рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры
- Раздел Механика
- /
- Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона.
Реферат Курсовая Конспект
Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона.
Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона. - раздел Механика, Механика грунтов курс лекций Для Изучения Предельного Сопротивления Грунтов Сдвигу, Разработаны Специальны...
Для изучения предельного сопротивления грунтов сдвигу, разработаны специальные приборы и методики испытаний. Наиболее распространенными в настоящее время являются сдвиговые приборы.
Рис.3.8. Схемы приборов прямого сдвига с нижней (а) и верхней (б) подвижными каретками: 1-штамп; 2-верхняя каретка; 3-нижняя каретка; 4-водоприемная камера; 5-зона принудительного среза.
Существует много конструктивных разновидностей сдвиговых приборов, среди которых можно выделить две группы:
1) приборы со ступенчатым загружением;
2) приборы с непрерывным загружением.
Испытанию подвергаются образцы грунта с ненарушенной структурой, иногда с нарушенной структурой, иногда с нарушенной с заданными исходными значениями плотности, влажности (напр. для песков).
Образец грунта помещается в металлическое кольцо, разделенное на части — подвижную и неподвижную обоймы. Подвижной может быть как нижняя, так и верхняя обоймы между обоймами до проведения опыта устанавливается небольшой зазор, который необходимо сохранять в течении всего опыта. Таким образом, создается фиксированная плоскость, по которой произойдет срез подвижной части грунта относительно неподвижной.
Вертикальное нормальное напряжение в плоскости сдвига создается с помощью рычажной системы в предположении, что нормальные напряжения в плоскости сдвига распределены равномерно, т. е. Вертикально приложенной силе, деленной на площадь образца. Нормальное напряжение сохраняется в течении всего опыта постоянным. Образец грунта до приложения сдвигающей силы обжимается некоторое время, зависящее от вида грунта, нормальным приложением Ϭ=Ϭ'=0,1 мПа. Будем теперь в подвижной обойме отдельными ступенями прикладывать сдвигающую силу τ через соответствующую рычажную систему.
Под действием приложенной ступени горизонтальной сдвигающей силы подвижная часть грунта начнет перемещаться относительно подвижной. За величиной перемещения наблюдают с помощью специальных измерителей (индикаторов часового типа).
Предельное сопротивление грунта сдвигу выражается в виде предельных касательных напряжений τпр=f(Ϭ) и определяется на приборах непрерывного нагружения. По результатам испытаний строят диаграмму, откладывая по вертикальной оси предельное сдвигающее напряжение τ, а по горизонтальной Ϭ уплот. Давление.
Диаграмма предельных сопротивлений сдвигу для сыпучих грунтов может быть принята за прямую, исходящую из начала координат (для идеально сыпучих грунтов), и наклоненную под углом φ к оси давлений
Рис. 3.9. Кривые сопротивлений сдвигу сыпучих грунтов
а)- перемещений S при сдвиге (1-3 при различных давлениях); б) — предельных сопротивлений сдвигу τпр=f(Ϭ)
Согласно диаграмме сдвига для сыпучих грунтов, любое предельное сдвигающее напряжение τпредi=Ϭi*tgφ.
Или, обозначив коэффициент пропорциональности tgφ=f,
получим τпредi=f*Ϭi.
Так как сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление их трению, то угол φ носит название угла внутреннего трения, а величина f= tgφ – коэффициент внутреннего трения.
Последнее соотношение является основной прочностной зависимостью для сыпучих грунтов, установленной в 1773г Шарлем Кулоном, и формулируется следующем образом: «Предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трению, прямо пропорциональное нормальному давлению.»
Связные грунты (глины, суглинки и супеси) отличаются от грунтов несвязных (сыпучих) тем, что частицы и агрегаты частиц этих грунтов связаны между собой пластичными и частично жесткими связями, при этом сопротивление их сдвигу будет в высокой степени зависеть от их связности (сил сцепления).
Основными видами испытаний связных грунтов на сдвиг будут испытания: по закрытой системе (неконсолидированно — недренированные) и по открытой системе (консолидированно — дренированные).
Рис. 3.10 Кривые предельных сопротивлений сдвигу связных глинистых грунтов в условиях закрытой системы.
а- зависимость сопротивления сдвигу от влажности; б- кривая сдвига при быстром (недренированном) срезе.
Кривая (а) показывает существенное влияние плотности — влажности грунта на его сопротивление сдвигу. Вторые кривые (б) константируют, что при недренированном испытании и сохранении влажности грунта предельное сопротивление сдвигу (перед τ) практически не зависит от величины внешнего давления (сжимающего напряжения Ϭ), изменяясь при изменении плотности-влажности грунта.
Другой характер имеют кривые сдвига связных грунтов, испытываемых по открытой (консолидированно-дренированной) системе.
Как показывают многочисленные испытания, кривая консолидированного сдвига связных грунтов изменяется в довольно большом диапазоне давлений, удовлетворяющих строительную практику (от Ϭо≈0,5 до Ϭφ=5-7 кгс/см2≈0,5-0,7 мПа)
Диаграмма предельных сопротивлений сдвигу для связных (глинистых) грунтов, исходящая из точки Ϭ`, может быть принята за наклонную под углом φ к оси давления, согласно которой предельное сдвигающее напряжение.
τ предi=с+ tgφ* Ϭi, а т.к. tgφ=f, то уравнение приобретает следующий вид:
τ предi=с+f*Ϭi, где τ предi – предельное сопротивление сдвигу; tgφ=f – коэффициент внутреннего трения.
Рис. 3.11. Кривая предельных сопротивлений сдвигу связных глинистых грунтов в условиях открытой системы
Уравнение выражает закон Кулона для связных грунтов и формируется следующим образом: предельное сопротивление сдвигу связных грунтов при завершенной их консолидации есть функция первой степени от нормального давления (сжимающего напряжения)
Сопротивляемость сдвигу Sрω, как величина удельного сопротивления сдвигу имеет размерность кгс/см2(мПа).
Необходимо отметить различия в понятиях сопротивления и сопротивляемости грунта сдвигу.
Сопротивление S сдвигу некоторого объема грунта со сдвигом его по некоторой поверхности на данной площадке определяется как
S=Sрω*ω (3.17)
Сопротивляемость грунтов сдвигу в общем виде с учетом влияния у плотности – влажности можно представить:
Sрω-е=р* tgφ*ω+Σ ω+сс, (3.18)
Где р – нормальное напряжение по данной площадке;
φω-е – угол внутреннего трения при влажности ω и плотности е
(коэффициент пористости)
Σ ω-е – связность породы водно-коллоидной природы и обоатимого
характера при влажности ω и плотности е
сс – жесткое структурное сцепление с характером необратимых связей.
Sрω, Σ ω и сс имеют размерность напряжений. Соответствующие индексы, Sрω, φ ω-е, Σ ω указывают на зависимость всех этих показателей от влажности ω, а сопротивляемость породы сдвигу Sрω – в общем случае и от величины нормального напряжения р.
Таким образом, сопротивляемость породы сдвигу и её прочность в общем случае определяются: 1) силами внутреннего трения в породе, зависящими от величины нормального напряжения р; 2) связностью Σ ω породы; 3) величиной свойственного ей структурного сцепления сс.
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
Механика грунтов курс лекций
Государственное образовательное учреждение профессионального высшего образования... Ростовский Государственный университет путей сообщения...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона.
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
| Твитнуть |
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Реклама
Информация в виде рефератов, конспектов, лекций, курсовых и дипломных работ имеют своего автора, которому принадлежат права. Поэтому, прежде чем использовать какую либо информацию с этого сайта, убедитесь, что этим Вы не нарушаете чье либо право.
© copyright 1999 - 2024 allRefs.net. Все права защищены. Страница сгенерирована за: 0.023 сек.
Новости и инфо для студентов