنابراین مماس از خط افقی مربوط به ضریب تخلخل اولیه عبور می کند که نتایج خوبی به دست می دهد.

روشبورلند(1990) یک نمودار وابستگی است شاخص تخلخلIv از استرس σ" (شکل 1 و). شاخص تخلخل با فرمول تعیین می شود Iv= (ه-e* 100)/(e* 100 -e* 1000)، یا dl خاک های ضعیف تر: Iv= (ه-e* 10)/(e* 10 -e* 100)، جایی که e* 10، e* 100 و e* ​​1000ضرایب تخلخل در بارهای 10، 100 و 1000 کیلو پاسکال (شکل ب) .

روشیاکوبسن(1992)، مقاومت سازه ای 2.5 در نظر گرفته شده است σ به، جایی که σ به c به ترتیب نقطه حداکثر انحنا در نمودار Casagrande است، همچنین وابستگی به شکل لاگ الکترونیکی σ" (شکل 1 l).

روش اونیتسوکا(1995)، نشان دهنده تقاطع خطوط روی نمودار وابستگی است log(1+e)از جانب σ" - تنش های موثر بر روی مقیاس در مقیاس لگاریتمی (لگاریتم اعشاری) رسم شده است.

روش ون زلست(1997)، بر روی نمودار وابستگی گونه ها ε - لاگ σ"، شیب خط (ab) موازی با شیب خط تخلیه است ( سی دی). آبسیسا نقطه ای ( ب) استحکام ساختاری خاک است (شکل 1m).

روشبکر(1987)، مانند روش تاوناس، انرژی کرنش را برای هر بار تست فشاری با استفاده از رابطه تعیین می کند. دبلیو- σ"، جایی که. انرژی کرنش (یا از طرف دیگر کار نیرو) از نظر عددی برابر است با نصف حاصل ضرب بزرگی ضریب نیرو و مقدار جابجایی متناظر با این نیرو. مقدار تنش مربوط به کل کار در پایان هر افزایش ولتاژ تعیین می شود. وابستگی به نمودار دارای دو بخش مستقیم است، فشار بیش از حد تحکیم نقطه تلاقی این خطوط مستقیم خواهد بود.

روشکرنش انرژی-تنش ورود(1997)سنول و ساگلامر(2000 (شکل 1n))، که با روش های بکر و/یا تاوناس تبدیل شده است، وابستگی شکل است. σ" ε - لاگ σ"، مقطع 1 و 3 خطوط مستقیمی هستند که نقطه تلاقی آنها در صورت امتداد، مقاومت ساختاری خاک خواهد بود.

روشناگاراج و شرینیواسا مورتی(1991، 1994)، نویسندگان یک رابطه تعمیم یافته از فرم را پیشنهاد می کنند log σ"ε - log σ"- برای پیش بینی مقدار فشار پیش تحکیم برای خاک های غیر تحکیم اشباع بیش از حد متراکم. روش بر اساس روش تاوناس و مقایسه با روش سنولو همکاران (2000)، این روش در موارد خاص ضریب همبستگی بالاتری می دهد.

روش چتیا و بورا(1998)، در درجه اول تاریخچه بارهای خاک، ویژگی ها و ارزیابی آنها را از نظر نسبت تحکیم بیش از حد (OCR) در نظر می گیرد، هدف اصلی این مطالعه ایجاد یک رابطه تجربی بین OCR و نسبت است. e/e L .

روشتوگرسن(2001)، وابستگی نسبت تحکیم به تنش های موثر است (شکل 1o).

روشوانگوفراست, پراکنده شدنژادانرژیروش DSEM (2004) همچنین به روش های انرژی برای محاسبه کرنش اشاره می کند. در مقایسه با نیروی کششیروش، DSEM از انرژی کرنش تلف شده و شیب چرخه فشرده سازی بارگذاری مجدد برای به حداقل رساندن اثر ساختار نمونه شکسته و حذف اثر تغییر شکل الاستیک استفاده می کند. انرژی کرنش تلف شده، از نقطه نظر میکرومکانیک، به طور مستقیم با برگشت ناپذیری فرآیند تحکیم مرتبط است. استفاده از شیب منحنی تراکم در بخش تخلیه- بارگذاری مجدد، بارگذاری مجدد الاستیک را در مرحله فشرده سازی مجدد شبیه سازی می کند و می تواند تأثیر اختلال نمونه را به حداقل برساند. این روش نسبت به بسیاری از روش های موجود کمتر به اپراتور وابسته است.

روش آیناووکارتر(2007)، همچنین یک نمودار از فرم است ه-logσ",آ پ"با یک وابستگی نمایی پیچیده تر بیان می شود .

مورد انتقال خاک به مرحله خزش تحکیم پس از غلبه بر پ"شرح داده شده در آثار، اگر پایان عمل مرحله بار بعدی با پایان تحکیم اولیه و ضریب تخلخل در نمودار وابستگی همزمان باشد. e - log σ"به شدت به صورت عمودی سقوط می کند، منحنی وارد مرحله تحکیم ثانویه می شود. هنگام تخلیه، منحنی به نقطه پایانی تحکیم اولیه باز می گردد و یک اثر فشار بیش از حد تحکیم ایجاد می کند. تعدادی کار وجود دارد که روش های محاسبه را برای تعیین شاخص ارائه می دهد پ".

الف) ب) V)

ز) ه) ه)

ز) ح) و)

به) ل) م)

م) O)

مواد و روش ها:

آ)کازاگراند، ب)Burmister، ج) Schemertmann،ز)آکای، ه)جانبو، و) سلفورز، ز) پاچکو سیلوا، ح)باترفیلد و)بورلند، به)یاکوبسن، ل)ون زلست، m)بکر، ن)سنول و ساگلامر، ای)Thø گرسن

برنج. شکل 1. طرح‌های پردازش گرافیکی نتایج آزمایش‌های فشاری، مورد استفاده در تعیین مقاومت ساختاری خاک، با روش‌های مختلف.

به طور کلی روش های گرافیکی برای تعیین فشار تثبیت مجدد بر اساس نتایج آزمایش های فشرده سازی را می توان به چهار گروه اصلی تقسیم کرد. گروه اولراه حل ها شامل وابستگی های ضریب تخلخل ( ه)/ چگالی (ρ) / کرنش نسبی ( ε )/تغییر حجم ( 1+e) از استرس های موثر (σ" ). نمودارها با گرفتن لگاریتم یک یا دو مورد از مشخصه های ذکر شده تصحیح می شوند که منجر به صاف شدن بخش های منحنی فشرده سازی و نتیجه مطلوب می شود. پ ")با عبور از بخش های صاف شده برون یابی به دست می آید. این گروه شامل روش های Casagrande، Burmister، Schemertmann، Janbu، Butterfield، Oikawa، Jose، Sridharan و همکاران، Onitsuka و دیگران است. گروه دومنرخ تثبیت را با تنش‌های مؤثر پیوند می‌دهد، اینها روش‌هایی هستند: آکای، کریستنسن-جانبو و توگرسن. ساده ترین و دقیق ترین آنها هستند روش های گروه سوم - روش های انرژیتحلیل کرنش: Tavenas، Becker، Strain Energy-Log Stress، Nagaraj & Shrinivasa Murthy، Senol and Saglamer، Frost and Wang و دیگران. بکر و دیگران رابطه خطی بین انرژی کل کرنش را تخمین می زنند. دبلیوو ولتاژ موثر بدون تخلیه و بارگیری مجدد. در واقع تمام روش های انرژی در فضا نمایش داده می شود. دبلیو- σ" ، و همچنین روش باترفیلد در میدان بازتولید می شود ورود به سیستم(1+e)-ورود به سیستم σ". اگر روش کازاگراند فشار تثبیت مجدد را عمدتاً روی منحنی ترین بخش نمودار متمرکز کند، روش های انرژی با وسط شیب منحنی تراکم تا حداکثر تطبیق داده می شوند. پ". بخشی از تشخیص برتری این روش ها به دلیل تازگی نسبی آنها و ذکر در توسعه و بهبود روش جدید این گروه فعال در حال توسعه است. گروه چهارمروش‌ها را با انواع رویکردهای غیر استاندارد برای پردازش گرافیکی منحنی‌ها ترکیب می‌کند، از جمله روش‌های Jacobsen، Sellfors، Pacheco Silva، Einav و Carter، و غیره. 30, 31, 43-46] متداول ترین روش های گرافیکی Casagrande، Butterfield، Becker، Strain Energy-Log Stress، Sellfors و Pacheco Silva هستند، در روسیه عمدتاً از روش Casagrande استفاده می شود.

لازم به ذکر است که اگر به منظور تعیین YSR (یا OCR) یک مقدار کافی است pstrیا پ" , سپس هنگام انتخاب مقاطع مستقیم منحنی فشار قبل و بعد pstrهنگام به دست آوردن ویژگی های تغییر شکل، مطلوب است که دو نکته کلیدی را به دست آوریم: حداقل pstr/ دقیقهو حداکثر pstr / مترتبرمقاومت ساختاری (شکل 1a). در اینجا می توان از نقاط شکست مماس بر بخش شروع و پایان استفاده کرد یا از روش های Casagrande، Sellfors و Pacheco Silva استفاده کرد. به عنوان دستورالعمل برای مطالعه پارامترهای تراکم، تعیین حداقل و حداکثر شاخص مقاومت سازه مربوطه نیز توصیه می شود. مشخصات فیزیکیخاک: در درجه اول ضرایب تخلخل و رطوبت.

