Производные фазовые характеристики - раздел Механика, Механика грунтов курс лекций Производные Фазовые Характеристики Рассчитываются По Основным И Служат Для Де...
Производные фазовые характеристики рассчитываются по основным и служат для детальной характеристики и классификации грунтов. К ним относятся: плотность сухого грунта ρd, пористость n, коэффициент пористости е, степень (коэффициент) водонасыщения Sr.
Плотность сухого грунта ρd — отношение массы частиц грунта к полному объему грунта
ρd=ms/V (2.4)
Единица измерения — г/м3, г/см3.
Учитывая основные характеристики:
ρ — плотность грунта и ω — природную влажность, имеем:
ρd=ms* ρ/m= ρ*ms/(ms+mω)= ρ/(1+mω/ms)= ρ/(1+ω)
Плотность сухого грунта рассчитывается по формуле
ρd= ρ/(1+ω) (2.5)
весовая характеристика — удельный вес сухого грунта, кН/м3;
γd=ρd*g
Плотность сухого грунта используется при определении оптимальной влажности, а так же для оценки качества уплотнения через коэффициент уплотнения:
Кcom=ρd/ ρdmax
где ρd — плотность сухого грунта, достигнутая в результате уплотнения;
ρdmax — максимальная плотность сухого грунта при оптимальной влажности.
В процессе возведения земляного полотна железных и автомобильных дорог, а так же грунтовых плотин и дамб необходимо обеспечивать определенную плотность отсыпаемого грунта для того, чтобы при эксплуатации, особенно в начальный период, избежать больших деформаций из-за уплотнения грунтового массива. Этого добиваются различными способами — направленным взрывом, трамбовкой, укаткой и др.
При этом на степень уплотнения существенное влияние оказывает влажность грунта. Установлено, что существует такая влажность, при которой эффект от этого уплотнения будет максимальным. Эта влажность называется оптимальной Wopt.
О степени уплотнения нельзя судить по величине плотности ρ, т. к. с увеличением влажности растёт и плотность, поэтому используют другую фазовую характеристику ρd — плотность сухого грунта.
Рис.2.2. График для определения оптимальной влажности
Из графика зависимости плотности сухого грунта ρd, достигнутой в результате стандартного уплотнения, от влажности видно, что максимальной плотности соответствует определенное значение оптимальной влажности.
Отсюда, максимальная плотность (стандартная плотность) ρdmax — это наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения. Оптимальная влажность Wopt — это значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.
Пористость n — отношение объема пор к полному объему грунта:
По степени (коэффициенту) водонасыщения крупнообломочные грунты и пески подразделяют на разновидности: малой степени водонасыщения (Sr≤0,5); средней степени (0,5<Sr≤0,8) и насыщенные водой (Sr>0,8).
Степень водонасыщения рассчитывается по формуле:
Sr= ω* ρs/е *ρω (2.11)
Где ρω – 1г/см3 – плотность воды.
В заключении рассмотрим еще три фазовые характеристики.
Предположим, что грунт полностью насыщен водой Sr=1. Тогда из формулы (2.11) можно определить влажность при полном водонасыщении или полную влагоёмкость грунта:
Wsat=е*ρ*W/ρs , (2.12)
а с помощью формулы ρd= ρ/(1+W) определяется плотность при полном водонасыщении:
ρsat= ρd*(1+Wsat)
и соответственно, удельный вес при полном водонасыщении:
γsat=γd*(1+Wsat) или γsat= ρsat*g (2.13)
Для полностью водонасыщенных грунтов в практических расчетах часто необходимо учитывать взвешивание его водой. Удельный вес грунта γsb с учетом взвешивающего действия воды можно найти по следующей формуле:
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:
Производные фазовые характеристики
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Основные задачи механики грунтов
Многообразие проблем, рассматриваемых в механике грунтов, можно свести к следующим основным задачам:
1. Исследование физико-механических свойств структурно-неустойчивых грунтов, т.е. проса
Грунт как многокомпанентная среда
Грунты состоят из отдельных минеральных частиц различной крупности и состава. однако минеральные зерна не занимают всего объёма грунта, между частицами остаются пустоты, которые в совокупности обра
Твердая фаза. Определение вида несвязных грунтов
Свойства твердой фазы (скелета грунта) зависят от гранулометрического, минералогического состава и формы частиц.
Гранулометрический состав в природных грунтах определяется размером
Жидкая фаза
Наличие жидкой фазы оказывает большое, часто определяющее влияние на свойства грунтов. Поровая жидкость преимущественно представлена водой. В зависимости от интенсивности электромалекулярных сил по
Газообразная фаза
Поровой газ подразделяют на свободный, защемлённый и растворённый.
Свободный газ через поровое пространство сообщается с атмосферой и не оказывает существенного влияния на механичес
Фазовые характеристики грунтов
Представляя трехкомпонентную или трехфазную среду, грунт имеет общую массу — m, массу частиц или массу скелета грунта — ms, массу воды — mω, общий объем грунта — V, объем
Фильтрация воды в грунтах. Закон Дарси.
Важной особенностью грунтов, как дисперсных (мелкораздробленных) пористых тел, является их водонепроницаемость, т.е. способность фильтровать воду.
В грунтах различают связанную и св
Начальный гидравлический градиент
Закон Дарси выполняется преимущественно для песков (рис 2.3.). в глинистых грунтах фильтрация может вообще не иметь место.
Движение воды в глинах начинается лишь после преодоления некоторо
Гидродинамическое давление. Суффозия и кальматаж.
Гидродинамическим давлением называется давление движущейся воды на скелет грунта. По величине гидродинамическое давление равно сопротивлению движению воды, а по направлению — противоположно ему. Ги
Деформационные характеристики
Деформационные свойства грунтов необходимы при изучении закономерностей, связывающих деформации с напряжениями
Изучение деформируемости обычных материалов производится при
Природа прочности горных пород (грунтов)
Под действием внешней нагрузки в отдельных точках (областях) грунта эффективные напряжения могут превзойти внутренние связи между частицами грунта, при этом возникнут сдвиги одних частиц или
Предельное сопротивление грунтов сдвигу. Закон Кулона.
Для изучения предельного сопротивления грунтов сдвигу, разработаны специальные приборы и методики испытаний. Наиболее распространенными в настоящее время являются сдвиговые приборы.
Испытание прочности грунтов по методу шарового штампа
Этот метод применяется для исследования дисперсных связных и вязких грунтов как в полевых, так и в лабораторных условиях. Метод основан на измерении осадки штампа сферической формы при некоторой по
Испытания грунтов на сдвиг при простом и трехосном сжатии
Испытание на простое (одноосное) сжатие возможно только для тугопластичных и твердых глинистых грунтов, из которых могут быть вырезаны образцы цилиндрической или призматической формы.
Фазы работы грунта в основаниях сооружений
Анализируя закономерности нарастания внешних воздействий (осадок штампа с ростом нагрузки), Н.М. Герсеванов в 1930году выделил три участка графика, соответствующие трем фазам работы грунта (рис 11.
Влияние неоднородности основания на распределение напряжений.
При наличии в основании слоев с существенно разной сжимаемостью (различающейся в несколько раз) характер распределения напряжений изменяются.
1) при наличии жесткого подстилающего слоя нап
Распределение напряжений от собственного веса грунта.
Важным фактором для оценки работы грунтов основания является напряженное состояние, возникающее от их собственного веса.
При горизонтальной поверхности грунта вертикальное напряжение
Понятие о прочности устойчивости оснований.
Известно, что работа основания сооружения характеризуется темя фазами работы грунта:
- I фазой уплотнения;
- II фазой локального нарушения прочности;
- III фазой нарушени
Первая критическая нагрузка. Расчетное сопротивление грунта.
Первая критическая нагрузка для связных грунтов
Нагрузка, являющаяся границей между I и II фазами работы грунта основания (первая критическая нагрузка), соответствует появлению пред
Виды деформации грунтов и причины их обусловливающие.
Определение деформаций грунтов под действием внешних сил имеет огромное значение для практики проектирования фундаментов сооружений.
Факторами, определяющими долговечность сооружений, явля
Упругие деформации грунтов и методы их определения.
Грунты, представляющие собой сложные дисперсные природные образования, можно рассматривать как упругие тела лишь при определенных условиях.
При действии местной нагрузки (большей структурн
Определение конечной осадки сооружения
Исходные положения для вычисления осадки сооружения.
В зависимости от геологического строения грунтового основания применяют одну из следующих расчетных моделей:
- при боле
Определение хода осадок во времени
Достижение конечной осадки может быть растянуто во времени на десятки, сотни лет. Длительность хода осадки связано со многими факторами и прежде всего с водопроницаемостью водонасыщенных грунтов.
Учет влияния на осадку сооружения соседних фундаментов.
При возведении сооружений в условиях существующей застройки осадки сооружений старой застройки возобновляется. Это происходит в связи с повышением сжимающих напряжений в толще основания от нагрузки
Виды сопротивления основания.
Если увеличить общую нагрузку Р на фундамент, его осадка S будет возрастать. График зависимости осадки (рис 6.1) от равномерного давления Р на основание называется кривой осадки:
Р=Р/F,
Расчет несущей способности основания.
Общую максимальную нагрузку от фундамента, которую может выдержать основание без разрушения, называют его несущей способностью (Ф). несущая способность основания зависит от размеров его площ
Грунтовые откосы
Грунтовые откосы являются наиболее сложными искусственно-естественными образованиями, которые нередко обрушаются и приводят к авариям. При проектировании железнодорожной линии важно учитывать не то
Сопротивление грунта сдвигу.
Грунт обладает на откосе значительной потенциальной энергией. Она переходит в кинетическую энергию движения грунта под действием многих факторов, главным из которых является предельное равновесие.
Временные откосы
Откосы котлованов и траншей имеют временное значение и находятся в состоянии непрерывного медленного движения грунта на склонах, которые делятся на сезонные, захватывающие поверхностные слои грунта
Методы расчета устойчивости откосов.
На практике в нашей стране чаще всего применяют метод круглоцилиндрической поверхности скольжения. Наиболее широко применяемые методы расчета устойчивости склонов (откосов) основаны на так называем
Общее понятие.
Скальные откосы являются непременной конструкцией железнодорожного пути в горных странах. От их устойчивости зависит нормальное функционирование железной дороги.
Устойчивостью скальных отк
Подпорные стены.
7.3.1. Общие понятия. Типы подпорных стенок
Подпорные стенки представляют собой искусственные инженерные сооружения, позволяющие сопрягать различные
Оценка устойчивости подпорной стенки
Оценка устойчивости подпорной стены включает в себя определение давления грунта, проверку стены на прочность и устойчивость против опрокидывания и плоского сдвига. (М.Н. Гольдштейн)
Уст
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов