استحکام ساختاری خاک چقدر است؟ خاک های فروریخته: انواع و ویژگی ها روش تعیین تراکم خاک تأثیر گرادیان اولیه سر

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

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

در این حالت تنش اولیه در اسکلت خاک:

Pz 0 = پ – پ w O. (5.58)

تغییر شکل نسبی آنی اسکلت خاک

 0 = متر v (پ – پ w O). (5.59)

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

 w = متر w پ w O n , (5.60)

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

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

 0 =  w = . (5.61)

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

. (5.62)

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

. (5.63)

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

, (5.64)

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

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

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

. (5.65)

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

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

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

5.5. تأثیر گرادیان سر اولیه

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

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

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

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

tg من = من 0 . (5.66)

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

, (5.67)

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

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

جایگزینی مقدار zحداکثر در (5.68)، دریافت می کنیم

. (5.69)

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

. (5.70)

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

مقاومت ساختاری خاک

فشار پیش آب بندی

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

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

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

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

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

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

7. Tsytovich N.A.// مواد کنفرانس همه اتحادیه در مورد ساخت و ساز در خاک های ضعیف اشباع از آب. - تالین، 1965. - ص 5-17.

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

9. Becker, D.B., Crooks, J.H.A., Been, K., and Jefferies, M.G. کار به عنوان معیاری برای تعیین تنش های درجا و تسلیم در خاک رس // مجله ژئوتکنیک کانادا. - 1987. - جلد. 24. شماره 4. - پ. 549-564.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

29. خوزه بابو تی. Sridharan Asur; آبراهام بنی متیوز: روش ورود به سیستم برای تعیین فشار پیش تحکیم // ASTM Geotechnical Testing Journal. - 1989. - ج12، شماره 3. - پ. 230-237.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

46. Solanki C.H., Desai M.D. فشار پیش تحکیم از شاخص خاک و ویژگی‌های پلاستیسیته // دوازدهمین کنفرانس بین‌المللی انجمن بین‌المللی روش‌ها و پیشرفت‌های کامپیوتری در ژئومکانیک. - گوا، هند - 2008.

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

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. et al. استفاده از انرژی کرنش به عنوان معیار تسلیم و خزش برای خاک‌های رس با بیش از حد تثبیت شده // ژئوتکنیک. - 1979. - جلد. 29.-ص. 285-303.

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

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

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

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

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

اهداف پژوهش شامل بررسی و نظام‌بندی روش‌های به‌دست‌آمدن بود خیابان p، تعیین آزمایشگاهی ترکیب خاک و خصوصیات خصوصیات فیزیکی و مکانیکی اصلی، مطالعه تغییرپذیری خیابان pبا عمق، مقایسه مقاومت سازه با فشار داخلی.

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

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

الف) ب) v)

ز) ه) ه)

ز) ح) و)

به) ل) م)

م) O)

مواد و روش ها:

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

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

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

لازم به ذکر است که اگر به منظور تعیین YSR (یا OCR) یک مقدار کافی است خیابان pیا پ" , سپس هنگام انتخاب مقاطع مستقیم منحنی فشار قبل و بعد خیابان pهنگام به دست آوردن ویژگی های تغییر شکل، مطلوب است که دو نکته کلیدی را به دست آوریم: حداقل خیابان p/ دقیقهو حداکثر خیابان p / مترتبرمقاومت ساختاری (شکل 1a). در اینجا می توان از نقاط شکست مماس بر بخش شروع و پایان استفاده کرد یا از روش های Casagrande، Sellfors و Pacheco Silva استفاده کرد. به عنوان دستورالعمل در مطالعه پارامترهای فشار، همچنین توصیه می شود شاخص های خواص فیزیکی خاک مربوط به حداقل و حداکثر مقاومت ساختاری را تعیین کنید: اول از همه، ضرایب تخلخل و رطوبت.

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

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

خیابان p = 19,6 + 0,62· ساعت.

