Ғылым мен білімнің қазіргі мәселелері. Құрылымдық беріктік Топырақ механикасы бойынша дәріс конспектілері

Топырақтардың құрылымдық беріктігінің шамасы топырақтардың өте маңызды сипаттамасы болып табылады. Оның мәнін өте аз жүктеме қадамдарымен (шамамен 0,002-0,010 МПа) топырақтарды сынау (құрылымдық беріктікке жеткенше) бұзылмаған құрылымның қысу қисығынан анықталуы мүмкін, содан кейін қысу қисығының күрт үзілуі құрылымдық беріктікке сәйкес болады. топырақтың қысылуы. Қысым осі қисық қиылысу нүктесіне сәйкес келетін қысым мәні құрылымдық қысу беріктігінің мәніне тең.

Сурет салуа) қысымға байланысты суға қаныққан топырақтың салыстырмалы қысылуы р, б) қысымға байланысты жартылай декомпациясы бар саз топырақтың салыстырмалы қысылуы.

Топырақтың тығыздалу заңы: топырақтың кеуектілігінің өзгеруі қысымның өзгеруіне тура пропорционал.

13. Көлемдік сығу кезіндегі сығылу тәуелділігі

Кеуектілік коэффициентінің өзгеруі eсығымдалған топырақ жалпы жағдайда тек вертикаль шамасына байланысты емес қалыпты кернеулерБірақ сонымен қатар көлденеңінен және

Топырақ қабатын оның бүйірінен кеңею мүмкіндігінсіз қысу жағдайындағы негізгі кернеулердің қосындысын анықтайық, элементар паралепипедті бөліп көрсетейік, бұл мәселенің жағдайында олар тек қалыпты (бас) кернеулерді бастан кешіреді.

Көлденең деформациялар (топырақтың бүйірлеріне кеңеюі) мүмкін емес болғандықтан, көлденең салыстырмалы деформациялар нөлге тең болады, яғни. , бұл қайдан шығады. Сонымен қатар, бізде тепе-теңдік шартынан

өрнектен Гук заңына сәйкес серпімді дененің салыстырмалы деформациясы табылатыны белгілі.

Мұндағы материалдың серпімділік модулі, топырақтың бүйірлік кеңею коэффициенті (Пуассон қатынасы). Осы өрнектің орнына , , , аламыз

Тыныштықтағы топырақтың бүйірлік қысымының коэффициенті қайда, яғни. көлденең қозғалыстар болмаған кезде

Сазды топырақтардың көпшілігінің құрылымдық беріктігі бар, бұл топырақтардың кеуектеріндегі судың құрамында еріген күйінде газ болады. Бұл топырақтарды қаңқадан және кеуектердегі сығымдаушы судан тұратын екі фазалы дене ретінде қарастыруға болады. Сыртқы қысым топырақтың құрылымдық беріктігінен аз болса Пбет . , онда топырақтың тығыздалу процесі болмайды, бірақ тек шағын серпімді деформациялар болады. Топырақтың құрылымдық беріктігі неғұрлым жоғары болса, соғұрлым аз түсетін жүктеме кеуекті суға өтеді. Бұған кеуекті судың газбен сығылғыштығы да ықпал етеді.

Уақыттың бастапқы сәтінде сыртқы қысымның бір бөлігі топырақ қаңқасының беріктігін және судың сығылғыштығын ескере отырып, кеуекті суға ауысады. П w o - жүктеме кезінде суға қаныққан топырақтағы бастапқы кеуек қысымы Р. Бұл жағдайда бастапқы кеуек қысымының коэффициенті

Бұл жағдайда топырақ қаңқасындағы бастапқы кернеу:

pz 0 = П – П wО. (5,58)

Топырақ қаңқасының салыстырмалы лездік деформациясы

 0 = м v (П – П wО). (5,59)

Кеуектер толығымен сумен толтырылған кезде судың сығылғыштығына байланысты топырақтың салыстырмалы деформациясы

 w = м w П wО n , (5.60)

Қайда м wкеуектердегі судың көлемдік сығылу коэффициенті болып табылады; n- топырақтың кеуектілігі.

Оны бастапқы кезеңде кернеулер кезінде қабылдайтын болсақ П zқатты бөлшектердің көлемі өзгеріссіз қалады, онда топырақ қаңқасының салыстырмалы деформациясы кеуек суының салыстырмалы деформациясына тең болады:

 0 =  w = . (5.61)

(5.59) пен (5.60) оң жақтарын теңестіріп, аламыз

. (5.62)

Ауыстыру П w o теңдеуіне (5.57), бастапқы кеуек қысымының коэффициентін табамыз

. (5.63)

Кеуектердегі судың көлемдік сығылу коэффициентін шамамен формула бойынша табуға болады

, (5.64)

Қайда Дж w– топырақтың суға қанығу коэффициенті; Па - атмосфералық қысым 0,1 МПа.

Сығылатын кеуекті суы бар жүктемеден топырақ қабатындағы тік қысымдар диаграммасы және топырақтың құрылымдық беріктігі 5.14-суретте көрсетілген.

Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, құрамында газы бар сұйықтықтың құрылымдық беріктігі мен сығылғыштығын ескере отырып, үздіксіз біркелкі бөлінген жүктеме кезінде топырақ қабатының уақытында шөгуін анықтауға арналған формуланы (5.49) келесідей жазуға болады:

. (5.65)

5.14-сурет. Конструкциялық беріктікті ескере отырып, үздіксіз жүктеме кезіндегі топырақ қабатындағы тік қысымның диаграммалары

Мағынасы Н(5.46) формуласымен анықталады. Бұл ретте шоғырландыру коэффициенті

.

Ұқсас өзгерістерді (5.52), (5.53) формулаларға 1 және 2-жағдайлар үшін газы бар сұйықтықтың құрылымдық беріктігі мен сығылғыштығын ескере отырып, уақыт бойынша шөгуді анықтау үшін енгізуге болады.

5.5. Бастапқы бас градиентінің әсері

Сазды топырақтарда қатты және бос байланысқан су және жартылай бос су бар. Фильтрация, демек, топырақ қабатының тығыздалуы градиент бастапқыдан үлкен болған кезде ғана басталады. мен 0 .

Қалыңдығы бар топырақ қабатының соңғы шөгуін қарастырыңыз h(Cурет 5.15), оның бастапқы градиенті бар мен 0 және біркелкі бөлінген жүктемемен жүктеледі. Суды сүзу екі жақты (жоғары және төмен).

Сыртқы жүктемеден бастапқы градиент болған жағдайда Ркеуекті судағы қабаттың тереңдігі бойындағы барлық нүктелерде тең қысым болады П/ w ( w - үлес салмағысу). Артық қысым диаграммасында бастапқы градиент бұрыштың тангенсі арқылы көрсетіледі I:

Р
болып табылады.5.15. Бастапқы қысым градиенті болған кезде топырақты тығыздау схемасы: а - тығыздау аймағы тереңдікке жетпейді; b – нығыздау аймағы барлық тереңдікке дейін созылады, бірақ нығыздау толық емес

тг I = мен 0 . (5.66)

Қысым градиенті бастапқыдан жоғары болатын аймақтарда ғана (
), суды сүзу басталады және топырақ тығыздалады. 5.15-суретте екі жағдай көрсетілген. Егер сағат z < 0,5hградиент бастапқыдан аз мен 0 болса, онда су қабаттың ортасынан сүзе алмайды, өйткені «өлі аймақ» бар. 5.15-суретке сәйкес a табамыз

, (5.67)

Мұнда zмакс< 0,5h. Бұл жағдайда шөгінді болып табылады

С 1 = 2м v zP/ 2 немесе С 1 = м v zP. (5.68)

Ауыстыратын мән zмакс (5.68) тармағында аламыз

. (5.69)

5.15, б-суретте көрсетілген жағдай үшін сызба формула бойынша анықталады

. (5.70)

Көптеген факторларды ескеру қажет болғанда. Құрамына ерекше назар аудару керек және оның кейбір түрлері ылғалдылық өз салмағының астында немесе сыртқы жүктемеден шиеленіс кезінде жоғарылаған кезде салбырауға қабілетті. Міне, бұлардың атауы топырақтар – «шөгу«. Әрі қарай олардың ерекшеліктерін қарастырыңыз.

Түрлері

Қарастырылып отырған санатқа жатады:

• Лёсс топырақтары (шұңқыр және лесс).
• Саздар мен сазбалшықтар.
• Жабық суспензиялар мен сазбалшықтардың бөлек түрлері.
• Өндірістік қалдықтар. Оларға, атап айтқанда, күл, торлы шаң кіреді.
• Шаңды сазды топырақтар жоғары құрылымдық беріктігімен.

Ерекшелік

Қосулы бастапқы кезең құрылыс ұйымыықтималды анықтау үшін учаскенің топырақ құрамын зерттеу қажет деформациялар. Олардың пайда болуытопырақ түзілу процесінің ерекшеліктеріне байланысты. Қабаттар жеткіліксіз тығыздалған күйде. Лёсс топырақта мұндай күй өзінің өмір сүруінің барлық уақытында сақталуы мүмкін.

Жүктеме мен ылғалдылықтың жоғарылауы әдетте төменгі қабаттарда қосымша тығыздауды тудырады. Бірақ деформация сыртқы әсердің күшіне байланысты болатындықтан, өз массасының кернеуінен асатын сыртқы қысымға қатысты қабаттың жеткіліксіз тығыздалуы сақталады.

Әлсіз топырақтарды бекіту мүмкіндігі ылғалданған кезде беріктіктің төмендеуінің тиімді қысым көрсеткішіне қатынасымен зертханалық зерттеулерде анықталады.

Қасиеттер

Шөгетін топырақтар аз нығыздалудан басқа, төмен табиғи ылғалдылықпен, шаңды құраммен, жоғары құрылымдық беріктігімен сипатталады.

Оңтүстік облыстарда топырақтың сумен қанығуы, әдетте, 0,04-0,12 құрайды. Сібір аймақтарында, орта жолақкөрсеткіш 0,12-0,20 аралығында. Ылғалдылық дәрежесі бірінші жағдайда 0,1-0,3, екіншісінде - 0,3-0,6.

Құрылымдық беріктік

Бұл негізінен цементтің адгезиясына байланысты. Ылғал жерге неғұрлым көп түссе, соғұрлым беріктік төмендейді.

Зерттеу нәтижелері жұқа су пленкаларының түзілімдерге сына әсер ететінін көрсетті. Олар майлаушы ретінде әрекет етеді, бұл шөгетін топырақ бөлшектерінің сырғуын жеңілдетеді. Пленкалар сыртқы әсерден қабаттардың неғұрлым тығыз төселуін қамтамасыз етеді.

Ылғалға қаныққан ұстағыш шөгу топырағымолекулалық тартылыс күшінің әсерімен анықталады. Бұл мән жердің тығыздығы мен құрамына байланысты.

Процестің сипаттамасы

Шығару - күрделі физикалық және химиялық процесс. Ол бөлшектер мен агрегаттардың қозғалысы мен тығызырақ (ықшам) орауы салдарынан топырақтың тығыздалуы түрінде көрінеді. Осының арқасында қабаттардың жалпы кеуектілігі әсер етуші қысым деңгейіне сәйкес келетін күйге дейін төмендейді.

Тығыздықтың жоғарылауы жеке сипаттамалардың кейбір өзгеруіне әкеледі. Кейіннен, қысымның әсерінен тығыздау жалғасады, сәйкесінше, беріктік артады.

Шарттар

Шығарудың орын алуы үшін сізге қажет:

• Ылғал болған кезде бөлшектердің когезия күштерін жеңетін іргетастың жүктемесі немесе өз массасы.
• Ылғалдылықтың жеткілікті деңгейі. Бұл күштің төмендеуіне ықпал етеді.

Бұл факторлар бірге жұмыс істеуі керек.

Ылғалдылық деформацияның ұзақтығын анықтайды шөгетін топырақтар. Әдетте, ол салыстырмалы түрде қысқа уақыт ішінде орын алады. Бұл жердің негізінен ылғалдылығы төмен күйде болуына байланысты.

Суға қаныққан күйдегі деформация ұзаққа созылады, өйткені су топырақ арқылы сүзіледі.

Топырақтың тығыздығын анықтау әдістері

Салыстырмалы шөгу бұзылмаған құрылым үлгілерінен анықталады. Ол үшін қысу құрылғысы қолданылады - топырақ тығыздығын өлшегіш. Зерттеуде келесі әдістер қолданылады:

• Бір үлгіні талдау және әрекет етуші жүктеменің соңғы сатысында оны сіңіру бар бір қисық. Бұл әдіс арқылы топырақтың берілген немесе табиғи ылғалдағы сығылғыштығын, сондай-ақ белгілі бір қысым кезінде деформацияға салыстырмалы бейімділігін анықтауға болады.
• Тығыздық дәрежесі бірдей 2 үлгіні сынау арқылы екі қисық. Біреуі табиғи ылғалдылықта, екіншісі - қаныққан күйде зерттеледі. Бұл әдіс толық және табиғи ылғалдылық кезінде сығылғыштықты, жүктеме нөлден шекті деңгейге дейін өзгерген кезде деформацияның салыстырмалы бейімділігін анықтауға мүмкіндік береді.
• Біріктірілген. Бұл әдіс алдыңғы екеуінің модификацияланған комбинациясы болып табылады. Сынақ бір үлгіде жүргізіледі. Алдымен оны табиғи күйінде 0,1 МПа қысымға дейін зерттейді. Аралас әдісті қолдану 2-қисық әдіс сияқты қасиеттерді талдауға мүмкіндік береді.

Маңызды нүктелер

Тестілеу кезінде топырақ тығыздығын өлшейтін құралдаржоғарыда аталған нұсқалардың кез келгенін пайдаланған кезде зерттеулердің нәтижелері айтарлықтай өзгергіштікпен сипатталатынын ескеру қажет. Осыған байланысты кейбір көрсеткіштер, тіпті бір үлгіні сынау кезінде де 1,5-3, ал кейбір жағдайларда 5 есе ерекшеленуі мүмкін.

Мұндай елеулі ауытқулар байланысты шағын өлшемүлгілер, карбонатты және басқа қосындыларға байланысты материалдың гетерогенділігі немесе үлкен кеуектердің болуы. Нәтижелер үшін зерттеудегі сөзсіз қателер де маңызды.

Әсер етуші факторлар

Көптеген зерттеулер барысында топырақтың шөгуге бейімділігінің көрсеткіші негізінен мыналарға байланысты екені анықталды:

• Қысым.
• Табиғи ылғалдағы топырақтың тығыздығының дәрежелері.
• Құрамы шөгу топырағы.
• Ылғалдылық деңгейі.

Жүктемеге тәуелділік қисық сызықта көрсетіледі, оған сәйкес индикатордың жоғарылауымен салыстырмалы бейімділіктің мәні бірінші кезекте өзінің максималды мәніне жетеді. Кейінгі қысымның жоғарылауымен ол нөлге жақындай бастайды.

Әдетте, қысым үшін 0,2-0,5 МПа, ал лесс тәрізді саздар үшін - 0,4-0,6 МПа.

Тәуелділік шөгетін топырақты белгілі бір деңгейде табиғи қанықтырумен жүктеу процесінде құрылымның бұзылуының басталуынан туындайды. Бұл жағдайда судың қанықтылығын өзгертпестен күрт қысу байқалады. Қысымның жоғарылауы кезінде деформация қабат өзінің өте тығыз күйіне жеткенше жалғасады.

Топырақтың құрамына тәуелділігі

Ол пластикалық санының жоғарылауымен деформацияға бейімділіктің төмендейтіндігімен көрінеді. Қарапайым тілмен айтқанда, құрылымның өзгергіштігінің үлкен дәрежесі суспензияға тән, кішірек - саз үшін. Әрине, бұл ережені орындау үшін басқа шарттар тең болуы керек.

Бастапқы қысым

Сағат ғимараттар мен құрылыстардың негіздерін жобалауқұрылымдардың жердегі жүктемесі есептеледі. Бұл жағдайда бастапқы (ең төменгі) қысым анықталады, бұл кезде деформация сумен толық қаныққан кезде басталады. Ол топырақтың табиғи құрылымдық беріктігін бұзады. Бұл қалыпты тығыздау процесінің бұзылуына әкеледі. Бұл өзгерістер, өз кезегінде, қайта құрылымдаумен және қарқынды тығыздаумен бірге жүреді.

Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, құрылысты ұйымдастыру кезінде жобалау кезеңінде бастапқы қысымның мәнін нөлге жақын қабылдау керек сияқты. Алайда іс жүзінде олай емес. Көрсетілген параметр қалыңдығына сәйкес есептелетіндей пайдаланылуы керек жалпы ережелералынбау.

Көрсеткіштің мақсаты

Жобаларды әзірлеу кезінде бастапқы қысым қолданылады шөгетін топырақтардағы іргетастаранықтау үшін:

• Ешқандай өзгеріс болмайтын болжалды жүктеме.
• Іргетастың массасынан тығыздау болатын аймақтың өлшемі.
• Топырақ деформациясының қажетті тереңдігі немесе деформацияны толығымен жоққа шығаратын топырақ жастығының қалыңдығы.
• Топырақтың массасынан өзгерістер басталатын тереңдік.

Бастапқы ылғалдылық

Оны кернеулі күйдегі топырақтардың шөгуі басталатын көрсеткіш деп атайды. Бастапқы ылғалдылықты анықтау кезінде қалыпты шама ретінде 0,01 құраушы алынады.

Параметрді анықтау әдісі компрессиялық зертханалық сынақтарға негізделген. Зерттеу үшін 4-6 үлгі қажет. Екі қисық әдісі қолданылады.

