Suvremeni problemi znanosti i obrazovanja. Bilješke s predavanja o strukturnoj čvrstoći o mehanici tla

Veličina strukturne čvrstoće tla je vrlo važna karakteristika tla. Njegova se vrijednost može odrediti iz krivulje kompresije neporemećene strukture, ispitivanjem tla (do postizanja strukturne čvrstoće) s vrlo malim koracima opterećenja (približno 0,002-0,010 MPa), tada će oštar prekid krivulje kompresije odgovarati strukturnoj čvrstoći kompresije tla. Vrijednost tlaka koja odgovara točki sjecišta krivulje s osi tlaka jednaka je vrijednosti tlačne čvrstoće konstrukcije.

Crtanje a) relativna kompresija vodom zasićenog tla ovisno o tlaku p, b) relativna kompresija glinenog tla s djelomičnim raspadanjem ovisno o tlaku.

Zakon zbijenosti tla: promjena poroznosti tla upravno je proporcionalna promjeni tlaka.

13. Ovisnost kompresije tijekom volumetrijske kompresije

Koeficijent poroznosti se mijenja e tlo pod tlačnom kompresijom u općem slučaju ovisit će ne samo o veličini vertikale normalna naprezanja Ali i od vodoravne i

Odredimo zbroj glavnih naprezanja u slučaju kompresije sloja tla bez mogućnosti njegovog bočnog širenja, ističući elementarni paralepiped, koji će u uvjetima ovog problema doživjeti samo više normalnih (glavnih) naprezanja

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

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

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

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

Većina glinenih tla ima strukturnu čvrstoću, a voda u porama tih tla sadrži plin u otopljenom obliku. Ova se tla mogu smatrati dvofaznim tijelom koje se sastoji od skeleta i tlačne vode u porama. Ako je vanjski tlak manji od konstrukcijske čvrstoće tla P stranica . , tada se ne događa proces zbijanja tla, već će postojati samo male elastične deformacije. Što je veća strukturna čvrstoća tla, manje će se primijenjeno opterećenje prenijeti na pornu vodu. Ovo je također olakšano stlačivošću pore vode s plinom.

U početnom trenutku dio vanjskog tlaka će se prenijeti na pornu vodu, uzimajući u obzir čvrstoću kostura tla i stlačivost vode P w o - početni porni tlak u tlu zasićenom vodom pod opterećenjem R. U ovom slučaju, koeficijent početnog pornog tlaka

U ovom slučaju, početni napon u skeletu tla:

pz 0 = P – P w O. (5,58)

Relativna trenutna deformacija skeleta tla

 0 = m v (P – P w O). (5,59)

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

 w = m w P w O n , (5.60)

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

Ako prihvatimo da u početnom razdoblju kod naprezanja P z volumen krutih čestica ostaje nepromijenjen, tada će relativna deformacija skeleta tla biti jednaka relativnoj deformaciji pore vode:

 0 =  w = . (5.61)

Izjednačujući desne strane (5.59) i (5.60), dobivamo

. (5.62)

Zamjena P w o u jednadžbu (5.57), nalazimo koeficijent početnog pornog tlaka

. (5.63)

Koeficijent volumetrijske stlačivosti vode u porama može se pronaći približnom formulom

, (5.64)

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

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

S obzirom na prethodno navedeno, formula (5.49) za određivanje slijeganja sloja tla u vremenu pod kontinuiranim jednoliko raspodijeljenim opterećenjem, uzimajući u obzir strukturnu čvrstoću i stlačivost tekućine koja sadrži plin, može se napisati na sljedeći način:

. (5.65)

Sl.5.14. Dijagrami vertikalnih pritisaka u sloju tla pri kontinuiranom opterećenju, uzimajući u obzir čvrstoću konstrukcije

Značenje N određena formulom (5.46). Istodobno, koeficijent konsolidacije

.

Slične promjene mogu se napraviti u formulama (5.52), (5.53) za određivanje slijeganja tijekom vremena, uzimajući u obzir strukturnu čvrstoću i kompresibilnost tekućine koja sadrži plin za slučajeve 1 i 2.

5.5. Utjecaj početnog nagiba glave

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

Razmotrite konačno slijeganje sloja tla s debljinom h(Sl.5.15), koji ima početni gradijent ja 0 i opterećen jednoliko raspodijeljenim opterećenjem. Filtriranje vode je dvosmjerno (gore i dolje).

U prisustvu početnog gradijenta od vanjskog opterećenja R u svim točkama po dubini sloja u pornoj vodi postoji tlak jednak P/ w ( w - specifična gravitacija voda). Na dijagramu prekomjernog tlaka, početni gradijent će biti predstavljen tangensom kuta ja:

R
je.5.15. Shema zbijanja tla u prisutnosti početnog gradijenta tlaka: a - zona zbijanja ne doseže dubinu; b - zona zbijenosti proteže se cijelom dubinom, ali je zbijenost nepotpuna

tg ja = ja 0 . (5.66)

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

, (5.67)

Ovdje z max< 0,5h. U ovom slučaju talog je

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

Zamjena vrijednosti z max u (5.68), dobivamo

. (5.69)

Za slučaj prikazan na sl. 5.15, b, nacrt se određuje formulom

. (5.70)

Kada trebate uzeti u obzir mnoge čimbenike. Posebnu pozornost treba obratiti na sastav, a neke od njegovih vrsta mogu se spustiti kada se vlažnost poveća u napetosti pod vlastitom težinom ili vanjskim opterećenjem. Otuda i naziv ovih tla – „slijeganja". Razmotrite dalje njihove značajke.

Vrste

Kategorija koja se razmatra uključuje:

• Lesna tla (suspes i les).
• Gline i ilovače.
• Odvojene vrste pokrovnih gnojnica i ilovače.
• Masovni industrijski otpad. To uključuje, posebice, pepeo, rešetkastu prašinu.
• Prašnjav glinena tla s visokom strukturnom čvrstoćom.

Specifičnost

Na početno stanje organizacija građenja potrebno je provesti studiju o sastavu tla na lokaciji kako bi se identificirali vjerojatni deformacije. Njihova pojava zbog osobitosti procesa nastanka tla. Slojevi su u nedovoljno zbijenom stanju. U lesnom tlu takvo stanje može trajati cijelo vrijeme njegovog postojanja.

Povećanje opterećenja i vlažnosti obično uzrokuje dodatno zbijanje u donjim slojevima. Međutim, budući da će deformacija ovisiti o snazi ​​vanjskog utjecaja, ostat će nedovoljna zbijenost sloja u odnosu na vanjski tlak veći od naprezanja vlastite mase.

Mogućnost učvršćivanja slabih tla određuje se u laboratorijskim ispitivanjima omjerom smanjenja čvrstoće kada se navlaži prema pokazatelju efektivnog tlaka.

Svojstva

Osim premale zbijenosti, slijeganje tla karakterizira niska prirodna vlažnost, prašnjavi sastav i visoka strukturna čvrstoća.

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

Čvrstoća konstrukcije

To je uglavnom zbog cementacijske adhezije. Što više vlage ulazi u zemlju, to je snaga manja.

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

Rukohvat zasićen vlagom slijeganje tla određena utjecajem sile molekularne privlačnosti. Ova vrijednost ovisi o stupnju gustoće i sastavu zemlje.

Karakteristika procesa

Spuštanje je složen fizički i kemijski proces. Očituje se u obliku zbijanja tla zbog kretanja i gušćeg (kompaktnijeg) zbijanja čestica i agregata. Zbog toga se ukupna poroznost slojeva smanjuje na stanje koje odgovara razini djelujućeg tlaka.

Povećanje gustoće dovodi do nekih promjena u individualnim karakteristikama. Nakon toga, pod utjecajem pritiska, zbijanje se nastavlja, odnosno čvrstoća se nastavlja povećavati.

Uvjeti

Da bi došlo do povlačenja potrebno je:

• Opterećenje od temelja ili vlastite mase, koja će, kada je mokra, nadvladati kohezivne sile čestica.
• Dovoljna razina vlažnosti. Pridonosi smanjenju snage.

Ovi faktori moraju djelovati zajedno.

Vlažnost određuje trajanje deformacije slijeganja tla. U pravilu se događa u relativno kratkom vremenu. To je zbog činjenice da je zemlja pretežno u stanju niske vlažnosti.

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

Metode određivanja gustoće tla

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

• Jedna krivulja s analizom jednog uzorka i njegovim namakanjem u završnoj fazi djelovanja opterećenja. Ovom metodom moguće je odrediti stišljivost tla pri zadanoj ili prirodnoj vlažnosti, kao i relativnu sklonost deformaciji pod određenim pritiskom.
• Dvije krivulje s ispitivanjem 2 uzorka s istim stupnjem gustoće. Jedan se proučava pri prirodnoj vlažnosti, drugi - u zasićenom stanju. Ova metoda omogućuje određivanje kompresivnosti pod punom i prirodnom vlagom, relativnu tendenciju deformacije kada se opterećenje mijenja od nule do krajnje.
• Kombinirano. Ova metoda je modificirana kombinacija prethodne dvije. Ispitivanje se provodi na jednom uzorku. Prvo se ispituje u prirodnom stanju na tlak od 0,1 MPa. Korištenje kombinirane metode omogućuje vam analizu istih svojstava kao i metoda 2 krivulje.

Važne točke

Tijekom testiranja u mjerači gustoće tla kada koristite bilo koju od gore navedenih opcija, potrebno je uzeti u obzir da rezultate studija karakterizira značajna varijabilnost. S tim u vezi, neki pokazatelji, čak i pri ispitivanju jednog uzorka, mogu se razlikovati za 1,5-3, au nekim slučajevima i za 5 puta.

Takve značajne fluktuacije povezane su s mala veličina uzoraka, heterogenost materijala zbog karbonatnih i drugih inkluzija ili prisutnost velikih pora. Za rezultate su važne i neizbježne pogreške u studiji.

Čimbenici utjecaja

Tijekom brojnih istraživanja utvrđeno je da pokazatelj sklonosti tla slijeganju uglavnom ovisi o:

• Pritisak.
• Stupnjevi gustoće tla pod prirodnom vlagom.
• Sastav slijeganje tla.
• Razina vlažnosti.

Ovisnost o opterećenju ogleda se u krivulji, prema kojoj, s povećanjem indikatora, vrijednost relativne sklonosti promjeni prva također doseže svoju maksimalnu vrijednost. S naknadnim povećanjem tlaka, počinje se približavati nuli.

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

Ovisnost je uzrokovana činjenicom da u procesu opterećenja slijeganja tla prirodnom zasićenošću na određenoj razini počinje uništavanje strukture. U ovom slučaju, zabilježena je oštra kompresija bez promjene zasićenosti vodom. Deformacija tijekom povećanja tlaka nastavit će se sve dok sloj ne dosegne svoje ekstremno gusto stanje.

Ovisnost o sastavu tla

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

Početni pritisak

Na projektiranje temelja za zgrade i građevine izračunava se opterećenje konstrukcija na tlo. U ovom slučaju određuje se početni (minimalni) tlak, pri kojem počinje deformacija pri punoj zasićenosti vodom. Narušava prirodnu strukturnu čvrstoću tla. To dovodi do činjenice da je normalan proces zbijanja poremećen. Te su promjene, pak, popraćene restrukturiranjem i intenzivnim zbijanjem.

S obzirom na navedeno, čini se da bi u fazi projektiranja pri organizaciji izgradnje vrijednost početnog tlaka trebala biti blizu nule. Međutim, u praksi to nije tako. Navedeni parametar treba koristiti tako da se debljina izračuna prema Opća pravila nepovlačenje.

Svrha indikatora

Početni pritisak koristi se u razvoju projekata temelji na slijeganim tlima za određivanje:

• Procijenjeno opterećenje pri kojem neće biti promjena.
• Veličina zone unutar koje će se dogoditi zbijanje od mase temelja.
• Potrebna dubina deformacije tla ili debljina jastuka tla, koja u potpunosti isključuje deformaciju.
• Dubina od koje počinju promjene mase tla.

Početna vlažnost

Naziva se pokazateljem pri kojem tla u napregnutom stanju počinju popuštati. Kao normalna vrijednost pri određivanju početne vlažnosti uzima se komponenta od 0,01.

Metoda određivanja parametra temelji se na kompresijskim laboratorijskim ispitivanjima. Za studiju je potrebno 4-6 uzoraka. Koristi se metoda dviju krivulja.

Jedan uzorak se ispituje pri prirodnoj vlažnosti uz opterećenje do maksimalnog tlaka u odvojenim fazama. Njime se tlo natapa dok se slijeganje ne stabilizira.

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

Ovlaživanje preostalih uzoraka provodi se do pokazatelja koji dijele granicu vlage od početne do pune zasićenosti vodom u relativno jednake intervale. Zatim se ispituju u kompresijskim uređajima.

Povećanje se postiže ulijevanjem izračunatog volumena vode u uzorke uz daljnje držanje 1-3 dana do stabilizacije razine zasićenja.

Karakteristike deformacije

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

Modul deformacije služi za izračunavanje vjerojatnih pokazatelja slijeganja temelja i njihove neravnine. Obično je definiran u uvjeti na terenu. Za to se uzorci tla ispituju statičkim opterećenjem. Na vrijednost modula deformacije utječu vlažnost, razina gustoće, strukturna kohezija i čvrstoća tla.

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

Koeficijent varijabilnosti stišljivosti

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

Usporedba koeficijenata dobivenih terenskim i laboratorijskim istraživanjima pokazuje da je razlika među njima beznačajna. Ona je u rasponu od 0,65-2 puta. Stoga je za praktičnu primjenu dovoljno pokazatelje odrediti u laboratoriju.

Koeficijent varijabilnosti uglavnom ovisi o tlaku, vlažnosti i stupnju njezina povećanja. S povećanjem tlaka, indikator se povećava, s povećanjem prirodne vlažnosti, smanjuje se. Kada je potpuno zasićen vodom, koeficijent se približava 1.

Karakteristike čvrstoće

To su kut unutarnjeg trenja i specifična kohezija. Oni ovise o strukturnoj čvrstoći, razini zasićenosti vodom i (u manjoj mjeri) gustoći. S povećanjem vlažnosti, adhezija se smanjuje za 2-10 puta, a kut - za 1,05-1,2. S povećanjem strukturne čvrstoće, pojačava se adhezija.

Vrste slijeganja tla

Ima ih ukupno 2:

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

Vrsta slijeganja koristi se pri ocjeni uvjeta građenja, izradi mjera protiv slijeganja, projektiranju temelja, temelja i same zgrade.

dodatne informacije

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

Tijekom hitnog namakanja, tlo pada unutar granica deformabilne zone prilično brzo - unutar 1-5 cm / dan. Nakon prestanka opskrbe vlagom, nakon nekoliko dana, pad se stabilizira.

Ako je do početnog namakanja došlo unutar granica dijela zone deformacije, sa svakim sljedećim zasićenjem vodom dolazi do slijeganja sve dok se cijela zona potpuno ne smoči. Sukladno tome, povećavat će se s povećanjem opterećenja na tlu.

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

1

Rad je posvećen karakterizaciji početnog stanja disperznih tla – njihovoj strukturnoj čvrstoći. Poznavanje njegove varijabilnosti omogućuje određivanje stupnja zbijenosti tla i, eventualno, značajke povijesti njegovog formiranja u određenoj regiji. Procjena i razmatranje ovog pokazatelja tijekom ispitivanja tla od najveće je važnosti u određivanju karakteristika njihovih fizičkih i mehaničkih svojstava, kao iu daljnjim proračunima slijeganja temelja građevina, što se slabo odražava u regulatornim dokumentima i malo se koristi. u praksi inženjersko-geoloških istraživanja. U radu su ukratko prikazane najčešće grafičke metode za određivanje indeksa na temelju rezultata tlačnih ispitivanja, rezultata laboratorijskih istraživanja strukturne čvrstoće raspršenih tla na području Tomske regije. Otkrivaju se odnosi između strukturne čvrstoće tla i dubine njihove pojave, stupnja njihove zbijenosti. Dane su kratke preporuke o korištenju indikatora.

Strukturna čvrstoća tla

tlak predbrtvljenja

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

2. GOST 12248–2010. tla. Metode laboratorijskog određivanja svojstava čvrstoće i deformabilnosti.

3. GOST 30416–2012. tla. Laboratorijska ispitivanja. Opće odredbe.

4. Kudryashova E.B. Obrasci formiranja prekonsolidiranih glinenih tala: Cand. kand. Geološko-minerološke znanosti: 25.00.08. - M., 2002. - 149 str.

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

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

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

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

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

10. Boone J. Kritička ponovna procjena tumačenja ''pritiska pretkonsolidacije'' korištenjem testa edometra // Can. geotehnologija. J. - 2010. - Vol. 47.-str. 281–296 (prikaz, stručni).

11. Boone S.J. & Lutenegger A.J. Karbonati i cementacija ledenjačkih kohezivnih tala u državi New York i južnom Ontariju, Can. Geotech - 1997. - Vol 34. - str. 534–550 (prikaz, stručni).

12. Burland, J.B. Trideseto Rankineovo predavanje: O stlačivosti i smičnoj čvrstoći prirodnih glina // Géotechnique. - 1990. - Vol 40, br. 3. – str. 327–378 (prikaz, stručni).

13 Burmister, D.M. Primjena kontroliranih ispitnih metoda u konsolidacijskom ispitivanju. Simpozij o ispitivanju konsolidacije tla // ASTM. STP 126. - 1951. - Str. 83–98 (prikaz, ostalo).

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

15. Casagrande, A. Određivanje pretkonsolidacijskog opterećenja i njegovo praktično značenje. // U zborniku radova prve međunarodne konferencije o mehanici tla i temeljenju. Tiskara Harvarda, Cambridge, Massachusetts. - 1936. - God. 3.- str. 60–64 (prikaz, stručni).

16. Chen, B.S.Y., Mayne, P.W. Statistički odnosi između piezokonusnih mjerenja i povijesti naprezanja glina // Canadian Geotechnical Journal. - 1996. - Vol. 33-str. 488-498 (prikaz, ostalo).

17. Chetia M, Bora P K. Procjena prekonsolidiranog omjera zasićenih necementiranih glina iz jednostavnih parametara // Indian Geotechnical Journal. - 1998. - Vol. 28, broj 2. – str. 177-194 (prikaz, ostalo).

18. Christensen S., Janbu N. Ispitivanja edometrom – primarni zahtjev u praktičnoj mehanici tla. // Proceedings Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - Vol. 2, #9. – str. 449-454 (prikaz, ostalo).

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L. i Stephenson, R. Procjena metoda određivanja naprezanja prije konsolidacije // Instrumentacija, ispitivanje i modeliranje ponašanja tla i stijena. – 2011. – str. 147–154 (prikaz, stručni).

20. Dias J. i sur. Učinci prometa na pretkonsolidacijski pritisak tla zbog žetve eukaliptusa // Sci. poljoprivredni. - 2005. - Vol. 62, broj 3. – str. 248-255 (prikaz, ostalo).

21. Dias Junior, M.S.; Pierce, F.J. Jednostavan postupak za procjenu predkonsolidacijskog tlaka iz tlačnih krivulja. // Tehnologija tla. - Amsterdam, 1995. - Vol.8, br.2. – str. 139–151 (prikaz, stručni).

22. Einav, I; Carter, JP. O konveksnosti, normalnosti, pretkonsolidacijskom pritisku i singularnostima u modeliranju zrnatih materijala // Granular Matter. - 2007. - Vol. 9, #1-2. – str. 87-96 (prikaz, ostalo).

23. Grgur, A.S. et al. Izračun indeksa kompresije i pretkompresijskog naprezanja iz podataka ispitivanja kompresije tla // Soil and Tillage Research, Amsterdam. - 2006. - Vol. 89, #1. – str. 45–57 (prikaz, stručni).

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

25. Iori, Piero i sur. Usporedba terenskih i laboratorijskih modela nosivosti plantaža kave // ​​Ciênc. agrotec. - 2013. Vol. 2, #2. – str. 130-137 (prikaz, ostalo).

26. Jacobsen, H.M. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // In Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, svibanj 1992. Aalborg, Danska. Bilten Danskog geotehničkog društva. - 1992. Vol. 2, broj 9. - str. 455–460 (prikaz, stručni).

27. Janbu, N. Koncept otpora primijenjen na deformaciju tla // U zborniku 7. međunarodne konferencije o mehanici tla i temeljnom inženjerstvu, Mexico City, 25. – 29. kolovoza 1969. A.A. Balkema, Rotterdam, Nizozemska. - 1969. - Vol. 1.-str. 191–196 (prikaz, stručni).

28. Jolanda L. Karakterizacija naprezanja i deformacija Seebodenlehma // 250 Seiten, broschier. - 2005. - 234 str.

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

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Svojstva čvrstoće i deformacije tercijarne gline u muzeju Moesgaard // Sveučilište Aalborg Department of Civil Engineering Sohngaardsholmsvej 57 DK-9000 Aalborg, Danska. – 2010. – str. 1–13.

31. Kontopoulos, Nikolaos S. Učinci poremećaja uzorka na pretkonsolidacijski tlak za normalno konsolidirane i prekomjerno konsolidirane gline Massachusetts Institute of Technology. // Dubina. inženjerstva građevinarstva i zaštite okoliša. - 2012. - 285s.

32. Ladd, C. C. Analiza slijeganja kohezivnih tla // Soil Publication 272, MIT, Odsjek za građevinarstvo, Cambridge, Massačusets. - 1971. - 92 str.

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

34. Mesri, G. i A. Castro. Cα/Cc koncept i Ko tijekom sekundarne kompresije // ASCE J. Geotehničko inženjerstvo. - 1987. Vol. 113, broj 3. – str. 230-247 (prikaz, ostalo).

35. Nagaraj T. S., Shrinivasa Murthy B. R., Vatsala A. Predviđanje ponašanja tla – dio ii – zasićeno necementirano tlo // Canadian Geotechnical Journal. - 1991. - Vol. 21, broj 1. – str. 137-163 (prikaz, stručni).

36. Oikawa, H. Krivulja kompresije mekog tla // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1987. - Vol. 27, broj 3. – str. 99-104 (prikaz, ostalo).

37. Onitsuka, K., Hong, Z., Hara, Y., Shigeki, Y. Interpretacija podataka testa edometra za prirodne gline // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1995. - Vol. 35, broj 3.

38. Pacheco Silva, F. Nova grafička konstrukcija za određivanje predkonsolidacijskog naprezanja uzorka tla // U Zborniku radova 4. brazilske konferencije o mehanici tla i temeljnom inženjerstvu, Rio de Janeiro, kolovoz 1970. - Vol. 2, #1. – str. 225–232 (prikaz, stručni).

39. Paul W. Mayne, Barry R. Christopher i Jason De Jong. Priručnik o podzemnim istraživanjima // National Highway Institute, Federal Highway Administration Washington, DC. - 2001. - 305p.

40. Sallfors, G. Prekonsolidacijski tlak mekih, visokoplastičnih glina. - Goteborg. Geotehnički odjel Tehnološkog sveučilišta Chalmers. - 231 str.

41. Schmertmann, J. H., Neometano konsolidacijsko ponašanje gline, Transakcija, ASCE. - 1953. - God. 120.- str. 1201.

42. Schmertmann, J., H. Smjernice za testove penetracije konusa, izvedbu i dizajn. // Američka savezna uprava za autoceste, Washington, DC, Izvješće, FHWATS-78-209. – 1978. – str. 145.

43. Semet C., Ozcan T. Određivanje pretkonsolidacijskog tlaka s umjetnom neuronskom mrežom // Građevinarstvo i sustavi zaštite okoliša. - 2005. - Vol. 22, broj 4. - str. 217–231 (prikaz, stručni).

44. Senol A., Saglamer A. Određivanje tlaka pretkonsolidacije s novom metodom deformacije energije-log stresa // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. - 2000. - Vol. 5.

45. Senol, A. Zeminlerde On. Određivanje pretkonsolidacijskog tlaka: doktorska disertacija, Institut za znanost i tehnologiju. - Istanbul, Turska. – 1997. – str. 123.

46. ​​​​Solanki C.H., Desai M.D. Prekonsolidacijski pritisak iz indeksa tla i svojstava plastičnosti // 12. međunarodna konferencija Međunarodnog udruženja za računalne metode i napredak u geomehanici. – Goa, Indija. – 2008. (monografija).

47. Sully, J.P., Campenella, R.G. i Robertson, P.K. Interpretacija pornog tlaka prodiranja za procjenu povijesti naprezanja glina // Proceedings of the first International symposium on Penetration testing. — Orlando. - 1988. - Vol.2 - str. 993-999 (prikaz, ostalo).

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

49. Thøgersen, L. Učinci eksperimentalnih tehnika i osmotskog tlaka na izmjereno ponašanje tercijarne ekspanzivne gline: Ph. Diplomski rad, Laboratorij za mehaniku tla, Sveučilište u Aalborgu. - 2001. - Vol. 1.

50. Wang, L. B., Frost, J. D. Metoda disipirane energije deformacije za određivanje tlaka predkonsolidacije // Canadian Geotechnical Journal. - 2004. - Vol. 41, broj 4. – str. 760-768 (prikaz, ostalo).

strukturalna čvrstoća pstr nazvana čvrstoća, zbog prisutnosti strukturnih veza i karakterizirana stresom, na koji se uzorak tla, kada je opterećen vertikalnim opterećenjem, praktički ne deformira. Budući da zbijanje počinje pri naprezanjima u tlu koja prelaze njegovu strukturnu čvrstoću i pri ispitivanju tla, podcjenjivanje ovog pokazatelja dovodi do pogrešaka u određivanju vrijednosti drugih karakteristika mehaničkih svojstava. Važnost definiranja indikatora pstr već dugo se slavi, kao N.A. Tsytovich - “... uz uobičajene pokazatelje svojstava deformacije i čvrstoće slabih glinenih tla, kako bi se procijenilo ponašanje ovih tla pod opterećenjem i utvrdilo ispravno predviđanje veličine slijeganja građevina podignutih na njima , tijekom istraživanja potrebno je odrediti čvrstoću konstrukcije pstr". Pojava u ispitivanju stupnja zbijenosti tla važna je za predviđanje slijeganja projektirane građevine, jer slijeganje na prezbijenim tlima može biti četiri i više puta manje nego na normalno zbijenim tlima. Za vrijednosti koeficijenta prekomjerne konsolidacije OCR > 6, koeficijent bočnog pritiska tla u mirovanju K oko može premašiti 2, što se mora uzeti u obzir pri proračunu podzemnih građevina.

Kao što je navedeno u radu: „U početku, tijekom procesa sedimentacije i formiranja i kasnijeg zbijanja morskih, jezerskih, aluvijalnih, deltaskih, eolskih i fluvijalnih naslaga pijeska, silta i gline, prevladavaju uvjeti normalne zbijenosti. Međutim, većina tla na Zemlji postala je blago/umjereno/jako prekomjerno konsolidirana kao rezultat različitih fizičkih, ekoloških, klimatskih i toplinskih procesa tijekom mnogo tisuća do milijuna godina. Ovi mehanizmi prekomjerne konsolidacije i/ili vidljivog prednaprezanja uključuju: površinsku eroziju, trošenje, podizanje razine mora, povećanje razine mora podzemne vode, glacijacija, ciklusi smrzavanja i odmrzavanja, opetovano vlaženje/isparavanje, isušivanje, gubitak mase, seizmička opterećenja, ciklusi plime i oseke i geokemijski utjecaji.” Tema određivanja zbijenosti tla još uvijek je vrlo aktualna i nalazi se u publikacijama s gotovo svih kontinenata. U radu se razmatraju čimbenici i pokazatelji koji određuju prezbijeno ili premalo zbijeno stanje glinenih tla, uzroci i utjecaj na fizikalne i mehaničke parametre ovako jake cementacije. Rezultati određivanja pokazatelja također imaju široku primjenu u praksi, počevši od proračuna slijeganja temelja građevina; očuvanje prirodne strukture uzoraka namijenjenih laboratorijskom ispitivanju; na vrlo specifične teme, predviđanje zbijanja tla u plantažama eukaliptusa i kave uspoređujući njihovu strukturnu čvrstoću s opterećenjem od strojeva.

Poznavanje vrijednosti indikatora pstr i njihova varijabilnost s dubinom karakteriziraju značajke sastava, veza i strukture tla, uvjete njihovog formiranja, uključujući povijest opterećenja. U tom smislu, od posebnog znanstvenog i praktičnog interesa su studije pstr V U različitim regijama, ova su istraživanja posebno važna na području zapadnog Sibira s debelim slojem sedimentnih naslaga. U regiji Tomsk provedena su detaljna istraživanja sastava i svojstava tla, zbog čega su teritorij grada Tomska i okolna područja dovoljno detaljno proučeni s inženjersko-geoloških pozicija. Istodobno, treba napomenuti da su tla proučavana posebno za izgradnju određenih objekata u skladu s važećim regulatornim dokumentima, koji ne sadrže preporuke za daljnju uporabu. pstr te ga sukladno tome ne uvrstiti u popis potrebnih karakteristika tla koje treba utvrditi. Stoga je svrha ovog rada odrediti strukturnu čvrstoću raspršenih tla i njezine promjene duž dionice u najaktivnije razvijenim i razvijenim područjima Tomske regije.

Ciljevi istraživanja uključivali su pregled i sistematizaciju metoda za dobivanje pstr, laboratorijska određivanja sastava tla i karakteristika glavnih fizikalno-mehaničkih svojstava, proučavanje varijabilnosti pstr s dubinom, usporedba čvrstoće konstrukcije s domaćim pritiskom.

Rad je obavljen tijekom inženjerskih i geoloških istraživanja za niz velikih objekata koji se nalaze u središnjim i sjeverozapadnim regijama Tomske regije, gdje je gornji dio sekcije predstavljen raznim stratigrafskim i genetskim kompleksima kvartara, paleogena i kredne stijene. Uvjeti njihove pojave, rasprostranjenosti, sastava, stanja ovise o starosti i genezi te stvaraju dosta heterogenu sliku, a po sastavu su proučavana samo disperzna tla u kojima prevladavaju glinoviti varijeteti polučvrste, tvrde i krutoplastične konzistencije. Za rješavanje postavljenih zadataka, bunari i jame ispitani su na 40 točaka, odabrano je više od 200 uzoraka raspršenog tla s dubine do 230 m. Ispitivanja tla provedena su u skladu s metodama navedenim u važećim regulatornim dokumentima. Određeni su: granulometrijski sastav, gustoća (ρ) , gustoća čvrstih čestica ( ρs) , gustoća suhog tla ( p d) , vlažnost ( w), sadržaj vlage glinastih tala, na granici valjanja i fluidnosti ( w L I wp), pokazatelji svojstva deformacije i čvrstoće; izračunati parametri stanja kao što je faktor poroznosti (e) poroznost, ukupni kapacitet vlage, za glinasta tla - broj plastičnosti i indeks tečenja, koeficijent zbijenosti tla OCR(kao omjer tlaka pred kompresijom ( p") na domaći pritisak na točki uzorkovanja) i druge karakteristike.

Pri izboru grafičkih metoda za određivanje indikatora pstr, osim metodaCasagrande Razmotrene su metode koje se koriste u inozemstvu za određivanje tlaka predzbijanja σ p ". Treba napomenuti da je u terminologiji geološkog inženjera "tlak prije zbijanja" ( Prekonsolidacija Stres) , počinje istiskivati ​​poznati koncept "strukturne čvrstoće tla", iako su metode za njihovo određivanje iste. Prema definiciji, strukturna čvrstoća tla je okomito naprezanje u uzorku tla, koje odgovara početku prijelaza elastičnih tlačnih deformacija na plastične, što odgovara pojmu Prinos Stres. U tom smislu, karakteristika utvrđena u testovima kompresije ne bi se trebala uzeti kao maksimalni tlak unutar "povijesne memorije" uzorka. Burland smatra da termin prinos stres je preciznije, a pojam pretkonsolidacija stres treba koristiti za situacije u kojima se veličina takvog pritiska može odrediti geološkim metodama. Slično tome, pojam Nad Konsolidacija Omjer (OCR) trebao bi se koristiti za opisivanje poznate povijesti stresova, inače izraz Prinos Stres Omjer (YSR) . U puno slučajeva Prinos Stres uzima se kao efektivno naprezanje prije zbijanja, iako je potonje tehnički povezano s mehaničkim popuštanjem naprezanja, dok prvo uključuje dodatne učinke zbog dijageneze, kohezije zbog organske tvari, omjera komponenata tla i njegove strukture, tj. je strukturna čvrstoća tla.

Stoga bi prvi korak prema identificiranju značajki formiranja tla trebao biti kvantitativno određivanje profila Prinos Stres, što je ključni parametar za odvajanje normalno zbijenog tla (s pretežno plastičnim odgovorom) od prekonsolidiranog tla (povezanog s pseudoelastičnim odgovorom). i strukturalna čvrstoća pstr, i tlak prethodnog sabijanja p" određuju se na isti način, kao što je navedeno, uglavnom laboratorijskim metodama na temelju rezultata ispitivanja kompresije (GOST 12248, ASTM D 2435 i ASTM D 4186). Mnogo je zanimljivih radova koji istražuju stanje tla, tlak prije zbijanja p" i metode za njegovo određivanje na terenu. Grafička obrada rezultata testova kompresije također je vrlo raznolika, u nastavku je dana Kratki opis u inozemstvu najčešće korištene metode za određivanje p ", koje treba koristiti za dobivanje pstr.

metodaCasagrande(1936) - najviše stara metoda za proračun čvrstoće konstrukcije i tlaka pred zbijanje. Temelji se na pretpostavci da tlo prolazi kroz promjenu čvrstoće od elastičnog odgovora na opterećenje do duktilnog odgovora u točki blizu tlaka prije sabijanja. Ova metoda dobro funkcionira kada postoji dobro definirana točka infleksije na grafu krivulje kompresije. oblika e - log σ"(Sl. 1a), kroz koju je iz koeficijenta poroznosti povučena tangenta i horizontala, a zatim simetrala između njih. Ravni dio kraja krivulje kompresije ekstrapolira se do sjecišta sa simetralom i dobiva se točka , što znači kada se projicira na os log σ", odgovara tlaku prekomjerne konsolidacije p"(ili strukturna čvrstoća). Metoda ostaje najčešće korištena u usporedbi s ostalima.