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

نتایج مطالعات برای اولین بار ارزیابی یکی از مهمترین شاخص های وضعیت اولیه خاک در منطقه تومسک - استحکام ساختاری آن را که در محدوده بسیار وسیعی بالاتر از منطقه هوادهی تغییر می کند، ممکن ساخت. در هر مکان قبل از آزمایش برای تعیین خواص فیزیکی و مکانیکی خاک تعیین شود. تجزیه و تحلیل داده‌های به‌دست‌آمده نشان داد که این شاخص تغییر می‌کند OCRدر عمق کمتر از 20 تا 30 متر اهمیت کمتری دارند، خاک ها معمولاً متراکم می شوند، اما هنگام تعیین ویژگی های مکانیکی خاک باید استحکام ساختاری آنها را نیز در نظر گرفت. استفاده از نتایج تحقیق در آزمایش های فشاری و برشی و همچنین تعیین وضعیت آشفته نمونه های با ساختار طبیعی توصیه می شود.

داوران:

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

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

پیوند کتابشناختی

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

مجموع ذرات جامد اسکلت خاک را تشکیل می دهد. شکل ذرات می تواند زاویه ای و گرد باشد. مشخصه اصلی ساختار خاک است درجه بندی،که نسبت کمی کسری از ذرات با اندازه های مختلف را نشان می دهد.

بافت خاک به شرایط شکل گیری و تاریخچه زمین شناسی آن بستگی دارد و مشخصه ناهمگونی لایه خاک در مخزن است. انواع اصلی ترکیب خاک های رسی طبیعی به شرح زیر است: لایه ای، پیوسته و پیچیده.

انواع اصلی پیوندهای ساختاری در خاک:

1) تبلورپیوندها در خاک های سنگی ذاتی هستند. انرژی پیوندهای کریستالی با انرژی درون کریستالی پیوند شیمیایی اتم های منفرد متناسب است.

2)آب کلوئیدیپیوندها توسط نیروهای الکترومولکولی برهمکنش بین ذرات معدنی از یک سو و لایه‌های آب و پوسته‌های کلوئیدی از سوی دیگر تعیین می‌شوند. بزرگی این نیروها به ضخامت لایه ها و پوسته ها بستگی دارد. پیوندهای کلوئیدی آب پلاستیک و برگشت پذیر هستند. با افزایش رطوبت، آنها به سرعت به مقادیر نزدیک به صفر کاهش می یابند.

پایان کار -

این موضوع متعلق به بخش:

یادداشت های سخنرانی در مورد مکانیک خاک

اگر لازم داری مواد اضافیدر مورد این موضوع، یا آنچه را که به دنبال آن بودید پیدا نکردید، توصیه می کنیم از جستجو در پایگاه داده آثار ما استفاده کنید:

با مطالب دریافتی چه خواهیم کرد:

اگر این مطالب برای شما مفید بود، می توانید آن را در صفحه خود در شبکه های اجتماعی ذخیره کنید:

تمامی موضوعات این بخش:

ترکیب و ساختار خاک
خاک یک محیط سه جزئی است که از اجزای جامد، مایع و گاز تشکیل شده است. گاهی اوقات بیوتا در خاک - ماده زنده جدا می شود. اجزای جامد، مایع و گاز

خواص فیزیکی خاک
حجم معینی از خاک سه جزئی را با جرم تصور کنید

مفهوم مقاومت طراحی مشروط
مهمترین مشخصه ظرفیت باربری خاکها مقاومت طراحی است که به خواص فیزیکی و مکانیکی پایه و پارامترهای هندسی پی بستگی دارد.

خواص مکانیکی خاک
خواص مکانیکی خاک به عنوان توانایی آنها در مقاومت در برابر تغییرات حجم و شکل در نتیجه نیرو (سطح و جرم) و فیزیکی (تغییر رطوبت، دما و ...) درک می شود.