در این کار، شاخص pstrبودطبق روش استاندارد تعیین شده در GOST 12248 در مجتمع ASIS NPO Geotek به دست آمده است. برای تعیین pstr مرحله اول و بعدی فشار برابر با 0025/0 مگاپاسکال تا شروع فشرده سازی نمونه خاک گرفته شد که به عنوان تغییر شکل عمودی نسبی نمونه خاک در نظر گرفته می شود. ه >0,005. استحکام سازهتوسط بخش اولیه منحنی فشرده سازی تعیین شد همن = f(ال جی σ" )، جایی که همن - ضریب تخلخل تحت بار من. نقطه شکست واضح در منحنی پس از مقطع مستقیم اولیه با مقاومت فشاری ساختاری خاک مطابقت دارد. پردازش گرافیکی نتایج نیز با استفاده از روش‌های کلاسیک Casagrande و Becker انجام شد. . نتایج تعیین شاخص ها بر اساس GOST 12248 و روش های Casagrande و Becker به خوبی با یکدیگر همبستگی دارند (ضرایب همبستگی r= 0.97). بدون شک با دانستن مقادیر از قبل می توانید با استفاده از هر دو روش دقیق ترین نتایج را بدست آورید. در واقع روش بکر هنگام انتخاب مماس در ابتدای نمودار تا حدودی دشوارتر به نظر می رسید (شکل 1m).

طبق داده های آزمایشگاهی، مقادیر تغییر می کنند pstr از 0 تا 188 کیلو پاسکال برای لومی، برای رس تا 170، برای لوم شنی تا 177.حداکثر مقادیر البته در نمونه هایی که از اعماق زیاد گرفته شده است ذکر می شود. وابستگی تغییر شاخص به عمق نیز آشکار شد. h(r = 0,79):

pstr = 19,6 + 0,62· ساعت.

تجزیه و تحلیل متغیر Oباآر(شکل 2) نشان داد که خاکهای زیر 20 متر به طور معمول فشرده می شوند، یعنی. استحکام سازه از فشار داخلی تجاوز نمی کند یا کمی بیشتر از آن است. OCR ≤1 ). در ساحل چپ رودخانه اوب در فواصل 150-250 متر، خاک های نیمه سنگی و سنگی با سیمان محکم با سیدریت، گوتیت، کلریت، لپتوکلریت و سیمان و همچنین خاک های پراکنده با مقاومت ساختاری بالا بیش از 0.3 مگاپاسکال، زیرین و بین لایه ای کمتر. تأثیر سیمانکاری بر مقاومت ساختاری خاک که با سیستم‌بندی مواد واقعی مشابه در کار تأیید می‌شود. وجود خاک‌های بادوام‌تر باعث گسترش مقادیر زیادی در این فاصله شد، بنابراین شاخص‌های آن‌ها در نمودار وابستگی گنجانده نشد. Oباآراز عمق، که برای کل منطقه معمولی نیست. برای قسمت بالایی بخش، باید توجه داشت که پراکندگی مقادیر شاخص بسیار گسترده تر است - تا بسیار فشرده (شکل 2)، زیرا خاک های منطقه هوادهی اغلب به صورت نیمه جامد یافت می شوند. و حالت جامد سه فاز و با افزایش رطوبت آنها ( r\u003d -0.47)، ظرفیت کامل رطوبت ( r= -0.43) و درجه اشباع آب ( r= 0.32-) استحکام سازه کاهش می یابد. همچنین، که در بالا ذکر شد، گزینه انتقال به تثبیت خزشی (و نه تنها در قسمت بالای بخش) وجود دارد. در اینجا لازم به ذکر است که خاک های دارای مقاومت ساختاری بسیار متنوع هستند: برخی ممکن است در حالت دو فاز غیر اشباع باشند، برخی دیگر ممکن است دارای ضریب حساسیت بسیار بالایی به تنش مکانیکی و تمایل به خزش باشند، برخی دیگر به دلیل انسجام قابل توجهی هستند. سیمان، چهارم به سادگی کاملاً قوی هستند، خاکهای رسی کاملاً اشباع از آب که در اعماق کم ایجاد می شوند.