Burmister metoda(1951) - prikazuje zavisnost oblika ε-log σ", Gdje ε - relativna deformacija. Značenje p" određuje se u sjecištu okomice koja izlazi iz osi Dnevnik σ" kroz točku petlje histereze pri ponovljenom opterećenju uzorka, s tangentom na krajnji dio kompresijske krivulje (slika 1b).

Schemertmannova metoda(1953), ovdje se također koristi krivulja kompresije oblika e - log σ"(Slika 1c). Ispitivanja kompresije provode se sve dok se na krivulji ne dobije jasan ravni dio, zatim se rasterećuje na domaći tlak i ponovno opterećuje. Na grafikonu nacrtajte liniju paralelnu sa srednjom crtom krivulje dekompresije-rekompresije kroz točku domaćeg tlaka. Značenje p" određuje se povlačenjem okomice s osi log σ" kroz točku istovara, do sjecišta s paralelnom linijom. Od točke p" povući crtu dok se ne presječe s točkom na ravnom dijelu krivulje kompresije koja ima koeficijent poroznosti e\u003d 0,42. Rezultirajuća stvarna krivulja kompresije koristi se za izračunavanje omjera kompresije ili omjera zbijanja. Ova metoda je primjenjiva na mekim tlima.

metodaAkai(1960), prikazuje ovisnost koeficijenta puzanja εs iz σ" (Sl. 1d), koristi se, odnosno, za tla sklona puzanju. Krivulja konsolidacije predstavlja ovisnost relativne deformacije o logaritmu vremena i podijeljena je na dionicu procjedne konsolidacije i konsolidacije puzanjem. Akai je primijetio da se faktor puzanja proporcionalno povećava σ" do vrijednosti p ", i poslije p" Proporcionalno log σ".

Janbu metoda(1969) temelji se na pretpostavci da se tlak pred zbijanjem može odrediti iz grafikona kao što je ε - σ" . U Janbu metodi za gline s visokom osjetljivošću i niskom OCR tlak pred zbijanje može se odrediti iscrtavanjem krivulje opterećenje-deformacija pomoću linearne ljestvice. Drugi način Janbu je graf sekantnog modula deformacije E ili E 50 od efektivnih naprezanja σ" (Slika 1 e). I još jedna opcija Christensen-Janbu metoda(1969), predstavlja ovisnost oblika r - σ", dobivenih iz krivulja konsolidacije , Gdje t- vrijeme , r= dR/dt, R= dt/dε.

Sellforce metoda(1975) je ovisnost o obliku ε - σ" (Sl. 1f), uglavnom se koristi za CRS metodu. Os naprezanje-deformacija je odabrana u fiksnom omjeru na linearnoj skali, obično 10/1 za omjer naprezanja (kPa) i deformacije (%). Ovaj zaključak je donesen nakon niza terenskih ispitivanja, gdje je mjeren porni tlak pora i sedimenta. To znači da Sallforsova metoda za procjenu pritiska prekomjerne konsolidacije daje realnije vrijednosti od procjena napravljenih u terenskim ispitivanjima.

Pacheco Silva metoda(1970), čini se vrlo jednostavnim s obzirom na crtanje, također i forme e - Log σ"(Sl. 1 g) , daje točne rezultate pri ispitivanju mekih tla. Ova metoda ne zahtijeva subjektivnu interpretaciju rezultata i također je neovisna o skali. Široko korišten u Brazilu.

metodaButterfield(1979) temelji se na analizi ovisnosti volumena uzorka o efektivnom naprezanju oblika log(1+e) - log σ" ili ln (1+e) - ln σ"(Slika 1h). Metoda uključuje nekoliko različitih inačica gdje se tlak predzbijanja definira kao sjecište dviju linija.

Tavenasova metoda(1979), predlaže linearni odnos između energije deformacije i efektivnog naprezanja za dio testa rekompresije u grafu kao što je σ"ε - σ" (Slika 1n, na vrhu grafikona). Koristi se izravno na temelju krivulje kompresije bez uzimanja u obzir resetiranja dijela testa. Za konsolidiranije uzorke, dijagram naprezanja/deformacije sastoji se od dva dijela: prvi dio krivulje raste oštrije od drugog. Točka sjecišta dviju linija definirana je kao tlak predzbijanja.

Oikawa metoda(1987), predstavlja sjecište linija na grafu ovisnosti log(1+e) iz σ" -

Metoda Jose(1989), predstavlja ovisnost oblika log e - log σ" vrlo jednostavna metoda za procjenu tlaka pred zbijanje, metoda koristi sjecište dviju ravnih linija. To je izravna metoda i nema pogrešaka u određivanju položaja točke najveće zakrivljenosti. metodaSridharanetal. (1989) također je graf ovisnosti log(1+e) - log σ" za određivanje strukturnu čvrstoću gustih tala, pa tangenta siječe horizontalnu liniju koja odgovara početnom koeficijentu poroznosti, što daje dobre rezultate.

metodaBurland(1990) je graf ovisnosti indeks poroznostiIv od stresa σ" (Sl. 1 i). Indeks poroznosti određuje se formulom Iv= (e-e* 100)/(e* 100 -e* 1000), odnosno dl i slabija tla: Iv= (e-e* 10)/(e* 10 -e* 100), Gdje e* 10, e* 100 i e* 1000 koeficijenti poroznosti pri opterećenjima od 10, 100 i 1000 kPa (slika b) .

metodaJacobsen(1992), pretpostavlja se da je čvrstoća konstrukcije 2,5 σ do, Gdje σ do c je točka najveće zakrivljenosti na Casagrandeovom dijagramu, odnosno također ovisnost oblika e-dnevnik σ" (Slika 1 l).

Onitsuka metoda(1995), predstavlja sjecište linija na grafu ovisnosti log(1+e) iz σ" - efektivna naprezanja iscrtana na skali u logaritamskom mjerilu (decimalni logaritmi).

Van Zelst metoda(1997), na grafu ovisnosti o vrsti ε - log σ", nagib linije (ab) je paralelan s nagibom linije pražnjenja ( CD). Točka apscise ( b) je strukturna čvrstoća tla (slika 1m).

metodaBecker(1987), poput Tavenasove metode, određuje energiju deformacije za svako ispitno opterećenje kompresije koristeći odnos W- σ", gdje. Energija deformacije (ili, s druge strane, rad sile) brojčano je jednaka polovici umnoška veličine faktora sile i vrijednosti pomaka koja odgovara toj sili. Količina naprezanja koja odgovara ukupnom radu određuje se na kraju svakog povećanja napona. Ovisnost na grafu ima dva ravna odsječka, tlak prekomjerne konsolidacije bit će točka presjeka tih ravnih linija.

metodaStrain Energy-Log Stress(1997),Senol i Saglamer(2000 (Sl. 1n)), transformirano Beckerovim i/ili Tavenasovim metodama, je ovisnost oblika σ" ε - log σ", 1 i 3 presjeci su ravne linije, čija će sjecišna točka, kada se produži, biti strukturna čvrstoća tla.

metodaNagaraj & Shrinivasa Murthy(1991., 1994.), autori predlažu generalizirani odnos oblika log σ"ε - log σ"- predvidjeti veličinu predkonsolidacijskog tlaka za prezbijena zasićena nekonsolidirana tla. Metoda se temelji na Tavenas metodi i uspoređuje se s Senol metoda i dr. (2000.), ova metoda u posebnim slučajevima daje veći koeficijent korelacije.

Chetia i Bora metoda(1998), prvenstveno razmatra povijest opterećenja tla, njihove karakteristike i procjenu u smislu omjera prekomjerne konsolidacije (OCR), glavni cilj studije je uspostaviti empirijski odnos između OCR i omjera e/e L .

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

metodaWangiMraz, Raspršenanaprezanjeenergijametoda DSEM (2004) također se odnosi na energetske metode za proračun naprezanja. U usporedbi sa Energija naprezanja metoda, DSEM koristi disipiranu energiju deformacije i nagib ciklusa kompresije rasterećenja-ponovnog opterećenja kako bi se smanjio učinak slomljene strukture uzorka i eliminirao učinak elastične deformacije. Raspršena energija deformacije, s gledišta mikromehanike, izravno je povezana s ireverzibilnošću procesa konsolidacije. Korištenje nagiba krivulje kompresije u dijelu rasterećenja-ponovnog opterećenja simulira elastično ponovno opterećenje tijekom faze rekompresije i može minimizirati utjecaj poremećaja uzorka. Metoda manje ovisi o operateru od većine postojećih.

metoda Einavicarter(2007), također je graf forme e-logσ", A p" izražena složenijom eksponencijalnom ovisnošću .

Slučaj prijelaza tla u fazu konsolidacijskog puzanja nakon svladavanja p" opisan u radovima, ako se kraj djelovanja sljedećeg koraka opterećenja poklapa s krajem primarne konsolidacije i koeficijenta poroznosti na grafu ovisnosti e - log σ" vertikalno naglo pada, krivulja ulazi u fazu sekundarne konsolidacije. Prilikom rasterećenja, krivulja se vraća na krajnju točku primarne konsolidacije, stvarajući učinak pritiska prekomjerne konsolidacije. Postoji niz radova koji nude metode izračuna za određivanje pokazatelja p".

a) b) V)

G) e) e)

g) h) I)

Do) l) m)

m) O)

Metode:

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

Riža. Sl. 1. Sheme grafičke obrade rezultata tlačnih ispitivanja, korištenih za određivanje strukturne čvrstoće tla, različitim metodama

Općenito, grafičke metode za određivanje tlaka rekonsolidacije temeljene na rezultatima tlačnih ispitivanja mogu se podijeliti u četiri glavne skupine. Prva grupa rješenja uključuje ovisnosti koeficijenta poroznosti ( e)/gustoća (ρ) / relativno naprezanje ( ε )/promjena glasnoće ( 1+e) od efektivnih naprezanja (σ" ). Grafikoni se korigiraju logaritmiranjem jedne ili dvije od navedenih karakteristika, što dovodi do ispravljanja dijelova krivulje kompresije i željenog rezultata ( p") dobiva se križanjem ekstrapoliranih ispravljenih presjeka. Grupa uključuje metode Casagrandea, Burmistera, Schemertmanna, Janbua, Butterfielda, Oikawe, Josea, Sridharana i dr., Onitsuke i drugih. Druga grupa povezuje stope konsolidacije s efektivnim naprezanjima, to su metode: Akai, Christensen-Janbu i Thøgersen. Najjednostavniji i najtočniji su metode treće skupine - energetske metode analiza deformacije: Tavenas, Becker, Strain Energy-Log Stress, Nagaraj & Shrinivasa Murthy, Senol i Saglamer, Frost i Wang, i drugi. Becker i drugi procjenjuju linearni odnos između ukupne energije deformacije W a efektivni napon bez rasterećenja i ponovnog opterećenja. Zapravo, sve energetske metode prikazane su u prostoru. W- σ" , kao i Butterfieldova metoda se reproducira na terenu log(1+e)-log σ". Ako Casagrandeova metoda fokusira pritisak rekonsolidacije uglavnom na najzakrivljeniji dio grafikona, tada se energetske metode prilagođavaju sredini nagiba krivulje kompresije do p". Dio priznanja superiornosti ovih metoda je zbog njihove relativne novosti i spominjanja u razvoju i poboljšanju nove metode ove skupine koja se aktivno razvija. Četvrta skupina kombinira metode s nizom nestandardnih pristupa grafičkoj obradi krivulja, uključujući metode Jacobsena, Sellforsa, Pacheca Silve, Einava i Cartera itd. Na temelju analize dane u izvorima 10, 19, 22-24, 30, 31, 43-46] napominjemo da su najčešće grafičke metode Casagrande, Butterfield, Becker, Strain Energy-Log Stress, Sellfors i Pacheco Silva, u Rusiji se uglavnom koristi Casagrandeova metoda.

Treba napomenuti da ako, kako bi se utvrdilo YSR ( ili OCR) dovoljna je jedna vrijednost pstr ili p" , zatim pri odabiru ravnih dijelova krivulje kompresije prije i poslije pstr kod dobivanja karakteristika deformacije poželjno je dobiti dvije ključne točke: minimalnu pstr/min i maksimalno pstr / msjekira strukturna čvrstoća (slika 1a). Ovdje je moguće koristiti prijelomne točke tangentne na početnu i završnu dionicu ili koristiti metode Casagrandea, Sellforsa i Pacheca Silve. Kao smjernice za proučavanje parametara kompresije, također se preporučuje određivanje odgovarajućih minimalnih i maksimalnih pokazatelja čvrstoće konstrukcije fizička svojstva tlo: prvenstveno koeficijenti poroznosti i vlažnosti.

U ovom radu indikator pstrbio je dobiven prema standardnoj metodi navedenoj u GOST 12248 u kompleksu ASIS NPO Geotek. Za određivanje pstr prvi i sljedeći stupnjevi tlaka uzeti su jednaki 0,0025 MPa do početka kompresije uzorka tla, što se uzima kao relativna vertikalna deformacija uzorka tla e >0,005. Čvrstoća konstrukcije određen je početnim dijelom krivulje kompresije eja = f(lg σ" ), Gdje eja - koeficijent poroznosti pod opterećenjem ja. Točka jasnog loma krivulje nakon početnog ravnog dijela odgovara strukturnoj tlačnoj čvrstoći tla. Grafička obrada rezultata također je provedena klasičnim metodama Casagrandea i Beckera. . Rezultati određivanja pokazatelja prema GOST 12248 i metodama Casagrande i Becker međusobno dobro koreliraju (koeficijenti korelacije r=0,97). Bez sumnje, znajući vrijednosti unaprijed, možete dobiti najtočnije rezultate koristeći obje metode. Zapravo, metoda Beckeru se činilo nešto težim pri odabiru tangente na početku grafa (slika 1m).

Prema laboratorijskim podacima, vrijednosti se mijenjaju pstr od 0 do 188 kPa za ilovače, za gline do 170, za pjeskovite ilovače do 177. Maksimalne vrijednosti zabilježene su, naravno, u uzorcima uzetim s velikih dubina. Također je otkrivena ovisnost promjene indikatora s dubinom. h(r = 0,79):

pstr = 19,6 + 0,62· h.

Analiza varijabilnosti OSR(Sl. 2) pokazalo je da su tla ispod 20 m normalno zbijena, tj. čvrstoća konstrukcije ne premašuje ili malo premašuje unutarnji tlak ( OCR ≤1 ). Na lijevoj obali rijeke Ob u intervalima od 150-250 m, polukamenita i kamenita tla čvrsto cementirana sideritom, getitom, kloritom, leptokloritom i cementom, kao i disperzna tla visoke strukturne čvrstoće veće od 0,3 MPa, ispod i međusloja manje utjecaj cementacije na strukturnu čvrstoću tla, što je potvrđeno sistematizacijom sličnih stvarnih materijala u radu. Prisutnost trajnijih tla uzrokovala je veliki raspon vrijednosti u ovom intervalu, tako da njihovi pokazatelji nisu uključeni u grafikon ovisnosti OSR iz dubine, kao netipično za cijelo područje. Za gornji dio presjeka treba napomenuti da je raspršenost vrijednosti indeksa mnogo veća - do visoko zbijenih (slika 2), budući da se tla zone prozračivanja često nalaze u polučvrstom stanju i čvrstom trofaznom stanju, te s povećanjem njihovog sadržaja vlage ( r\u003d -0,47), puni kapacitet vlage ( r= -0,43) i stupanj zasićenosti vodom ( r= -0,32) smanjuje se čvrstoća konstrukcije. Također postoji, gore navedeno, mogućnost prijelaza na puznu konsolidaciju (i to ne samo u gornjem dijelu presjeka). Ovdje treba napomenuti da su tla sa strukturnom čvrstoćom vrlo raznolika: neka mogu biti u nezasićenom dvofaznom stanju, druga mogu imati vrlo visok koeficijent osjetljivosti na mehanička naprezanja i sklonost puzanju, treća imaju značajnu koheziju zbog cementa, četvrti su jednostavno prilično jaki, glinena tla potpuno zasićena vodom koja se pojavljuju na malim dubinama.

Rezultati istraživanja omogućili su po prvi put procjenu jednog od najvažnijih pokazatelja početnog stanja tla u regiji Tomsk - njegovu strukturnu čvrstoću, koja varira u vrlo širokom rasponu iznad zone prozračivanja, tako da mora odrediti na svakom radilištu prije ispitivanja radi utvrđivanja fizikalnih i mehaničkih svojstava tla. Analiza dobivenih podataka pokazala je da promjene pokazatelja OCR na dubini ispod 20-30 metara manje su značajne, tla su inače zbijena, ali pri određivanju mehaničkih svojstava tla treba uzeti u obzir i njihovu strukturnu čvrstoću. Rezultati istraživanja preporučuju se za korištenje u tlačnim i posmičnim ispitivanjima, kao i za određivanje poremećenog stanja uzoraka prirodne strukture.

Recenzenti:

Savichev O.G., doktor geoloških znanosti, profesor Odsjeka za hidrogeologiju, inženjersku geologiju i hidrogeoekologiju Instituta za prirodne resurse Politehničkog sveučilišta Tomsk, Tomsk.

Popov V.K., doktor geologije i matematike, profesor Odsjeka za hidrogeologiju, inženjersku geologiju i hidrogeoekologiju Instituta za prirodne resurse Politehničkog sveučilišta Tomsk, Tomsk.

Bibliografska poveznica

Kramarenko V.V., Nikitenkov A.N., Molokov V.Yu. O STRUKTURNOJ ČVRSTOĆI GLINASTIH TLA NA PODRUČJU TOMSK REGIONA // Suvremena pitanja znanosti i obrazovanja. - 2014. - br. 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14703 (datum pristupa: 01.02.2020.). Predstavljamo vam časopise koje izdaje izdavačka kuća "Academy of Natural History"

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

U većini slučajeva, prirodna tla su zbijena pritiskom gornjih slojeva. Uslijed zbijanja došlo je do približavanja čestica tla i stvaranja vodeno-koloidnih veza između njih. U procesu dugotrajnog postojanja tla pod određenim uvjetima u njima bi dodatno mogle nastati krhke kristalizacijske veze. Ukupno te veze daju tlu neku čvrstoću, koja se zove strukturalna čvrstoća tlo pstr.

Pri tlaku nižem od čvrstoće konstrukcije ( str

), kada se percipira vodeno-koloidnim i kristalizacijskim vezama, zbijanje se praktički ne razvija. Tek kada p>p str dolazi do zbijanja tla. Teško je odrediti točnu vrijednost strukturne čvrstoće, budući da se djelomično narušavanje strukture tla događa već tijekom uzorkovanja, osim toga, kada je uzorak sabijen, razaranje strukture dolazi prvo na pojedinim najopterećenijim točkama čestica. kontakt čak i pri niskim pritiscima. S porastom tlaka destrukcija na kontaktnim točkama se brzo povećava, te proces prelazi u fazu zbijanja tla u cijelom volumenu uzorka (slika 3.4.a.).

Riža. 3.4. Tlačne krivulje čvrstoće konstrukcije tla u jednostavnom (a) i polulogaritamskom (b) koordinatnom sustavu.

Početak primarne kompresije tla jasnije se otkriva korištenjem krivulje kompresije izgrađene u polulogaritamskim koordinatama (slika 3.4.b). U tom će slučaju primarna krivulja kompresije biti ravna SD. Nastavak ove ravne linije do sjecišta s vodoravnom (isprekidanom) linijom EU" koji odgovara vrijednosti početnog koeficijenta poroznosti e o, omogućuje vam da pronađete vrijednost p o, što se može smatrati vrijednošću konstrukcijske čvrstoće.

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

Jednadžba krivulje kompresije s određenom aproksimacijom može se prikazati, kao što je pokazao K. Terzaghi, u obliku logaritamske ovisnosti:

, (3.11)