تغییر شکل پذیری خاک
تحت تأثیر بارهای منتقل شده توسط سازه، خاک های پی می توانند تغییر شکل های بزرگی را تجربه کنند. وابستگی پیش نویس تمبر را در نظر بگیرید

تست فشرده سازی، به دست آوردن و تجزیه و تحلیل منحنی های فشرده سازی
فشرده سازی عبارت است از فشرده سازی تک محوری یک نمونه خاک توسط یک بار عمودی در غیاب انبساط جانبی آن. آزمایش ها در یک دستگاه فشرده سازی - کیلومتر شمار (شکل 2.2.) انجام می شود.

مشخصات تغییر شکل خاک
با تغییر جزئی در تنش های فشاری (در حد 0.1 ... 0.3 مگاپاسکال)، کاهش ضریب تخلخل خاک متناسب با افزایش تنش فشاری است. ضریب تراکم پذیری

نفوذپذیری خاک
نفوذپذیری آب، خاصیت خاک اشباع از آب است که تحت تأثیر اختلاف فشار، جریان پیوسته ای از آب را از منافذ خود عبور دهد. طرح فیلتراسیون آب در عنصر را در نظر بگیرید

قانون فیلتراسیون آرام
به طور تجربی، دانشمندان دارسی دریافتند که نرخ فیلتراسیون با اختلاف فشار نسبت مستقیم دارد.

الگوهای فیلتراسیون آب در خاک های سست و منسجم
قانون دارسی برای خاک های شنی معتبر است. در خاکهای رسی، در مقادیر نسبتاً کمی از گرادیان فشار، فیلتراسیون ممکن است رخ ندهد. حالت فیلتر ثابت توسط تنظیم شده است

مقاومت خاک با برش تک صفحه
دستگاه برشی (شکل 2.6.) اجازه می دهد تا در تنش های معمولی مختلف، تنش های برشی محدود کننده ای را که در لحظه تخریب نمونه خاک رخ می دهد، تعیین کند. برش (تخریب)

مقاومت برشی در شرایط تنش پیچیده نظریه قدرت مور-کولن
تئوری مور-کولن استحکام خاک را در شرایط تنش پیچیده در نظر می گیرد. اجازه دهید تنش های اصلی به وجوه حجم اولیه خاک اعمال شود (شکل 2.8، a). با تدریجی

مقاومت خاک در حالت تحکیم نشده
موارد فوق مربوط به آزمایش خاک در حالت تثبیت شده است، یعنی زمانی که رسوب نمونه از اثر تنش فشاری متوقف شده است. با یک کنسول ناقص

روش های میدانی برای تعیین پارامترهای خواص مکانیکی خاک
در مواردی که گرفتن نمونه خاک از یک سازه دست نخورده برای تعیین ویژگی های تغییر شکل و مقاومت دشوار یا غیرممکن باشد، از روش های آزمایش میدانی استفاده می شود.

تعیین تنش در توده های خاکی
تنش ها در توده های خاک که به عنوان پی، محیط یا مصالح سازه عمل می کنند، تحت تأثیر بارهای خارجی و وزن خود خاک به وجود می آیند. وظایف اصلی محاسبه

مدل تغییر شکل های الاستیک موضعی و نیمه فضای الاستیک
هنگام تعیین تنش های تماسی، انتخاب مدل محاسبه پایه و روش حل مشکل تماس نقش مهمی ایفا می کند. گسترده ترین در عمل مهندسی است

تأثیر صلبیت پی بر توزیع تنش های تماسی
از نظر تئوری، نمودار تنش های تماسی در زیر یک پی صلب دارای شکل زینی با مقادیر بی نهایت زیاد تنش در لبه ها است. با این حال، به دلیل تغییر شکل های پلاستیکی خاک در عمل

توزیع تنش ها در پی خاک از وزن خود خاک
تنش های عمودی از وزن خود خاک در عمق z از سطح با فرمول تعیین می شود:

تعیین تنش ها در یک توده خاک از اثر بار موضعی روی سطح آن
توزیع تنش ها در پی به شکل پی در پلان بستگی دارد. در ساختمان سازی، فونداسیون های نواری، مستطیلی و گرد بیشترین کاربرد را دارند. بنابراین در مورد

مشکل عمل یک نیروی متمرکز عمودی
حل مسئله عمل نیروی متمرکز عمودی اعمال شده به سطح یک نیمه فضای الاستیک که در سال 1885 توسط J. Boussinesq به دست آمد، تعیین تمام اجزای تنش را ممکن می سازد.