نتایج مطالعات برای اولین بار امکان ارزیابی یکی از مهم ترین شاخص های وضعیت اولیه خاک در منطقه تومسک - استحکام ساختاری آن را که در محدوده بسیار وسیعی بالاتر از منطقه هوادهی متغیر است، ممکن ساخت. در هر محل کار قبل از آزمایش برای تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی خاک تعیین شود. تجزیه و تحلیل داده های به دست آمده نشان داد که تغییرات در شاخص OCRدر عمق کمتر از 20-30 متر اهمیت کمتری دارند، خاک ها معمولاً فشرده می شوند، اما هنگام تعیین ویژگی های مکانیکی خاک باید استحکام ساختاری آنها را نیز در نظر گرفت. استفاده از نتایج تحقیق در آزمایش های فشاری و برشی و همچنین تعیین وضعیت آشفته نمونه های با ساختار طبیعی توصیه می شود.

داوران:

Savichev O.G.، دکترای علوم زمین شناسی، استاد گروه هیدروژئولوژی، زمین شناسی مهندسی و هیدروژئواکولوژی موسسه منابع طبیعی دانشگاه پلی تکنیک تومسک، تومسک.

پوپوف V.K.، دکترای زمین شناسی و ریاضیات، استاد گروه هیدروژئولوژی، زمین شناسی مهندسی و هیدروژئواکولوژی موسسه منابع طبیعی دانشگاه پلی تکنیک تومسک، تومسک.

پیوند کتابشناختی

Kramarenko V.V.، Nikitenkov A.N.، Molokov V.Yu. در مورد استحکام ساختاری خاکهای رسی در قلمرو منطقه تامسک // مسائل معاصرعلم و آموزش - 2014. - شماره 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14703 (تاریخ دسترسی: 01.02.2020). مجلات منتشر شده توسط انتشارات "آکادمی تاریخ طبیعی" را مورد توجه شما قرار می دهیم.

در بالا، تغییر شکل خاکی را در نظر گرفتیم که استحکام ساختاری ندارد، یعنی تحت تأثیر فشار کوچک متراکم شده است. این پدیده معمولاً مشخصه خاکهای بسیار ضعیف است.

در بیشتر موارد، خاک های طبیعی با فشار لایه های پوشاننده متراکم می شوند. در نتیجه تراکم، ذرات خاک نزدیک شدند و پیوندهای کلوئیدی آب بین آنها ایجاد شد. در فرآیند وجود طولانی مدت خاک در شرایط خاص، پیوندهای کریستالیزه شکننده نیز می تواند در آنها ایجاد شود. در مجموع این پیوندها به خاک مقداری استحکام می بخشد که به آن می گویند استحکام ساختاریخاک pstr.

در فشار کمتر از مقاومت سازه ( پ

هنگامی که توسط پیوندهای کلوئیدی آب و کریستالیزاسیون درک می شود، تراکم عملاً ایجاد نمی شود. فقط زمانی که p>p strتراکم خاک رخ می دهد. تعیین مقدار دقیق استحکام سازه دشوار است، زیرا نقض جزئی ساختار خاک در حین نمونه برداری اتفاق می افتد، علاوه بر این، هنگامی که نمونه فشرده می شود، تخریب سازه ابتدا در نقاط پر تنش ذره رخ می دهد. تماس حتی در فشارهای پایین با افزایش فشار، تخریب در نقاط تماس به سرعت افزایش می یابد و فرآیند به مرحله تراکم خاک در کل حجم نمونه می رود (شکل 3.4.a.).

برنج. 3.4. منحنی های فشاری خاک با مقاومت ساختاری در سیستم مختصات ساده (a) و نیمه لگاریتمی (b).

شروع فشرده سازی اولیه خاک هنگام استفاده از منحنی فشرده سازی که در مختصات نیمه لگاریتمی ساخته شده است به وضوح آشکار می شود (شکل 3.4.b). در این حالت منحنی فشرده سازی اولیه مستقیم خواهد بود SD. ادامه این خط مستقیم تا تقاطع با خط افقی (خطوط) اتحادیه اروپا"مربوط به مقدار ضریب تخلخل اولیه است e o، به شما امکان می دهد مقدار را پیدا کنید p o، که می تواند به عنوان ارزش مقاومت سازه در نظر گرفته شود.

استحکام ساختاری خاک را می توان با نتایج حاصل از تغییرات فشار جانبی خاک هنگام آزمایش آن در دستگاه تراکم سه محوری (طبق گفته E.I. Medkov) یا در لحظه ایجاد فشار در آب منفذی تعیین کرد.

معادله منحنی تراکم را می توان با تقریبی معین، همانطور که توسط ک. ترزاقی نشان داده شده است، به شکل یک وابستگی لگاریتمی نشان داد:

, (3.11)