Бір сынама жекелеген кезеңдерде максималды қысымға дейін жүктеу арқылы табиғи ылғалдылықта сыналады. Оның көмегімен топырақ шөгу тұрақтанғанға дейін сіңіріледі.

Екінші үлгі алдымен сумен қанықтырылады, содан кейін үздіксіз жібіту арқылы сол қадамдармен шекті қысымға дейін жүктеледі.

Қалған үлгілерді ылғалдандыру ылғалдылық шегін бастапқыдан толық суға қанығуға дейінгі салыстырмалы тең аралықтарға бөлетін көрсеткіштерге дейін жүргізіледі. Содан кейін олар қысу құрылғыларында зерттеледі.

Көбейтуге судың есептелген көлемін қанықтылық деңгейі тұрақтанғанша 1-3 күн бойы одан әрі ұстай отырып үлгілерге құю арқылы қол жеткізіледі.

Деформация сипаттамалары

Олар сығылу коэффициенттері және оның өзгергіштігі, деформация модулі, салыстырмалы қысу.

Деформация модулі іргетастың шөгуінің ықтимал көрсеткіштерін және олардың біркелкі еместігін есептеу үшін қолданылады. Ол әдетте анықталады дала жағдайлары. Ол үшін топырақ үлгілері статикалық жүктемелермен сыналады. Деформация модулінің мәніне ылғалдылық, тығыздық деңгейі, құрылымдық біріктіру және топырақтың беріктігі әсер етеді.

Топырақ массасының ұлғаюымен бұл көрсеткіш артады, сумен қаныққан сайын ол төмендейді.

Сығылудың өзгергіштік коэффициенті

Ол тұрақты немесе табиғи ылғалдылық кезіндегі сығылу қабілетінің суға қаныққан күйдегі топырақ сипаттамаларына қатынасы ретінде анықталады.

Далалық және зертханалық зерттеулерде алынған коэффициенттерді салыстыру олардың арасындағы айырмашылықтың шамалы екенін көрсетеді. Ол 0,65-2 есе аралығында. Сондықтан практикалық қолдану үшін зертханада көрсеткіштерді анықтау жеткілікті.

Өзгергіштік коэффициенті негізінен қысымға, ылғалдылыққа және оның өсу деңгейіне байланысты. Қысымның жоғарылауымен индикатор артады, табиғи ылғалдылықтың жоғарылауымен ол төмендейді. Сумен толық қаныққан кезде коэффициент 1-ге жақындайды.

Күш сипаттамалары

Олар ішкі үйкеліс бұрышы және меншікті когезия. Олар құрылымдық беріктікке, судың қанығу деңгейіне және (аз дәрежеде) тығыздыққа байланысты. Ылғалдылықтың жоғарылауымен адгезия 2-10 есе, ал бұрыш - 1,05-1,2 азаяды. Құрылымдық беріктіктің жоғарылауымен адгезия күшейеді.

Шөгу топырақтарының түрлері

Барлығы 2 бар:

1. Шөгу негізінен іргетас жүктемесінің немесе басқа сыртқы факторлардың әсерінен негіздің деформацияланатын аймағында орын алады. Бұл ретте оның салмағынан деформация дерлік жоқ немесе 5 см-ден аспайды.
2. Топырақтың оның массасынан шөгуі мүмкін. Ол негізінен кездеседі төменгі қабатқалыңдығы және 5 см-ден асады.Сыртқы жүктеменің әсерінен деформацияланатын аймақтың шекарасында жоғарғы бөлігінде шөгу де болуы мүмкін.

Шөгу түрі құрылыс жағдайларын бағалауда, шөгуге қарсы шараларды әзірлеуде, іргетастарды, іргетастарды және ғимараттың өзін жобалауда қолданылады.

қосымша ақпарат

Шөгу құрылыстың немесе құрылыстың кез келген кезеңінде болуы мүмкін. Ол бастапқы шөгу ылғалдылығының жоғарылауынан кейін өзін көрсете алады.

Төтенше жібіту кезінде топырақ деформацияланатын аймақтың шекарасында өте тез – 1-5 см/тәулік ішінде шөгеді. Ылғалды беруді тоқтатқаннан кейін, бірнеше күннен кейін судың түсуі тұрақтанады.

Егер бастапқы сулану деформация аймағының бір бөлігінің шекарасында орын алса, әрбір кейінгі суға қаныққан сайын шөгу бүкіл аймақ толығымен суланғанша болады. Тиісінше, ол топыраққа жүктеме артқан сайын артады.

Қарқынды және үздіксіз сулану кезінде топырақтың шөгуі ылғалдану қабатының төмен қарай жылжуына және суға қаныққан аймақтың пайда болуына байланысты. Бұл жағдайда шөгу ылғалдану фронты топырақтың өз салмағынан шөгетін тереңдігіне жеткенде басталады.

1

Жұмыс дисперсті топырақтардың бастапқы күйін – олардың құрылымдық беріктігін сипаттауға арналған. Оның өзгергіштігін білу топырақтың тығыздалу дәрежесін және, мүмкін, белгілі бір аймақта оның қалыптасу тарихының ерекшеліктерін анықтауға мүмкіндік береді. Топырақтарды сынау кезінде бұл көрсеткішті бағалау және ескеру олардың физикалық-механикалық қасиеттерінің сипаттамаларын анықтауда, сондай-ақ нормативтік құжаттарда нашар көрсетілген және аз қолданылатын құрылымдардың іргетасының шөгуін одан әрі есептеулерде өте маңызды. инженерлік-геологиялық зерттеулер тәжірибесінде. Жұмыста қысу сынақтарының нәтижелері бойынша индексті анықтаудың ең кең таралған графикалық әдістері, Томск облысының аумағында дисперсті топырақтардың құрылымдық беріктігін зертханалық зерттеулердің нәтижелері қысқаша сипатталған. Топырақтардың құрылымдық беріктігі мен олардың пайда болу тереңдігі, олардың тығыздалу дәрежесі арасындағы байланыстар ашылады. Көрсеткішті қолдану бойынша қысқаша ұсыныстар берілген.

Топырақтардың құрылымдық беріктігі

алдын ала тығыздау қысымы

1. Беллендир Е.Н., Векшина Т.Ю., Ермолаева А.Н., Засорина О.А. Табиғи жағдайда сазды топырақтардың шамадан тыс шоғырлану дәрежесін бағалау әдісі//Ресей патенті № 2405083

2. ГОСТ 12248–2010. Топырақтар. Беріктік пен деформациялану сипаттамаларын зертханалық анықтау әдістері.

3. ГОСТ 30416–2012. Топырақтар. Зертханалық сынақтар. Жалпы ережелер.

4. Кудряшова Е.Б. Шамадан тыс шоғырланған сазды топырақтардың пайда болу заңдылықтары: К. адал. Геология-минералогия ғылымдары: 25.00.08. – М., 2002. – 149 б.

5. MGSN 2.07–01 Негіздер, іргетастар және жерасты құрылымдары. - М.: Мәскеу үкіметі, 2003. - 41 б.

6. SP 47.13330.2012 (ҚНжЕ 11-02-96 жаңартылған басылым). Құрылысқа арналған инженерлік зерттеулер. Негізгі ережелер. – М.: Ресейдің Мемқұрылысы, 2012 ж.

7. Цытович Н.А.// Суға қаныққан әлсіз топырақтардағы құрылыс бойынша Бүкілодақтық конференция материалдары. – Таллин, 1965. – 5-17 б.

8. Akai, K. яғни structurellen Eigenshaften фон Schluff. Mitteilungen Heft 22 // Die Technishe Hochchule, Аахен. - 1960 ж.

9. Беккер, Д.Б., Крукс, Дж.Х.А., Беен, К. және Джеффери, М.Г. Саздардағы in situ және аққыштық кернеулерін анықтау критерийі ретінде жұмыс // Канадалық геотехникалық журнал. - 1987. - Т. 24., № 4. – б. 549-564.

10. Boone J. Эдометр сынағы арқылы ''консолидация алдындағы қысым'' интерпретацияларын сыни қайта бағалау // Can. геотехнология. Дж. - 2010. - Т. 47.-б. 281–296.

11. Бун С.Дж. & Лютенеггер А.Дж. Нью-Йорк штаты мен Онтарионың оңтүстігіндегі мұздықпен алынған когезивті топырақтардың карбонаттары және цементтелуі, Кан. Геотехника.- 1997.- 34-том.- б. 534–550.

12. Берланд, Дж.Б. Отызыншы Рэнкин дәрісі: Табиғи саздардың сығылғыштығы мен ығысу беріктігі туралы // Геотехника. – 1990. – 40-том, No3. – б. 327–378.

13 Бурмистер, Д.М. Консолидация сынауында бақыланатын сынақ әдістерін қолдану. Топырақтарды біріктіру сынағы бойынша симфозия // ASTM. ҒТП 126. - 1951. - б. 83–98.

14. Баттерфилд, Р. Топырақтар үшін табиғи қысу заңы (e–log p’ бойынша аванс) // Геотехника. - 1979. - 24 том, No 4. – б. 469–479.

15. Касагранде, А. Консолидация алдындағы жүктемені анықтау және оның практикалық маңызы. // Топырақ механикасы және іргетас инженериясы бойынша Бірінші халықаралық конференция материалдарында. Гарвард баспа кеңсесі, Кембридж, Масса. - 1936. - Т. 3.-б. 60–64.

16. Чен, B.S.Y., Mayne, P.W. Пьезокон өлшемдері мен саздардың кернеу тарихы арасындағы статистикалық қатынастар // Канадалық геотехникалық журнал. - 1996. - Т. 33-б. 488-498.

17. Chetia M, Bora P K. Қарапайым параметрлерден қаныққан цементтелмеген саздардың шоғырландырылған қатынасын бағалау // Үндістанның геотехникалық журналы. - 1998. - Т. 28, № 2. – б. 177-194.

18. Кристенсен С., Джанбу Н. Эдометрлік сынақтар – практикалық топырақ механикасында негізгі талап. // Proceedings Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - Т. 2, №9. – б. 449-454.

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L., and Stephenson, R. Evaluation of Pre-consolidation Stres Details Methods // Аспаптау, сынау және топырақ пен тау жыныстарының мінез-құлқын модельдеу. – 2011. – б. 147–154.

20. Диас Дж. және т.б. Эвкалипт жинау операцияларына байланысты топырақтың алдын ала шоғырлану қысымына қозғалыс әсері // Ғылым. ауылшаруашылық. - 2005. - Т. 62, № 3. – б. 248-255.

21. Диас Джуниор, М.С.; Пирс, Ф.Дж. Топырақтың сығылу қисықтарынан консолидация алдындағы қысымды бағалаудың қарапайым процедурасы. // Топырақ технологиясы. – Амстердам, 1995. – Т.8, No2. – б. 139–151.

22. Эйнав, I; Картер, Дж.П. Түйіршікті материалдарды модельдеудегі дөңестік, қалыптылық, консолидация алдындағы қысым және ерекшеліктер туралы // Түйіршікті зат. - 2007. - Т. 9, №1-2. – б. 87-96.

23. Григорий, А.С. т.б. Топырақтың қысылуын сынау деректерінен қысу индексін және қысу алдындағы кернеуді есептеу // Топырақ және топырақты өңдеу, Амстердам. - 2006. - Т. 89, №1. – б. 45–57.

24. Grozic J. L. H., lunne T. & Pande S. Гляциомарин саздарының консолидация алдындағы кернеуі бойынша одеометрлік сынақ зерттеуі. // Канадалық геотехникалық журнал. - 200. - Т. 40.-б. 857–87.

25. Iori, Piero et al. Кофе плантацияларындағы жүк көтергіштігінің далалық және зертханалық үлгілерін салыстыру // Ciênc. agrotec. - 2013. Т. 2, №2. – б. 130-137.

26. Джейкобсен, Х.М. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, мамыр 1992. Олборг, Дания. Дания геотехникалық қоғамының хабаршысы. - 1992. Т. 2, № 9. - б. 455–460.

27. Джанбу, Н. Топырақтың деформациясына қолданылатын қарсылық тұжырымдамасы // Топырақ механикасы және іргетас инженериясы бойынша 7-ші халықаралық конференция материалдарында, Мехико, 25-29 тамыз 1969 ж. А.А. Балкема, Роттердам, Нидерланды. - 1969. - Т. 1.-б. 191–196.

28. Jolanda L. Стресс-деформация Seebodenlehm сипаттамасы // 250 Seiten, broschier. - 2005. - 234 б.

29. Хосе Бабу Т.; Шридхаран Асур; Авраам Бенни Мэтьюс: Консолидация алдындағы қысымды анықтауға арналған журнал-лог әдісі // ASTM Geotechnical Testing Journal. – 1989. – Т.12, No3. – б. 230–237.

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Moesgaard мұражайындағы үшінші реттік саздың беріктігі мен деформациялық қасиеттері // Олборг университетінің Сохнгаардшолмсвеж құрылыс бөлімі 57 DK-9000 Aalborg, Дания. – 2010. – б. 1–13.

31. Контопулос, Николаос С. Массачусетс технологиялық институтының қалыпты шоғырланған және шамадан тыс шоғырланған саздар үшін алдын ала консолидация қысымына үлгінің бұзылуының әсері. // Бөлім. құрылыс және қоршаған ортаны қорғау. - 2012. - 285б.

32. Ladd, C. C. Біріктірілген топырақтардың қоныстану талдауы // Топырақ басылымы 272, MIT, Құрылыс факультеті, Кембридж, Масса. - 1971. - 92б.

33. Мейн, П.В., Куп, М.Р., Спрингман, С., Хуан, А-Б. және Зорнберг, Дж. // Геоматериалдық мінез-құлық және тестілеу // Прок. 17-ші халықаралық Конф. Топырақ механикасы және геотехникалық инженерия. - 2009. - Т. 4.-б. 2777-2872.

34. Месри, Г. және А. Кастро. Cα/Cc концепциясы және екіншілік қысу кезіндегі Ko // ASCE J. Геотехникалық инженерия. - 1987. Т. 113, № 3. – б. 230-247.

35. Nagaraj T. S., Shrinivasa Murthy B. R., Vatsala A. Топырақ әрекетін болжау – ii бөлім – қаныққан цементтелмеген топырақ // Канадалық геотехникалық журнал. - 1991. - Т. 21, № 1. – б. 137-163.

36. Ойкава, Х. Жұмсақ топырақтардың қысылу қисығы // Жапон геотехникалық қоғамы, топырақтар мен негіздер журналы. - 1987. - Т. 27, № 3. – б. 99-104.

37. Оницука, К., Хонг, З., Хара, Ю., Шигеки, Ю. Табиғи саздар үшін эдометрлік сынақ деректерін түсіндіру // Жапондық геотехникалық қоғам, топырақ және негіз журналы. - 1995. - Т. 35, № 3.

38. Пачеко Силва, Ф. Топырақ үлгісінің консолидация алдындағы кернеуін анықтауға арналған жаңа графикалық құрылыс // Топырақ механикасы және іргетас инженериясы бойынша 4-ші Бразилиялық конференция материалдарында, Рио-де-Жанейро, тамыз 1970. - Т. 2, №1. – б. 225–232.

39. Пол В. Мэйн, Барри Р. Кристофер және Джейсон Де Джонг. Жер қойнауын зерттеу бойынша нұсқаулық // Ұлттық автомобиль жолдары институты, Федералды автомобиль жолдары басқармасы Вашингтон, Колумбия округі. - 2001. - 305б.

40. Саллфорс, Г. Жұмсақ, жоғары пластикалық саздардың консолидация алдындағы қысымы. - Гетеборг. Чалмерс технологиялық университетінің геотехникалық бөлімі. - 231б.

41. Schmertmann, J. H., Clay, транзакция, ASCE бұзылмаған шоғырландыру мінез-құлқы. - 1953. - Т. 120.- б. 1201.

42. Schmertmann, J., H. Конустың ену сынақтары, өнімділігі және дизайны бойынша нұсқаулар. // АҚШ федералды автомобиль жолдары басқармасы, Вашингтон, ДС, есеп, FHWATS-78-209. – 1978. – б. 145.

43. Semet C., Ozcan T. Жасанды нейрондық желімен алдын ала консолидация қысымын анықтау // Құрылыс және қоршаған ортаны қорғау жүйелері. - 2005. - Т. 22, № 4. - б. 217–231.

44. Сенол А., Сагламер А. Консолидация алдындағы қысымды жаңа штамм энергиясы-логтық кернеу әдісімен анықтау // Геотехникалық инженерияның электронды журналы. - 2000. - Т. 5.

45. Senol, A. Zeminlerde On. Консолидация алдындағы қысымды анықтау: кандидаттық диссертация, Ғылым және технология институты. – Стамбул, Түркия. – 1997. – б. 123.

46. ​​Соланки C.H., Desai M.D. Топырақ индексі мен пластикалық қасиеттерінен консолидация алдындағы қысым // Геомеханикадағы компьютерлік әдістер мен жетістіктер халықаралық қауымдастығының 12-ші халықаралық конференциясы. – Гоа, Үндістан. – 2008 ж.

47. Салли, Дж.П., Кампенелла, Р.Г. және Робертсон, П.К. Балшықтардың кернеу тарихын бағалау үшін ену кеуек қысымын интерпретациялау // Бірінші халықаралық ену сынағы симпозиумының материалдары. - Орландо. – 1988. – Т.2 – б. 993-999.

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. et al. Жеңіл шамадан тыс шоғырланған саздар үшін шығымдылық пен сусымалылық критерийі ретінде деформациялық энергияны пайдалану // Геотехника. - 1979. - Т. 29.-б. 285-303.

49. Thøgersen, L. Эксперименттік әдістер мен осмостық қысымның үшінші реттік экспансивті саздың өлшенетін мінез-құлқына әсері: Ph. Диссертация, Топырақ механикасы зертханасы, Ольборг университеті. - 2001. - Т. 1.