کار مسطح عمل یک بار توزیع شده یکنواخت
طرحی برای محاسبه تنش ها در پایه در مورد یک مشکل صفحه تحت عمل یک بار توزیع یکنواخت با شدت

وظیفه فضایی عمل یک بار توزیع شده یکنواخت
در سال 1935، A. Lyav مقادیر تنش های فشاری عمودی را در هر نقطه به دست آورد.

روش نقطه گوشه
روش نقطه گوشه به شما امکان می دهد تنش های فشاری در پایه را در امتداد عمودی که از هر نقطه از سطح عبور می کند تعیین کنید. سه راه حل ممکن وجود دارد (شکل 3.9.).

تأثیر شکل و مساحت فونداسیون از نظر
روی انجیر 3.10. نمودارهای تنش معمولی در امتداد محور عمودی عبوری

استحکام و پایداری توده های خاکی. فشار خاک روی نرده ها
تحت شرایط خاص، ممکن است از دست دادن پایداری بخشی از توده خاک، همراه با تخریب سازه های در تعامل با آن باشد. مربوط به شکل گیری است

بارهای بحرانی بر روی خاک پی مراحل وضعیت تنش پی خاک
نمودار وابستگی را در شکل در نظر بگیرید. 4.1، الف. برای خاک منسجم، اولیه

بار بحرانی اولیه مربوط به حالتی است که حالت حدی در پایه زیر پایه فونداسیون در یک نقطه منفرد زیر صفحه فونداسیون اتفاق می افتد. ما در پایه انتخاب می کنیم

مقاومت طراحی و فشار طراحی
اگر اجازه دهیم در زیر کف پایه بارگذاری مرکزی به عرض b، نواحی تعادل نهایی تا یک عمق توسعه یابد.

بار بحرانی نهایی ری مربوط به تنش زیر پایه پی است، که در آن ظرفیت باربری خاک های پایه به پایان می رسد (شکل 4.1)، که باعث حرکت می شود.

روش های عملی برای محاسبه ظرفیت باربری و پایداری پی
اصول محاسبه پی پی بر اساس حالت حدی I (از نظر مقاومت و ظرفیت باربری خاکها). طبق SNiP 2.02.01-83 * ظرفیت باربری پایه در نظر گرفته می شود

شیب و پایداری شیب
شیب یک سطح ایجاد شده مصنوعی است که توده طبیعی خاک، حفاری یا خاکریزی را محدود می کند. شیب ها در حین ساخت انواع خاکریزها (سدها، سدهای خاکی) تشکیل می شوند

مفهوم ضریب پایداری شیب ها و شیب ها
ضریب پایداری اغلب به صورت زیر در نظر گرفته می شود: , (4.13) که در آن

ساده ترین روش ها برای محاسبه پایداری
4.4.1. پایداری شیب در خاک‌های سست ایده‌آل (φ ≠0؛ с=0)

محاسبه تأثیر نیروهای فیلتراسیون
اگر سطح آب زیرزمینی بالاتر از کف شیب باشد، جریان فیلتراسیونی به سطح آن می آید که منجر به کاهش پایداری شیب می شود. در این مورد، هنگام در نظر گرفتن

روش سطوح کشویی دایره ای
فرض بر این است که از دست دادن پایداری شیب (شیب) ممکن است در نتیجه

اقدامات برای بهبود پایداری شیب ها و شیب ها
یکی از مؤثرترین راه‌ها برای افزایش پایداری شیب‌ها و شیب‌ها، صاف کردن آن‌ها یا ایجاد پروفیل پلکانی با تشکیل سکوهای افقی (برم) در ارتفاع است.

مفاهیم اندرکنش خاک با سازه های محصور (فشار استراحت، فشار فعال و غیرفعال)
سازه‌های محصور به گونه‌ای طراحی شده‌اند که توده‌های خاک پشت خود را از فروریختن حفظ کنند. چنین ساختارهایی شامل دیوار حائل، و همچنین دیوارهای زیرزمین و

تعیین فشار غیرفعال
فشار غیرفعال زمانی رخ می دهد که دیوار به سمت خاک پس انداز حرکت می کند (شکل 4.9).

فرمول بندی مسئله
طرح‌های محاسباتی برای مشکل تعیین نشست پایدار نهایی پی از اثر باری که از طریق پایه پی به خاک منتقل می‌شود در شکل 1 نشان داده شده است. 5.1.

تعیین نشست یک لایه نیمه فضایی یا خاکی با ضخامت محدود قابل تغییر شکل خطی
محلول های سخت برای توزیع تنش ها در یک توده خاک همسانگرد همگن از بارهای اعمال شده بر سطح آن استفاده می شود. رابطه بین حل و فصل کف از بار مرکزی

روش های عملی برای محاسبه تغییر شکل های محدود پی های پی
5.2.1. محاسبه رسوبات با جمع لایه به لایه. روش جمع بندی لایه به لایه (بدون در نظر گرفتن امکان انبساط جانبی خاک) توسط SNiP 2.02.01-83* توصیه شده است.

محاسبه نشست ها به روش لایه معادل
لایه معادل لایه ای از خاک به ضخامت او است که نشست آن در اثر بارگذاری مداوم بر روی سطح p0 برابر با نشست خاک در نیمه فضای زیر هوا خواهد بود.

سخنرانی 9
5.3. روشهای عملی برای محاسبه نشست فونداسیون به موقع. اگر رسوبات رسی اشباع از آب در قاعده پی قرار دارند

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

انواع

دسته مورد بررسی شامل:

خاکهای لس (سوسس و لس).
خاک رس و لوم.
انواع دوغاب پوششی و لوم را جدا کنید.
زباله های صنعتی فله. این شامل، به ویژه، خاکستر، گرد و غبار رنده می شود.
خاکهای رسی گرد و غباربا مقاومت سازه ای بالا

اختصاصی

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

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

امکان تثبیت خاک های ضعیف در آزمایش های آزمایشگاهی با نسبت کاهش مقاومت در هنگام خیس شدن به نشانگر فشار موثر تعیین می شود.

خواص

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

اشباع خاک با آب در مناطق جنوبی، به طور معمول، 0.04-0.12 است. در مناطق سیبری، باند میانی، شاخص در محدوده 0.12-0.20 است. درجه رطوبت در حالت اول 0.1-0.3 است، در مورد دوم - 0.3-0.6.

استحکام سازه

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

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

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

ویژگی فرآیند

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

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

شرایط

برای رخ دادن یک کاوش، شما نیاز دارید:

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

این عوامل باید با هم کار کنند.

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

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

روش های تعیین تراکم خاک

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

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

نکات مهم

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

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

عوامل تاثیرگذار

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

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

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

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

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

وابستگی به ترکیب خاک

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

فشار اولیه

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

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

هدف نشانگر

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

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

رطوبت اولیه

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

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

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

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

مرطوب‌سازی نمونه‌های باقی‌مانده تا شاخص‌هایی انجام می‌شود که حد رطوبت را از اولیه تا اشباع کامل آب به فواصل نسبتاً مساوی تقسیم می‌کنند. سپس در دستگاه های فشرده سازی مورد بررسی قرار می گیرند.