50. Ванг, L. B., Frost, J. D. Консолидация алдындағы қысымды анықтауға арналған диссипацияланған деформациялық энергия әдісі // Канадалық геотехникалық журнал. - 2004. - Т. 41, № 4. – б. 760-768.

құрылымдық беріктігі б көшберіктік деп аталады, құрылымдық байланыстардың болуына байланысты және кернеумен сипатталады, топырақ үлгісі тік жүктемемен жүктелген кезде іс жүзінде деформацияланбайды. Тығыздау оның құрылымдық беріктігінен асатын топырақтағы кернеулерден басталатындықтан және топырақтарды сынау кезінде бұл көрсеткішті жете бағаламау механикалық қасиеттердің басқа сипаттамаларының мәндерін анықтауда қателіктерге әкеледі. Көрсеткішті анықтаудың маңызы б көшұзақ уақыт бойы аталып келеді, өйткені Н.А. Цытович – «...әлсіз сазды топырақтардың деформациялық және беріктік қасиеттерінің әдеттегі көрсеткіштерінен басқа, осы топырақтардың жүктеме кезіндегі мінез-құлқын бағалау және оларға салынған құрылыстардың шөгу шамасын дұрыс болжау үшін , түсірулер кезінде құрылымдық беріктігін анықтау қажет б көш«. Топырақтардың нығыздалу дәрежесін өлшеудегі құбылыс жобаланған құрылымның шөгуін болжау үшін маңызды, өйткені артық тығыздалған топырақтарда шөгу қалыпты тығыздалған топыраққа қарағанда төрт немесе одан да көп есе аз болуы мүмкін. Шамадан тыс консолидация коэффициентінің мәндері үшін OCR > 6, тыныштықтағы бүйірлік топырақ қысымының коэффициенті К туралы 2-ден асуы мүмкін, бұл жер асты құрылыстарын есептеу кезінде ескерілуі керек.

Жұмыста атап өтілгендей: «Бастапқыда құмдардың, шөгінділердің және саздардың теңіздік, көлдік, аллювийлік, атыраулық, эолдық және флювиалды шөгінділерінің шөгу мен қалыптасу және кейіннен тығыздалуы процесінде қалыпты тығыздалу жағдайлары басым болады. Дегенмен, жер бетіндегі топырақтардың көпшілігі мыңдаған миллиондаған жылдар бойы әртүрлі физикалық, экологиялық, климаттық және жылулық процестердің нәтижесінде аздап/орташа/қатты нығайған. Бұл шамадан тыс шоғырланудың және/немесе көрінетін алдын ала кернеудің механизмдеріне мыналар жатады: беткі эрозия, атмосфералық ауа-райы, теңіз деңгейінің көтерілуі, теңіз деңгейінің көтерілуі жер асты сулары, мұздану, мұздату-еріу циклдері, қайталанатын сулану/булану, құрғау, массаның жоғалуы, сейсмикалық жүктемелер, толқындық циклдар және геохимиялық күштер». Топырақтың тығыздалу жағдайын анықтау тақырыбы әлі де өте өзекті және барлық дерлік континенттердегі басылымдарда кездеседі. Жұмыстарда сазды топырақтардың шамадан тыс тығыздалған немесе аз нығыздалмаған күйін анықтайтын факторлар мен көрсеткіштер, осындай күшті цементтеудің физикалық-механикалық көрсеткіштеріне себептері мен әсері қарастырылады. Көрсеткішті анықтау нәтижелері де құрылымдардың іргетасының шөгуін есептеуден бастап тәжірибеде кең көлемде қолданылады; зертханалық зерттеуге арналған үлгілердің табиғи құрылымын сақтау; өте нақты тақырыптарға, эвкалипт пен кофе плантацияларында олардың құрылымдық беріктігін машиналардан түсетін жүктемемен салыстыру арқылы топырақтың тығыздалуын болжау.

Көрсеткіш мәндерін білу б көшжәне олардың тереңдіктегі өзгергіштігі топырақтардың құрамының, байланыстары мен құрылымының ерекшеліктерін, олардың пайда болу жағдайларын, соның ішінде жүктеме тарихын сипаттайды. Осыған байланысты зерттеулер ерекше ғылыми және практикалық қызығушылық тудырады б көш В әртүрлі аймақтарда, бұл зерттеулер әсіресе шөгінді кен орындарының қалың жамылғысы бар Батыс Сібір аумағында маңызды. Томск облысында топырақтың құрамы мен қасиеттеріне егжей-тегжейлі зерттеулер жүргізілді, нәтижесінде Томск қаласының аумағы да, оған жақын аумақтар да инженерлік-геологиялық позициялардан жеткілікті түрде егжей-тегжейлі зерттелді. Бұл ретте, топырақтар қолданыстағы нормативтік құжаттарға сәйкес жекелеген нысандарды салу үшін арнайы зерттелгенін, оларда одан әрі пайдалану бойынша ұсыныстар жоқ екенін атап өткен жөн. б көшжәне сәйкесінше, оны анықталатын топырақтың қажетті сипаттамаларының тізіміне қоспаңыз. Сондықтан бұл жұмыстың мақсаты Томск облысының ең белсенді дамыған және дамыған аудандарында дисперсті топырақтардың құрылымдық беріктігін және оның қима бойынша өзгерістерін анықтау болып табылады.

Зерттеудің міндеттеріне алу әдістерін шолу және жүйелеу кірді б көш, топырақ құрамын және негізгі физикалық-механикалық қасиеттерінің сипаттамаларын зертханалық анықтау, өзгергіштікті зерттеу б көштереңдігімен, құрылымдық беріктігін тұрмыстық қысыммен салыстыру.

Жұмыс Томск облысының орталық және солтүстік-батыс аймақтарында орналасқан бірқатар ірі объектілерге инженерлік-геологиялық іздестіру жұмыстары барысында жүргізілді, онда учаскенің жоғарғы бөлігі төрттік, палеогендік әртүрлі стратиграфиялық және генетикалық кешендермен ұсынылған. және бор жыныстары. Олардың пайда болу жағдайлары, таралуы, құрамы, күйі жасы мен генезисіне байланысты және біршама біркелкі емес көріністі тудырады, құрамы жағынан тек дисперсті топырақтар зерттелді, оларда жартылай қатты, қатты және қатты-пластикалық консистенциялы саз сорттары басым. Қойылған міндеттерді шешу үшін 40 нүктеде құдықтар мен шұңқырлар сынақтан өткізілді, 230 м дейінгі тереңдіктен 200-ден астам дисперсті топырақ үлгілері таңдалды.Топырақ сынағы қолданыстағы нормативтік құжаттарда келтірілген әдістерге сәйкес жүргізілді. Анықталды: бөлшектердің мөлшерінің таралуы, тығыздығы (ρ) , қатты бөлшектердің тығыздығы ( ρs) , құрғақ топырақтың тығыздығы ( б г) , ылғалдылық ( w), жылжымалы және аққыштық шекарасындағы сазды топырақтың ылғалдылығы ( w ЛЖәне wp), деформация және беріктік қасиеттерінің көрсеткіштері; кеуектілік коэффициенті сияқты есептелген күй параметрлері (е)кеуектілігі, жалпы ылғал сыйымдылығы, сазды топырақтар үшін – пластикалық саны мен ағынының индексі, топырақтың тығыздалу коэффициенті OCR(қысу алдындағы қысымның қатынасы ретінде ( p «)сынама алу нүктесіндегі тұрмыстық қысымға) және басқа сипаттамалар.

Көрсеткішті анықтаудың графикалық әдістерін таңдау кезінде б көш, қоспағанда әдісКасаграндтығыздау алдындағы қысымды анықтау үшін шетелде қолданылатын әдістер қарастырылды σ p ".Айта кету керек, инженер-геолог терминологиясында «нығыздау алдындағы қысым» ( Алдын ала шоғырландыру Стресс) , оларды анықтау әдістері бірдей болғанымен, «топырақтың құрылымдық беріктігі» деген таныс ұғымды ығыстыра бастайды. Анықтау бойынша, топырақтың құрылымдық беріктігі - бұл терминге сәйкес келетін серпімді қысу деформацияларынан пластикалық деформацияларға өтудің басына сәйкес келетін топырақ үлгісіндегі тік кернеу. Өткізіп жібер Стресс. Бұл мағынада қысу сынақтарында анықталған сипаттама үлгінің «тарихи жады» шегінде максималды қысым ретінде қабылданбауы керек. Берланд бұл терминге сенеді Өткізіп жібер стресс дәлірек және термин алдын ала шоғырландыру стрессмұндай қысымның шамасын геологиялық әдістермен анықтауға болатын жағдайларда қолданылуы керек. Сол сияқты, термин Бітті Біріктіру Арақатынас (OCR) кернеулердің белгілі тарихын сипаттау үшін қолданылуы керек, әйтпесе бұл термин Өткізіп жібер Стресс Арақатынас (YSR) . Көптеген жағдайларда Өткізіп жібер Стресс тиімді нығыздауға дейінгі кернеу ретінде қабылданады, соңғысы техникалық жағынан механикалық кернеуді жоюмен байланысты болса да, біріншісі диагенезге байланысты қосымша әсерлерді, органикалық заттардың әсерінен когезияны, топырақ компоненттері мен оның құрылымының арақатынасын, т.б. топырақтың құрылымдық беріктігі болып табылады.

Осылайша, топырақ түзілу ерекшеліктерін анықтаудың бірінші қадамы профильді сандық анықтау болуы керек Өткізіп жібер Стресс, бұл қалыпты тығыздалған топырақтарды (негізінен пластикалық реакциясы бар) шамадан тыс шоғырланған топырақтардан (жалған серпімділік реакциясымен байланысты) бөлудің негізгі параметрі болып табылады. және құрылымдық беріктігі б көш, және тығыздау алдындағы қысым p»атап өтілгендей дәл осылай анықталады, негізінен сығымдау сынақтарының нәтижелеріне негізделген зертханалық әдістермен (ГОСТ 12248, ASTM D 2435 және ASTM D 4186). Топырақтың күйін, нығыздауға дейінгі қысымды зерттейтін көптеген қызықты жұмыстар бар p»және оны өрісте анықтау әдістері. Сығымдау сынақтарының нәтижелерін графикалық өңдеу де өте әртүрлі, төменде келтірілген қысқаша сипаттамасыанықтаудың шетелде жиі қолданылатын әдістері p ",алу үшін пайдаланылуы керек б көш.

ӘдісКасагранд(1936 ж.) – ең көп ескі әдісконструкцияның беріктігін және нығыздау алдындағы қысымды есептеу. Ол топырақтың нығыздауға дейінгі қысымға жақын нүктеде серпімділік реакциясынан иілгіш реакцияға дейінгі беріктігінің өзгеруіне ұшырайды деген болжамға негізделген. Бұл әдіс қысу қисығының графигінде жақсы анықталған иілу нүктесі болған кезде жақсы жұмыс істейді. e - log σ"(1а-сурет), ол арқылы кеуектілік коэффициентінен жанама және көлденең сызық, содан кейін олардың арасындағы биссектриса жүргізіледі. Қысу қисығының соңының түзу қимасы биссектрисамен қиылысуға экстраполяцияланады және нүкте алынады. , мағынасыосіне проекцияланғанда журнал σ", шамадан тыс шоғырлану қысымына сәйкес келеді p»(немесе құрылымдық беріктік). Бұл әдіс басқалармен салыстырғанда ең жиі қолданылатын болып қала береді.

Бурмистер әдісі(1951) – форманың тәуелділігін көрсетеді ε-журнал σ", Қайда ε - салыстырмалы деформация. Мағынасы p»осінен келетін перпендикулярдың қиылысында анықталады Журнал σ" үлгіні қайталап жүктеу кезінде гистерезис контурының нүктесі арқылы қысу қисығының соңғы бөлігіне жанамамен (1б-сурет).

Шемертман әдісі(1953), форманың қысу қисығы да осында қолданылады e - log σ"(Cурет 1c). Сығымдау сынақтары қисық сызықта айқын түзу кесінді алынғанша жүргізіледі, содан кейін ішкі қысымға дейін түсіріледі және қайта жүктеледі. Графикте ішкі қысым нүктесі арқылы декомпрессия-қайта компрессия қисығының орта сызығына параллель түзу жүргізіңіз. Мағынасы p»осінен перпендикуляр жүргізу арқылы анықталады журнал σ"түсіру нүктесі арқылы, параллель сызықпен қиылысуға дейін. Бір нүктеден p»Кеуектілік коэффициенті бар қысу қисығының түзу бөлігіндегі нүктемен қиылысқанша түзу жүргізіңіз e\u003d 0,42. Алынған шынайы қысу қисығы қысу коэффициентін немесе тығыздау коэффициентін есептеу үшін пайдаланылады. Бұл әдіс жұмсақ топырақтарға қолданылады.

ӘдісАкай(1960), сусымалы коэффициентінің тәуелділігін ұсынады εsбастап σ" (1d-сурет), сәйкесінше сусымалыға бейім топырақтар үшін қолданылады. Консолидация қисығы салыстырмалы деформацияның уақыт логарифміне тәуелділігін көрсетеді және ағып кету консолидациясы мен сусымалы консолидация бөліміне бөлінеді. Ақай сусымалы фактордың пропорционалды өсетінін атап өтті σ" құндылыққа дейін p ",және кейін p»пропорционалды түрде журнал σ".

Джанбу әдісі(1969) нығыздауға дейінгі қысымды келесідей графиктен анықтауға болады деген болжамға негізделген. ε - σ" . Джанбу әдісінде сезімталдығы жоғары және төмен саздар үшін OCRнығыздау алдындағы қысымды сызықтық шкаланың көмегімен жүктеме-деформация қисығын салу арқылы анықтауға болады. Екінші жол Джанбудеформацияның секанттық модулінің графигі болып табылады Енемесе E 50тиімді кернеулерден σ" (Cурет 1 e). Және тағы бір нұсқа Кристенсен-Джанбу әдісі(1969), форманың тәуелділігін ұсынады r - σ", консолидация қисықтарынан алынған , Қайда т-уақыт , r= dR/dt, Р= дт/dε.

Өзіндік күш әдісі(1975) форманың тәуелділігі болып табылады ε - σ" (1f-сурет), негізінен CRS әдісі үшін қолданылады. Кернеу-деформация осі сызықтық шкала бойынша бекітілген қатынаста таңдалады, әдетте кернеудің (кПа) деформацияға (%) қатынасы үшін 10/1. Бұл қорытынды кеуектер мен шөгінділердің кеуек қысымы өлшенген бірқатар далалық сынақтардан кейін жасалды. Бұл шамадан тыс шоғырлану қысымын бағалауға арналған Саллфорс әдісі дала сынақтарында жасалған бағалауларға қарағанда шынайы мәндерді беретінін білдіреді.

Пачеко Сильва әдісі(1970), сюжетке, сонымен қатар пішінге қатысты өте қарапайым болып көрінеді e - журнал σ"(Cурет 1 g) , жұмсақ топырақты сынау кезінде дәл нәтиже береді. Бұл әдіс нәтижелердің субъективті интерпретациясын қажет етпейді, сонымен қатар масштабтан тәуелсіз. Бразилияда кеңінен қолданылады.

ӘдісБаттерфилд(1979) үлгі көлемінің форманың тиімді кернеуіне тәуелділігін талдауға негізделген log(1+e) - log σ"немесе ln (1+e) - ln σ"(Cурет 1h). Әдіс бірнеше түрлі нұсқаларды қамтиды, онда тығыздауға дейінгі қысым екі сызықтың қиылысу нүктесі ретінде анықталады.

Тавенас әдісі(1979), графикте сынақтың рекомпрессиялық бөлігі үшін деформация энергиясы мен тиімді кернеу арасындағы сызықтық байланысты ұсынады. σ"ε - σ" (1n-сурет, графиктің жоғарғы жағында). Ол сынақтың қалпына келтіру бөлігін есепке алмай, қысу қисығының негізінде тікелей қолданылады. Неғұрлым шоғырландырылған үлгілер үшін кернеу/деформация сызбасы екі бөліктен тұрады: қисық сызықтың бірінші бөлігі екіншісіне қарағанда күрт көтеріледі. Екі сызықтың қиылысу нүктесі нығыздауға дейінгі қысым ретінде анықталады.

Ойкава әдісі(1987), тәуелділік графигіндегі сызықтардың қиылысуын көрсетеді журнал(1+e)бастап σ" -

Хосе әдісі(1989), форманың тәуелділігін ұсынады log e - log σ"нығыздауға дейінгі қысымды бағалаудың өте қарапайым әдісі, әдіс екі түзудің қиылысуын пайдаланады. Бұл тікелей әдіс және максималды қисықтық нүктесінің орнын анықтауда қателер жоқ. ӘдісШридхарант.бал. (1989) сонымен қатар тәуелділік графигі болып табылады log(1+e) - log σ" анықтау үшінтығыз топырақтардың құрылымдық беріктігі, сондықтан жанама бастапқы кеуектілік коэффициентіне сәйкес келетін көлденең сызықты кесіп өтеді, бұл жақсы нәтиже береді.

ӘдісБурланд(1990) - тәуелділік графигі кеуектілік көрсеткішіIv стресстен σ" (Cурет 1 және). Кеуектілік көрсеткіші формула бойынша анықталады Iv= (e-e* 100)/(e* 100 -e* 1000), немесе dl Мен әлсіз топырақтар: Iv= (e-e* 10)/(e* 10 -e* 100), Қайда e* 10, e* 100 және e* 1000 10, 100 және 1000 кПа жүктемелердегі кеуектілік коэффициенттері (б-сурет) .

ӘдісДжейкобсен(1992), құрылымдық беріктігі 2,5 деп қабылданады σ дейін, Қайда σ дейін c - Касагранда графигіндегі максималды қисықтық нүктесі, сәйкесінше пішінге тәуелділік электрондық журнал σ" (Cурет 1 л).

Оницука әдісі(1995), тәуелділік графигіндегі сызықтардың қиылысуын көрсетеді журнал(1+e)бастап σ" - логарифмдік шкала бойынша (ондық логарифмдер) шкалаға салынған тиімді кернеулер.

Ван Зелст әдісі(1997), түрге тәуелділік графигі бойынша ε - журнал σ", (ab) сызығының еңісі разряд сызығының еңісіне параллель ( CD). Абсцисса нүктесі ( б) – топырақтың құрылымдық беріктігі (1м-сурет).

ӘдісБекер(1987), Тавенас әдісі сияқты, қатынасты пайдалана отырып, әрбір қысу сынақ жүктемесі үшін деформация энергиясын анықтайды. В- σ", мұнда. Деформация энергиясы (немесе, керісінше, күштің жұмысы) сандық түрде күш факторы шамасы мен осы күшке сәйкес орын ауыстыру шамасының көбейтіндісінің жартысына тең. Толық жұмысқа сәйкес келетін кернеу шамасы кернеудің әрбір қадамының соңында анықталады. Графикке тәуелділік екі түзу қимадан тұрады, артық шоғырлану қысымы осы түзулердің қиылысу нүктесі болады.

ӘдісШтамм энергиясы-лог стресс(1997),Сенол және Сагламер(2000 (1n-сурет)), Беккер және/немесе Тавенас әдістерімен түрлендірілген, форманың тәуелділігі болып табылады. σ" ε - журнал σ", 1 және 3 қималар түзу сызықтар болып табылады, олардың қиылысу нүктесі ұзартылған кезде топырақтың құрылымдық беріктігі болады.

ӘдісНагарадж және Шриниваса Мерти(1991, 1994), авторлар форманың жалпылама қатынасын ұсынады журнал σ"ε - журнал σ"- шамадан тыс тығыздалған қаныққан нығыздалмаған топырақтар үшін консолидация алдындағы қысымның шамасын болжау. Әдіс Тавенас әдісіне негізделген және салыстырылады Сенол әдісіжәне басқалар (2000), бұл әдіс ерекше жағдайларда жоғары корреляция коэффициентін береді.

Четия және Бора әдісі(1998), бірінші кезекте топырақ жүктемелерінің тарихын, олардың сипаттамаларын және шамадан тыс шоғырлану коэффициенті (OCR) тұрғысынан бағалауды қарастырады, зерттеудің негізгі мақсаты - OCR мен арақатынас арасындағы эмпирикалық байланысты орнату. жыланбалық .

ӘдісТогерсен(2001), консолидация коэффициентінің тиімді кернеулерге тәуелділігі болып табылады (1o-сурет).

ӘдісВанжәнеАяз, ТаратылдыШтаммЭнергияәдіс DSEM (2004) сонымен қатар деформацияны есептеудің энергетикалық әдістеріне сілтеме жасайды. Салыстырғанда Кернеу энергиясыәдісі, DSEM сынған үлгі құрылымының әсерін азайту және серпімді деформация әсерін жою үшін бөлінген деформация энергиясын және түсіру-қайта жүктеу қысу циклінің еңісін пайдаланады. Бөлінетін деформация энергиясы, микромеханика тұрғысынан, консолидация процесінің қайтымсыздығына тікелей байланысты. Түсіру-қайта жүктеу бөліміндегі қысу қисығының еңісін пайдалану қайта сығымдау сатысында серпімді қайта жүктеуді модельдейді және үлгінің бұзылуының әсерін барынша азайтады. Әдіс көптеген қолданыстағыларға қарағанда операторға тәуелді емес.

Әдіс Эйнавжәнекартер(2007), сонымен қатар форманың графигі болып табылады e-logσ",А p»күрделі көрсеткіштік тәуелділікпен өрнектеледі .

Топырақтың шоғырлану кезеңіне көшу жағдайы еңсерілгеннен кейін сусырады p»жұмыстарда сипатталған, егер келесі жүктеме қадамының әрекетінің соңы бастапқы консолидацияның аяқталуымен және тәуелділік графигі бойынша кеуектілік коэффициентімен сәйкес келсе e - log σ"тігінен күрт төмендейді, қисық екінші реттік консолидация кезеңіне енеді. Түсіру кезінде қисық бастапқы біріктірудің соңғы нүктесіне оралып, артық шоғырландыру қысымының әсерін жасайды. Көрсеткішті анықтау үшін есептеу әдістерін ұсынатын бірқатар жұмыстар бар p».

а) ә) V)

G) д) д)

ж) з) Және)

Кімге) л) м)

м) О)

Әдістері:

A)Касагранд, б)Бурмистер, в) Шемертман,G)Акай, e)Джанбу, е) Селфорс, ж) Пачеко Сильва, з)Баттерфилд және)Бурланд, Кімге)Джейкобсен, л)Ван Зельст, м)Бекер, n)Сенол және Сагламер, О)Thø герсен

Күріш. Сурет 1. Топырақтың құрылымдық беріктігін әртүрлі әдістермен анықтауда қолданылатын сығымдау сынақтарының нәтижелерін графикалық өңдеу схемалары.

Жалпы, қысу сынақтарының нәтижелері бойынша қайта шоғырландыру қысымын анықтаудың графикалық әдістерін төрт негізгі топқа бөлуге болады. Бірінші топшешімдер кеуектілік коэффициентінің тәуелділігін қамтиды ( e)/тығыздық (ρ) / салыстырмалы деформация ( ε )/дыбысты өзгерту ( 1+e) тиімді кернеулерден (σ" ). Графиктер келтірілген сипаттамалардың бір немесе екі логарифмін алу арқылы түзетіледі, бұл қысу қисығының кесінділерінің түзетілуіне және қажетті нәтижеге әкеледі ( p «)экстраполяцияланған түзетілген кесінділерді кесіп өту арқылы алынады. Топқа Касагранде, Бурмистер, Шемертман, Джанбу, Баттерфилд, Ойкава, Хосе, Шридхаран және т.б., Оницука және т.б. әдістері кіреді. Екінші топконсолидация жылдамдығын тиімді кернеулермен байланыстырады, бұл әдістер: Akai, Christensen-Janbu және Thøgersen. Ең қарапайым және дәл үшінші топтың әдістері - энергетикалық әдістердеформацияны талдау: Тавенас, Беккер, Штамм энергиясы-Лог кернеуі, Нагарадж және Шриниваса Мерти, Сенол және Сагламер, Фрост пен Ванг және т.б.Беккер және басқалар жалпы деформация энергиясы арасындағы сызықтық байланысты бағалайды. Вжәне түсіру және қайта жүктеусіз тиімді кернеу. Шын мәнінде, барлық энергетикалық әдістер ғарышта көрсетіледі. В- σ" , сондай-ақ Баттерфилд әдісі далада шығарылады журнал(1+e)-журнал σ". Егер Касагранд әдісі реконсолидация қысымын негізінен графиктің ең қисық бөлігіне бағыттаса, онда энергетикалық әдістер қысу қисығының еңісіне дейін ортасына бейімделеді. p». Бұл әдістердің артықшылығын мойындаудың бір бөлігі олардың салыстырмалы жаңалығына және осы белсенді дамып келе жатқан топтың жаңа әдісін әзірлеу мен жетілдіруде атап өтуге байланысты. Төртінші топқисықтарды графикалық өңдеуге арналған әртүрлі стандартты емес тәсілдермен әдістерді біріктіреді, оларға Джейкобсен, Селфорс, Пачеко Силва, Эйнав және Картер және т.б. әдістері жатады. 10, 19, 22-24 көздерінде келтірілген талдау негізінде, 30, 31, 43-46] ең көп тарағандары Casagrande, Butterfield, Becker, Strain Energy-Log Stress, Sellfors және Pacheco Silva графикалық әдістері екенін атап өтеміз, Ресейде негізінен Casagrande әдісі қолданылады.

Айта кету керек, егер, анықтау мақсатында YSR (немесе OCR) бір мән жеткілікті б көшнемесе p» , содан кейін қысу қисығының алдыңғы және кейінгі түзу бөліктерін таңдағанда б көшдеформация сипаттамаларын алу кезінде екі негізгі нүктені алған жөн: минимум б көш/минжәне максимум б көш / мбалтақұрылымдық беріктігі (1а-сурет). Мұнда бастапқы және аяқталу бөлімдеріне жанама тоқтау нүктелерін қолдануға немесе Касагранде, Селфорс және Пачеко Сильва әдістерін қолдануға болады. Сығымдау параметрлерін зерттеуге арналған нұсқаулық ретінде сонымен қатар сәйкес минималды және максималды құрылымдық беріктік көрсеткіштерін анықтау ұсынылады. физикалық қасиеттерітопырақ: ең алдымен кеуектілік және ылғалдылық коэффициенттері.

Бұл жұмыста көрсеткіш б көшболды ASIS NPO Geotek кешенінде ГОСТ 12248 белгіленген стандартты әдіс бойынша алынған. Анықтау үшін б көш бірінші және кейінгі қысым кезеңдері топырақ үлгісінің салыстырмалы тік деформациясы ретінде қабылданатын топырақ үлгісін сығу басталғанға дейін 0,0025 МПа тең қабылданады. e >0,005. Құрылымдық беріктікқысу қисығының бастапқы кесіндісі арқылы анықталды eмен = f(lg σ" ), Қайда eмен - жүктеме кезіндегі кеуектілік коэффициенті мен. Бастапқы түзу кесіндіден кейінгі қисық сызықтың айқын үзілу нүктесі топырақтың құрылымдық сығу беріктігіне сәйкес келеді. Нәтижелерді графикалық өңдеу де Касагранд пен Беккердің классикалық әдістерін қолдану арқылы жүзеге асырылды. . ГОСТ 12248 бойынша көрсеткіштерді анықтау нәтижелері және Касагранд пен Беккер әдістері бір-бірімен жақсы корреляцияланады (корреляция коэффициенттері r=0,97). Мәндерді алдын ала біле отырып, сіз екі әдісті қолдана отырып, ең дәл нәтижелерді ала аласыз. Іс жүзінде әдіс Графиктің басында жанама таңдағанда Беккер біршама қиынырақ көрінді (1м-сурет).

Зертханалық мәліметтерге сәйкес мәндер өзгереді б көш саздақтар үшін 0-ден 188 кПа-ға дейін, саздар үшін 170-ке дейін, құмды саздар үшін 177-ге дейін.Максималды мәндер, әрине, үлкен тереңдіктен алынған үлгілерде белгіленеді. Көрсеткіштің өзгеруінің тереңдікке тәуелділігі де анықталды. сағ = 0,79):

б көш = 19,6 + 0,62· h.

Өзгергіштік талдау ОМЕНР(2-сурет) 20 м-ден төмен топырақтар қалыпты жағдайда тығыздалатынын көрсетті, яғни. құрылымдық беріктігі ішкі қысымнан аспайды немесе сәл асып кетеді ( OCR ≤1 ). Өзеннің сол жағалауында Обь 150-250 м аралықта сидеритпен, гетитпен, хлоритпен, лепохлоритпен және цементпен берік цементтелген жартылай жартасты және тасты топырақтар, сондай-ақ құрылымдық беріктігі 0,3 МПа-дан жоғары дисперсті топырақтар асты мен қабат аралықтары аз. цементтеудің топырақтардың құрылымдық беріктігіне әсері, бұл жұмыстағы ұқсас нақты материалдарды жүйелеумен расталады. Неғұрлым төзімді топырақтардың болуы осы аралықта мәндердің үлкен таралуын тудырды, сондықтан олардың көрсеткіштері тәуелділік графигіне кірмеді. ОМЕНРбүкіл аумаққа тән емес тереңдіктен. Бөлімнің жоғарғы бөлігі үшін индекс мәндерінің шашырауы әлдеқайда кең екенін атап өткен жөн - жоғары тығыздалғанға дейін (2-сурет), өйткені аэрация аймағының топырақтары көбінесе жартылай қатты жерде кездеседі. және қатты үш фазалы күй және олардың ылғалдылығының жоғарылауымен ( r\u003d -0,47), толық ылғал сыйымдылығы ( r= -0,43) және судың қанығу дәрежесі ( r= -0,32) құрылымдық беріктігі төмендейді. Сондай-ақ, жоғарыда атап өтілгендей, сусымалы консолидацияға көшу мүмкіндігі бар (тек бөлімнің жоғарғы бөлігінде ғана емес). Бұл жерде құрылымдық беріктігі бар топырақтар өте әртүрлі екенін атап өткен жөн: кейбіреулері қанықпаған екі фазалы күйде болуы мүмкін, басқалары механикалық кернеуге сезімталдықтың өте жоғары коэффициентіне және сусылуға бейімділікке ие болуы мүмкін, басқалары цемент, төртінші жай ғана жеткілікті күшті. , таяз тереңдікте кездесетін толық суға қаныққан сазды топырақтар.

Зерттеу нәтижелері алғаш рет Томск облысындағы топырақтың бастапқы күйінің маңызды көрсеткіштерінің бірін – оның құрылымдық беріктігін бағалауға мүмкіндік берді, ол аэрация аймағынан өте кең диапазонда өзгереді, сондықтан ол қажет. топырақтың физикалық-механикалық қасиеттерін анықтау үшін сынау алдында әрбір жұмыс орнында анықталуы керек. Алынған мәліметтерді талдау көрсеткіштің өзгергенін көрсетті OCR 20-30 метрден төмен тереңдікте маңыздылығы аз, топырақтар әдетте тығыздалады, бірақ топырақтардың механикалық сипаттамаларын анықтау кезінде олардың құрылымдық беріктігін де ескеру қажет. Зерттеу нәтижелерін қысу және ығысу сынақтарында, сондай-ақ табиғи құрылымы бар үлгілердің бұзылған күйін анықтау үшін пайдалану ұсынылады.

Рецензенттер:

Савичев О.Г., геология ғылымдарының докторы, Томск политехникалық университетінің Табиғи ресурстар институтының гидрогеология, инженерлік геология және гидрогеоэкология кафедрасының профессоры, Томск қ.

Попов В.К., геология-математика ғылымдарының докторы, Томск политехникалық университетінің Табиғи ресурстар институтының гидрогеология, инженерлік геология және гидрогеоэкология кафедрасының профессоры, Томск қ.

Библиографиялық сілтеме

Крамаренко В.В., Никитенков А.Н., Молоков В.Ю. ТОМСК ОБЛЫСЫ АУМАҒЫНДАҒЫ САЗДАЙ ТОПЫРАҚТАРДЫҢ ҚҰРЫЛЫМДЫҚ БЕРІКТІЛІГІ ТУРАЛЫ // Қазіргі мәселелерғылым мен білім. - 2014. - No 5.;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14703 (кіру күні: 01.02.2020). Назарларыңызға «Академиясы жаратылыстану тарихы» баспасынан шыққан журналдарды ұсынамыз.

Жоғарыда біз құрылымдық беріктігі жоқ, яғни аз ғана қысымның әсерінен тығыздалған топырақтың деформациясын қарастырдық. Бұл құбылыс әдетте өте әлсіз топырақтарға тән.

Көп жағдайда табиғи топырақтар үстіңгі қабаттардың қысымымен тығыздалады. Тығыздау нәтижесінде топырақ бөлшектері жақындап, олардың арасында су-коллоидтық байланыстар пайда болды. Белгілі бір жағдайларда топырақтардың ұзақ мерзімді болуы процесінде оларда нәзік кристалдану байланыстары қосымша пайда болуы мүмкін. Жалпы алғанда, бұл байланыстар топыраққа белгілі бір күш береді, бұл деп аталады құрылымдық беріктігітопырақ б көш.

Құрылымдық беріктіктен төмен қысымда ( б

), ол су-коллоидтық және кристалдану байланыстары арқылы қабылданса, тығыздау іс жүзінде дамымайды. Тек қашан p>p көштопырақтың тығыздалуы орын алады. Құрылымдық беріктіктің нақты мәнін анықтау қиын, өйткені топырақ құрылымының ішінара бұзылуы сынама алу кезінде орын алады, сонымен қатар үлгіні қысу кезінде құрылымның бұзылуы алдымен бөлшектің жеке ең кернеулі нүктелерінде болады. төмен қысымда да байланыста болады. Қысым жоғарылаған сайын жанасу нүктелеріндегі қирау тез артады, ал процесс үлгінің барлық көлемінде топырақтың нығыздалу сатысына өтеді (3.4.а. сурет).

Күріш. 3.4. Қарапайым (а) және жартылай логарифмдік (б) координаталық жүйелердегі құрылымдық беріктігі бар топырақтың сығылу қисықтары.

Жартылай логарифмдік координаттарда салынған қысу қисығын пайдаланғанда топырақтың бастапқы сығылудың басталуы айқынырақ ашылады (3.4.б-сурет). Бұл жағдайда бастапқы қысу қисығы түзу болады SD. Осы түзудің жалғасы көлденең (үзік) сызықпен қиылысуға дейін ЕО»бастапқы кеуектілік коэффициентінің мәніне сәйкес e o, мәнін табуға мүмкіндік береді б о, бұл құрылымдық беріктіктің мәні ретінде қарастырылуы мүмкін.

Топырақтың құрылымдық беріктігін үш осьтік сығымдау құрылғысында сынау кезінде (Е.И.Медков бойынша) топырақтың бүйірлік қысымының өзгеруінің нәтижелерімен немесе кеуекті суда қысымның пайда болу сәтімен де анықтауға болады.

Белгілі бір жуықтауы бар қысу қисығының теңдеуін К.Терзаги көрсеткендей логарифмдік тәуелділік түрінде беруге болады:

, (3.11)