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

ویژگی های تغییر شکل

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

برای محاسبه شاخص های احتمالی نشست پی و ناهمواری آنها از مدول تغییر شکل استفاده می شود. به عنوان یک قاعده، در زمینه تعیین می شود. برای این کار، نمونه های خاک با بارهای استاتیکی آزمایش می شوند. مقدار مدول تغییر شکل تحت تأثیر رطوبت، سطح چگالی، انسجام ساختاری و مقاومت خاک است.

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

ضریب تغییرپذیری تراکم پذیری

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

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

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

ویژگی های قدرت

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

انواع خاک های نشسته

در کل 2 عدد وجود دارد:

ته نشینی عمدتاً در ناحیه تغییر شکل پذیر پایه تحت تأثیر بار فونداسیون یا موارد دیگر رخ می دهد. عامل خارجی. در عین حال، تغییر شکل از وزن آن تقریباً وجود ندارد یا بیش از 5 سانتی متر نیست.
نشست خاک از توده آن امکان پذیر است. عمدتاً در لایه پایینی ضخامت و بیش از 5 سانتی‌متر رخ می‌دهد. تحت تأثیر یک بار خارجی، ممکن است در قسمت بالایی در محدوده منطقه تغییر شکل‌پذیر نشست نیز رخ دهد.

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

اطلاعات تکمیلی

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

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

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

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

مفاهیم اولیه دوره. اهداف و مقاصد دوره. ترکیب، ساختار، شرایط و مشخصات فیزیکیخاک ها

مفاهیم اولیه دوره.

مکانیک خاکفیزیک می خواند و ویژگی های مکانیکیخاک، روش های محاسبه وضعیت تنش و تغییر شکل پی ها، ارزیابی پایداری توده های خاک، فشار خاک بر سازه ها.

خاکبه هر سنگی که در ساخت و ساز به عنوان پایه سازه، محیطی که سازه در آن برپا شده است یا ماده ای برای سازه استفاده می شود، اطلاق می شود.

تشکیل سنگبه مجموعه ای از مواد معدنی که به طور منظم ساخته می شوند، که با ترکیب، ساختار و بافت مشخص می شود نامیده می شود.

زیر ترکیب بندیبه فهرستی از مواد معدنی تشکیل دهنده سنگ اشاره دارد. ساختار- این اندازه، شکل و نسبت کمی ذرات تشکیل دهنده سنگ است. بافت- آرایش فضایی عناصر خاک که ساختار آن را تعیین می کند.

همه خاکها به دو دسته طبیعی - آذرین، رسوبی، دگرگونی - و مصنوعی - فشرده، ثابت در حالت طبیعی، حجیم و آبرفتی تقسیم می شوند.

اهداف درس مکانیک خاک.

هدف اصلی این دوره آموزش به دانشجو است:

قوانین اساسی و مقررات اساسی مکانیک خاک؛

خواص خاک و ویژگی های آنها - فیزیکی، تغییر شکل، قدرت.

روش های محاسبه وضعیت تنش توده خاک؛

روشهای محاسبه مقاومت خاک و رسوب.

ترکیب و ساختار خاک.

خاک یک محیط سه جزئی متشکل از جامد، مایع و گازاجزاء. گاهی اوقات در زمین جدا می شود موجودات زنده- ماده زنده اجزای جامد، مایع و گاز در تعامل دائمی هستند که در نتیجه ساخت و ساز فعال می شود.

ذرات جامدخاک ها از مواد معدنی سنگ ساز با خواص مختلف تشکیل شده اند:

مواد معدنی نسبت به آب بی اثر هستند.

مواد معدنی محلول در آب؛

مواد معدنی خاک رس.

مایعاین جزء در خاک در 3 حالت وجود دارد:

تبلور؛

مربوط؛

رایگان.

گازیمؤلفه در بالاترین لایه های خاک با هوای جوی، در زیر با نیتروژن، متان، سولفید هیدروژن و سایر گازها نشان داده می شود.

ساختار و بافت خاک، استحکام ساختاری و پیوندهای موجود در خاک.

انواع اصلی پیوندهای ساختاری در خاک: