Kāda ir augsnes strukturālā izturība? Sabrukušās augsnes: veidi un īpašības. Augsnes blīvuma noteikšanas metode Sākotnējā galvas gradienta ietekme

Vairums māla augsnes ir strukturāla izturība, un ūdens šo augsņu porās satur gāzi izšķīdinātā veidā. Šīs augsnes var uzskatīt par divfāzu ķermeni, kas sastāv no skeleta un saspiežamā ūdens porās. Ja ārējais spiediens ir mazāks par augsnes strukturālo izturību P lpp . , tad augsnes sablīvēšanās process nenotiek, bet būs tikai nelielas elastīgās deformācijas. Jo lielāka ir augsnes konstrukcijas izturība, jo mazāka slodze tiks pārnesta uz poru ūdeni. To veicina arī poru ūdens saspiežamība ar gāzi.

Sākotnējā laika brīdī daļa no ārējā spiediena tiks pārnesta uz poru ūdeni, ņemot vērā augsnes karkasa izturību un ūdens saspiežamību. P w o - sākotnējais poru spiediens ar ūdeni piesātinātā augsnē zem slodzes R. Šajā gadījumā sākotnējā poru spiediena koeficients

Šajā gadījumā sākotnējais spriegums augsnes skeletā:

pz 0 = P – P w O. (5,58)

Augsnes skeleta relatīvā momentānā deformācija

 0 = m v (P – P w O). (5,59)

Augsnes relatīvā deformācija ūdens saspiežamības dēļ, kad poras ir pilnībā piepildītas ar ūdeni

 w = m w P w O n , (5.60)

kur m w ir ūdens tilpuma saspiežamības koeficients porās; n- augsnes porainība.

Ja mēs pieņemam, ka sākotnējā periodā pie stresiem P z cieto daļiņu tilpums paliek nemainīgs, tad augsnes skeleta relatīvā deformācija būs vienāda ar poru ūdens relatīvo deformāciju:

 0 =  w = . (5.61)

Pielīdzinot (5.59) un (5.60) labās puses, iegūstam

. (5.62)

Aizstāšana P w o vienādojumā (5.57), atrodam sākotnējā poru spiediena koeficientu

. (5.63)

Ūdens tilpuma saspiežamības koeficientu porās var atrast pēc aptuvenas formulas

, (5.64)

kur Dž w– augsnes piesātinājuma ar ūdeni koeficients; P a - atmosfēras spiediens 0,1 MPa.

Vertikālo spiedienu diagramma augsnes slānī no slodzes ar saspiežamu poru ūdeni un grunts strukturālās stiprības diagramma parādīta 5.14.att.

Ņemot vērā iepriekš minēto, formulu (5.49) augsnes slāņa nogulsnēšanās noteikšanai laikā pie nepārtrauktas vienmērīgi sadalītas slodzes, ņemot vērā gāzi saturošā šķidruma konstrukcijas izturību un saspiežamību, var uzrakstīt šādi:

. (5.65)

Att.5.14. Vertikālo spiedienu diagrammas augsnes slānī pie nepārtrauktas slodzes, ņemot vērā konstrukcijas izturību

Nozīme N nosaka pēc formulas (5.46.). Tajā pašā laikā konsolidācijas koeficients

Līdzīgas izmaiņas var veikt formulās (5.52), (5.53), lai noteiktu nogulsnēšanos laika gaitā, ņemot vērā gāzi saturošā šķidruma konstrukcijas izturību un saspiežamību 1. un 2. gadījumam.

5.5. Sākotnējā galvas gradienta ietekme

Mālainās augsnēs ir stipri un brīvi saistīts ūdens un daļēji brīvs ūdens. Filtrēšana un līdz ar to arī augsnes slāņa sablīvēšanās sākas tikai tad, kad gradients ir lielāks par sākotnējo. i 0 .

Apsveriet augsnes slāņa galīgo nogulsnēšanos ar biezumu h(5.15. att.), kam ir sākotnējais gradients i 0 un piekrauts ar vienmērīgi sadalītu slodzi. Ūdens filtrēšana ir divvirzienu (augšup un lejup).

Sākotnējā gradienta klātbūtnē no ārējās slodzes R visos punktos gar slāņa dziļumu poru ūdenī ir spiediens, kas vienāds ar P/ w ( w - īpaša gravitāteūdens). Pārspiediena diagrammā sākotnējais gradients tiks attēlots ar leņķa tangensu es:

R
ir.5.15. Augsnes sablīvēšanas shēma sākotnējā spiediena gradienta klātbūtnē: a - sablīvēšanās zona nesasniedz dziļumu; b - blīvēšanas zona sniedzas visā dziļumā, bet blīvējums ir nepilnīgs

tg es = i 0 . (5.66)

Tikai tajās vietās, kur spiediena gradients būs lielāks par sākotnējo (
), sāksies ūdens filtrēšana un augsnes sablīvēšanās. 5.15. attēlā parādīti divi gadījumi. Ja plkst z < 0,5h gradients ir mazāks par sākotnējo i 0 , tad ūdens nespēs filtrēties no slāņa vidus, jo ir "mirusi zona". Saskaņā ar 5.15. att., mēs atrodam

, (5.67)

šeit z maks< 0,5h. Šajā gadījumā nogulsnes ir

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

Vērtības aizstāšana z maks in (5.68), mēs iegūstam

. (5.69)

Gadījumā, kas parādīts 5.15. attēlā, b, iegrime tiek noteikta pēc formulas

. (5.70)

Darbs veltīts izkliedēto augšņu sākotnējā stāvokļa - to strukturālās stiprības raksturošanai. Zinot tās mainīgumu, ir iespējams noteikt augsnes sablīvēšanās pakāpi un, iespējams, tās veidošanās vēstures iezīmes noteiktā reģionā. Šī rādītāja izvērtēšanai un ņemšanai vērā grunts testēšanas laikā ir ārkārtīgi liela nozīme to fizikālo un mehānisko īpašību raksturlielumu noteikšanā, kā arī turpmākajos konstrukciju pamatu nosēšanās aprēķinos, kas normatīvajos dokumentos ir vāji atspoguļots un maz izmantots. inženierģeoloģisko uzmērījumu praksē. Darbā īsi izklāstītas izplatītākās grafiskās metodes indeksa noteikšanai, pamatojoties uz kompresijas pārbaužu rezultātiem, izkliedēto augšņu strukturālās stiprības laboratorisko pētījumu rezultātiem Tomskas apgabala teritorijā. Atklājas sakarības starp augšņu strukturālo izturību un to rašanās dziļumu, to sablīvēšanās pakāpi. Ir sniegti īsi ieteikumi par indikatora lietošanu.

Augsnes strukturālā izturība

pirmsblīvēšanas spiediens

1. Bellendir E.N., Vekshina T.Yu., Ermolaeva A.N., Zasorina O.A. Metode, lai novērtētu māla augšņu pārmērīgas konsolidācijas pakāpi dabā//Krievijas patents Nr. 2405083

2. GOST 12248–2010. Augsnes. Stiprības un deformējamības raksturlielumu laboratoriskās noteikšanas metodes.

3. GOST 30416–2012. Augsnes. Laboratorijas testi. Vispārīgie noteikumi.

4. Kudrjašova E.B. Pārmērīgi nostiprinātu māla augšņu veidošanās modeļi: Cand. cand. Ģeoloģijas un mineraloģijas zinātnes: 25.00.08. - M., 2002. - 149 lpp.

5. MGSN 2.07–01 Pamati, pamati un pazemes būves. - M.: Maskavas valdība, 2003. - 41 lpp.

6. SP 47.13330.2012 (SNiP 11-02-96 atjaunināts izdevums). Inženierizpētes būvniecībai. Pamatnoteikumi. – M.: Krievijas Gosstroy, 2012.

7. Citovičs N.A.// Vissavienības konferences materiāli par būvniecību uz vājām ar ūdeni piesātinātām augsnēm. - Tallina, 1965. - P. 5-17.

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

9. Becker, D.B., Crooks, J.H.A., Been, K. un Jefferies, M.G. Darbs kā kritērijs in situ un tecēšanas spriegumu noteikšanai mālos // Canadian Geotechnical Journal. - 1987. - Sēj. 24., Nr.4. – lpp. 549-564.

10. Boone J. Kritisks pārvērtējums ‘’priekškonsolidācijas spiediena’’ interpretācijām, izmantojot odometra testu // Can. ģeotehnoloģijas. J. - 2010. - Sēj. 47.-lpp. 281–296.

11. Būns S.J. & Lutenegger A.J. Ledus radušos saliedētu augšņu karbonāti un cementēšana Ņujorkas štatā un Ontario dienvidos, Kan. Ģeotech. - 1997. - 34. sēj. - lpp. 534–550.

12. Bērlends, J.B. Trīsdesmitā Rankine lekcija: Par dabisko mālu saspiežamību un bīdes izturību // Géotechnique. - 1990. - 40.sēj., 3.nr. – lpp. 327–378.

13 Burmisters, D.M. Kontrolētu testēšanas metožu pielietošana konsolidācijas testēšanā. Symfosium on Consolidation Testing of augšņu // ASTM. STP 126. - 1951. - lpp. 83–98.

14. Butterfield, R. Dabas saspiešanas likums augsnēm (e-log p’ progress) // Ģeotehnika. - 1979. - 24.sēj., 4.nr. – lpp. 469–479.

15. Casagrande, A. Pirmskonsolidācijas slodzes noteikšana un praktiskā nozīme. // In Proceedings of the First International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering. Hārvardas tipogrāfija, Kembridža, Masačūsets - 1936. - Sēj. 3.- lpp. 60–64.

16. Chen, B.S.Y., Mayne, P.W. Statistiskās attiecības starp pjezokonu mērījumiem un mālu sprieguma vēsturi // Canadian Geotechnical Journal. - 1996. - Sēj. 33-lpp. 488-498.

17. Chetia M, Bora P K. Estimation of over consolidated ratio of piesātināto necementēto mālu no vienkāršiem parametriem // Indian Geotechnical Journal. - 1998. - Sēj. 28, nr.2. – lpp. 177-194.

18. Christensen S., Janbu N. Edometra testi – primārā prasība praktiskajā grunts mehānikā. // Proceedings Nordisk Geoteknikermode NGM-92. - 1992. - Sēj. 2, #9. – lpp. 449-454.

19. Conte, O., Rust, S., Ge, L., and Stephenson, R. Pre-konsolidācijas stresa noteikšanas metožu novērtējums // Instrumentation, Testing and Modeling of Soil and Rock Behavior. – 2011. – lpp. 147–154.

20. Dias J. et al. Satiksmes ietekme uz augsnes pirmskonsolidācijas spiedienu eikalipta novākšanas darbību dēļ // Sci. lauksaimniecības. - 2005. - Sēj. 62, nr.3. – lpp. 248-255.

21. Dias Junior, M.S.; Pīrss, F.J. Vienkārša procedūra pirmskonsolidācijas spiediena novērtēšanai no augsnes saspiešanas līknēm. // Augsnes tehnoloģija. - Amsterdama, 1995. - 8.sēj., 2.nr. – lpp. 139.–151.

23. Einavs, es; Kārters, JP. Par izliekumu, normalitāti, pirmskonsolidācijas spiedienu un singularitātēm granulētu materiālu modelēšanā // Granular Matter. - 2007. - Sēj. 9, #1-2. – lpp. 87-96.

23. Gregorijs, A.S. un citi. Saspiešanas indeksa un pirmssaspiešanas sprieguma aprēķins no augsnes saspiešanas testa datiem // Augsnes un augsnes apstrādes pētījumi, Amsterdama. - 2006. - Sēj. 89, #1. – lpp. 45–57.

24. Grozic J. L. H., lunne T. & Pande S. Odeometra testa pētījums par glaciomarīna mālu pirmskonsolidācijas stresu. // Kanādas ģeotehniskais žurnāls. - 200. - Sēj. 40.-lpp. 857–87.

25. Iori, Piero et al. Kafijas plantāciju nestspējas lauka un laboratorijas modeļu salīdzinājums // Ciênc. agrotec. - 2013. sēj. 2, #2. – lpp. 130-137.

26. Džeikobsens, H.M. Bestemmelse af forbelastningstryk i laboratoriet // Proceedings of Nordiske Geotechnikermonde NGM–92, 1992. gada maijs. Olborga, Dānija. Dānijas Ģeotehniskās biedrības biļetens. - 1992. Sēj. 2, Nr.9. - lpp. 455–460.

27. Janbu, N. Augsņu deformācijai pielietotā pretestības koncepcija // In Proceedings of the 7th International Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Mexico City, 25–29 August 1969. A.A. Balkema, Roterdama, Nīderlande. - 1969. - Sēj. 1.-lpp. 191–196.

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

29. Hosē Babu T.; Sridharan Asur; Abraham Benny Mathews: Log-log metode pirmskonsolidācijas spiediena noteikšanai // ASTM Geotechnical Testing Journal. - 1989. - 12.sēj., 3.nr. – lpp. 230–237.

30. Kaufmann K. L., Nielsen B. N., Augustesen A. H. Strength and Deformation Properties of Terciary Clay at Moesgaard Museum // Olborgas Universitātes Civilās inženierijas katedra Sohngaardsholmsvej 57 DK-9000 Aalborg, Denmark. – 2010. – lpp. 1-13.

31. Kontopoulos, Nikolaos S. Paraugu traucējumu ietekme uz pirmskonsolidācijas spiedienu parasti konsolidētiem un pārlieku konsolidētiem māliem Masačūsetsas Tehnoloģiju institūts. // Dziļums. civilās un vides inženierzinātnes. - 2012. - 285 lpp.

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

33. Mayne, P.W., Coop, M.R., Springman, S., Huang, A-B. un Zornberg, J. // GeoMaterial Behavior and Testing // Proc. 17th Intl. Konf. Augsnes mehānika un ģeotehniskā inženierija. - 2009. - Sēj. 4.-lpp. 2777-2872.

34. Mesri, G. un A. Kastro. Cα/Cc jēdziens un Ko sekundārās saspiešanas laikā // ASCE J. Ģeotehniskā inženierija. - 1987. Sēj. 113, nr.3. – lpp. 230-247.

35. Nagaraj T. S., Shrinivasa Murthy B. R., Vatsala A. Augsnes uzvedības prognozēšana – ii daļa – piesātināta uncementēta augsne // Canadian Geotechnical Journal. - 1991. - Sēj. 21, nr.1. – lpp. 137-163.

36. Oikawa, H. Compression curve of soft grounds // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1987. - Sēj. 27, nr.3. – lpp. 99-104.

37. Onitsuka, K., Hong, Z., Hara, Y., Shigeki, Y. Dabīgo mālu odometra testa datu interpretācija // Journal of the Japanese Geotechnical Society, Soils and Foundations. - 1995. - Sēj. 35, nr.3.

38. Pacheco Silva, F. Jauna grafiskā konstrukcija augsnes parauga pirmskonsolidācijas sprieguma noteikšanai // Proceedings of the 4th Brazilian Conference on Soil Mechanics and Foundation Engineering, Riodežaneiro, August 1970. - Vol. 2, #1. – lpp. 225–232.

39. Pols V. Meins, Berijs R. Kristofers un Džeisons De Jongs. Rokasgrāmata par pazemes izmeklējumiem // Nacionālais automaģistrāļu institūts, Federālā autoceļu pārvalde Vašingtonā, DC. - 2001. - 305 lpp.

40. Sallfors, G. Mīkstu, augsti plastisku mālu pirmskonsolidācijas spiediens. - Gēteborga. Čalmersas Tehnoloģiju universitātes ģeotehniskā nodaļa. - 231 lpp.

41. Schmertmann, J. H., Undistured Consolidation Behavior of Clay, Transaction, ASCE. - 1953. - sēj. 120.-lpp. 1201.

42. Schmertmann, J., H. Vadlīnijas par konusa iespiešanās pārbaudēm, veiktspēju un dizainu. // ASV Federālā autoceļu pārvalde, Vašingtona, DC, ziņojums, FHWATS-78-209. – 1978. – lpp. 145.

43. Semet C., Ozcan T. Prekonsolidācijas spiediena noteikšana ar mākslīgo neironu tīklu // Civilā inženierija un vides sistēmas. - 2005. - Sēj. 22, Nr.4. - lpp. 217–231.

44. Senol A., Saglamer A. Pirmskonsolidācijas spiediena noteikšana ar jaunu deformācijas enerģijas žurnāla sprieguma metodi // Electronic Journal of Geotechnical Engineering. - 2000. - Sēj. 5.

45. Senols, A. Zeminlerde On. Pirmskonsolidācijas spiediena noteikšana: doktora disertācija, Zinātnes un tehnoloģijas institūts. – Stambula, Turcija. – 1997. – lpp. 123.

46. Solanki C.H., Desai M.D. Preconsolidation Pressure from Soil Index and Plasticity Properties // The 12th International Conference of International Association for Computer Methods and Advances in Geomechanics. - Goa, Indija. – 2008. gads.

47. Sully, J.P., Campenella, R.G. un Robertsons, P.K. Iespiešanās poru spiediena interpretācija, lai novērtētu mālu spriedzes vēsturi // Proceedings of the first International symposium on Penetration testing. — Orlando. - 1988. - 2. sēj. - lpp. 993-999.

48. Tavenas F., Des Rosier J.P., Leroueil S. et al. Deformācijas enerģijas izmantošana kā ražas un šļūdes kritērijs viegli pārlieku sacietētiem māliem // Géotechnique. - 1979. - Sēj. 29.-lpp. 285-303.

49. Thøgersen, L. Eksperimentālo metožu un osmotiskā spiediena ietekme uz terciārā ekspansīvā māla izmērīto uzvedību: Ph. D. darbs, Olborgas Universitātes Augsnes mehānikas laboratorija. - 2001. - Sēj. viens.

50. Wang, L. B., Frost, J. D. Dissipated Strain Energy Method for Determining Preconsolidation Pressure // Canadian Geotechnical Journal. - 2004. - Sēj. 41, nr.4. – lpp. 760-768.

strukturālā izturība p str ko sauc par izturību, pateicoties strukturālo saišu klātbūtnei un ko raksturo spriegums, līdz kuram augsnes paraugs, noslogojot vertikālu slodzi, praktiski nedeformējas. Tā kā sablīvēšanās sākas pie spriegumiem augsnē, kas pārsniedz tās strukturālo izturību, un pārbaudot augsnes, šī indikatora nenovērtēšana rada kļūdas citu mehānisko īpašību raksturlielumu vērtību noteikšanā. Indikatora noteikšanas nozīme p str jau sen tiek svinēta, jo N.A. Citovičs - “... papildus parastajiem vāju māla augšņu deformācijas un stiprības īpašību rādītājiem, lai novērtētu šo augšņu uzvedību zem slodzes un pareizi prognozētu uz tām uzcelto konstrukciju nosēšanās lielumu , apsekojumu laikā nepieciešams noteikt konstrukcijas izturību p str". Augsņu sablīvēšanās pakāpes uzmērīšanas parādība ir svarīga projektētās būves nosēšanās prognozēšanai, jo uz pārblīvētām augsnēm nosēšanās var būt četras un vairāk reizes mazāka nekā parasti sablīvētās augsnēs. Pārmērīgas konsolidācijas koeficienta OCR vērtībām > 6, sānu augsnes spiediena koeficients miera stāvoklī. K par var pārsniegt 2, kas jāņem vērā, aprēķinot pazemes būves.

Kā norādīts rakstā: “Sākotnēji normālas sablīvēšanās apstākļi dominē jūras, ezeru, aluviālo, delta, eolisko un upju smilšu, nogulumu un mālu nogulumu sedimentācijas un veidošanās procesā un pēc tam sablīvēšanās laikā. Tomēr lielākā daļa augsnes uz Zemes ir kļuvušas nedaudz/mēreni/smagi pārkonsolidētas dažādu fizisko, vides, klimatisko un termisko procesu rezultātā daudzu tūkstošu līdz miljonu gadu laikā. Šie pārmērīgas konsolidācijas un/vai redzamas iepriekšējas nospriegošanas mehānismi ir: virsmas erozija, laikapstākļi, jūras līmeņa celšanās, ūdens līmeņa paaugstināšanās, apledojums, sasalšanas-atkušanas cikli, atkārtota mitrināšana/iztvaikošana, izžūšana, masas zudums, seismiskās slodzes, plūdmaiņu cikli un ģeoķīmiskās ietekmes. . Tēma par augsnes sablīvēšanās stāvokļa noteikšanu joprojām ir ļoti aktuāla un atrodama publikācijās gandrīz visos kontinentos. Darbos apskatīti faktori un rādītāji, kas nosaka māla augšņu pārblīvēto vai nepietiekami sablīvēto stāvokli, šādas stipras cementēšanas cēloņus un ietekmi uz fizikāli mehāniskajiem parametriem. Rādītāja noteikšanas rezultātiem ir arī plašs pielietojums praksē, sākot no būvju pamatu iesēduma aprēķina; laboratoriskai pārbaudei paredzēto paraugu dabiskās struktūras saglabāšana; uz ļoti specifiskām tēmām, prognozējot augsnes sablīvēšanos eikaliptu un kafijas plantācijās, salīdzinot to strukturālo izturību ar tehnikas radīto slodzi.

Rādītāju vērtību zināšanas p str un to mainīgums ar dziļumu raksturo augšņu sastāva, saišu un struktūras īpatnības, to veidošanās apstākļus, tai skaitā slogošanas vēsturi. Šajā sakarā īpašas zinātniskas un praktiskas intereses ir pētījumi p str v dažādos reģionos, šie pētījumi ir īpaši svarīgi teritorijā Rietumsibīrija ar biezu nogulumu nogulumu segumu. Tomskas apgabalā tika veikti detalizēti augšņu sastāva un īpašību pētījumi, kuru rezultātā pietiekami detalizēti tika pētīta gan Tomskas pilsētas teritorija, gan apkārtējās teritorijas no inženierģeoloģiskajām pozīcijām. Vienlaikus jāatzīmē, ka grunts tika pētītas tieši atsevišķu objektu būvniecībai saskaņā ar spēkā esošajiem normatīvajiem dokumentiem, kuros nav ieteikumu tālākai izmantošanai. p str un attiecīgi neiekļauj to nepieciešamo augsnes pazīmju sarakstā, kas jānosaka. Tāpēc šī darba mērķis ir noteikt izkliedēto augšņu strukturālo izturību un tās izmaiņas pa posmu Tomskas apgabala visaktīvāk attīstītajās un attīstītākajās teritorijās.

Pētījuma mērķi ietvēra iegūšanas metožu apskatu un sistematizēšanu p str, augsnes sastāva un galveno fizikālo un mehānisko īpašību raksturlielumu laboratoriskās noteikšanas, mainīguma izpēte p str ar dziļumu, konstrukcijas stiprības salīdzinājums ar iekšzemes spiedienu.

Darbs tika veikts inženierģeoloģisko apsekojumu gaitā vairākiem lieliem objektiem, kas atrodas Tomskas apgabala centrālajā un ziemeļrietumu reģionos, kur griezuma augšējo daļu pārstāv dažādi kvartāra, paleogēna stratigrāfiskie un ģenētiskie kompleksi. un krīta ieži. To rašanās apstākļi, izplatība, sastāvs, stāvoklis ir atkarīgi no vecuma un ģenēzes un veido diezgan neviendabīgu ainu, sastāva ziņā tika pētītas tikai izkliedētas augsnes, kurās dominē puscietas, cietas un stingras-plastiskas konsistences māla šķirnes. Izvirzīto uzdevumu risināšanai tika pārbaudītas akas un bedres 40 punktos, atlasīti vairāk nekā 200 izkliedēto augšņu paraugi no dziļuma līdz 230 m. Augsnes pārbaudes veiktas atbilstoši spēkā esošajos normatīvajos dokumentos dotajām metodēm. Tika noteikts: daļiņu izmēra sadalījums, blīvums (ρ) , cieto daļiņu blīvums ( ρs) , sausas augsnes blīvums ( p d) , mitrums ( w), mitruma saturs māla augsnēs, uz velmēšanas un plūstamības robežas ( wL un w lpp), deformācijas un stiprības īpašību rādītāji; aprēķinātie stāvokļa parametri, piemēram, porainības koeficients (e), porainība, kopējā mitruma kapacitāte, mālainām augsnēm - plastiskuma skaitlis un plūsmas indekss, augsnes sablīvēšanās koeficients OCR(kā pirmssaspiešanas spiediena attiecība ( p") iekšējais spiediens paraugu ņemšanas vietā) un citas īpašības.

Izvēloties indikatora noteikšanas grafiskās metodes p str, Turklāt metodiCasagrande tika apskatītas ārvalstīs izmantotās metodes pirmsblīvēšanas spiediena noteikšanai σ p ". Jāpiebilst, ka ģeoloģijas inženiera terminoloģijā "pirmsblīvēšanas spiediens" ( Pirmskonsolidācija Stress) , sāk izspiest pazīstamo jēdzienu "augsnes strukturālā izturība", lai gan to noteikšanas metodes ir vienādas. Pēc definīcijas augsnes strukturālā izturība ir vertikālais spriegums augsnes paraugā, kas atbilst pārejas sākumam no elastīgām spiedes deformācijām uz plastiskām, kas atbilst terminam. Ienesīgums Stress. Šajā ziņā kompresijas pārbaudēs noteikto raksturlielumu nevajadzētu uzskatīt par maksimālo spiedienu parauga "vēsturiskajā atmiņā". Burland uzskata, ka termins raža stress ir precīzāks, un termins pirmskonsolidācija stress būtu jāizmanto situācijās, kad šāda spiediena lielumu var noteikt ar ģeoloģiskām metodēm. Tāpat arī termins Beigās Konsolidācija Attiecība (OCR) jāizmanto, lai aprakstītu zināmu spriegumu vēsturi, pretējā gadījumā šis termins Ienesīgums Stress Attiecība (YSR) . Daudzos gadījumos Ienesīgums Stress tiek uzskatīts par efektīvo pirmsblīvēšanas spriegumu, lai gan pēdējais ir tehniski saistīts ar mehānisko spriedzes mazināšanu, savukārt pirmais ietver papildu efektus, kas saistīti ar diaģenēzi, organisko kohēziju, augsnes komponentu attiecību un augsnes struktūru, t.i. ir augsnes strukturālā izturība.

Tādējādi pirmajam solim augsnes veidošanās pazīmju noteikšanai ir jābūt profila kvantitatīvai noteikšanai Ienesīgums Stress, kas ir galvenais parametrs, lai atdalītu parasti sablīvētas augsnes (ar pārsvarā plastisku reakciju) no pārmērīgi konsolidētām augsnēm (kas saistītas ar pseidoelastīgo reakciju). un konstrukcijas izturība p str, un pirmsblīvēšanas spiedienu p" tiek noteiktas tādā pašā veidā, kā minēts, galvenokārt ar laboratorijas metodēm, kuru pamatā ir kompresijas pārbaužu rezultāti (GOST 12248, ASTM D 2435 un ASTM D 4186). Ir daudz interesantu darbu, kas pēta augsnes stāvokli, pirmsblīvēšanas spiedienu p" un metodes tā noteikšanai lauka apstākļi. Arī kompresijas testu rezultātu grafiskā apstrāde ir ļoti daudzveidīga, sniegta zemāk Īss aprakstsārzemēs visbiežāk izmantotās noteikšanas metodes p ", kas jāizmanto, lai iegūtu p str.

MetodeCasagrande(1936) ir vecākā konstrukcijas stiprības un pirmsblīvēšanas spiediena aprēķināšanas metode. Tas ir balstīts uz pieņēmumu, ka augsnē notiek izturības izmaiņas no elastīgas reakcijas uz slodzi uz elastīgu reakciju punktā, kas ir tuvu pirmsblīvēšanas spiedienam. Šī metode darbojas labi, ja saspiešanas līknes grafikā ir labi definēts lēciena punkts. no formas e - log σ"(1.a att.), caur kuru no porainības koeficienta tiek novilkta pieskares un horizontāla līnija, pēc tam starp tām ir bisektrise. Saspiešanas līknes gala taisno posmu ekstrapolē uz krustojumu ar bisektri un iegūst punktu , nozīme projicējot uz asi log σ", atbilst pārmērīgas konsolidācijas spiedienam p"(vai konstrukcijas izturība). Šī metode joprojām ir visizplatītākā salīdzinājumā ar citām.

Burmistera metode(1951) - parāda formas atkarību ε-Log σ", kur ε - relatīvā deformācija. Nozīme p" tiek noteikts no ass nākošā perpendikula krustpunktā Žurnāls σ" caur histerēzes cilpas punktu pēc atkārtotas parauga noslogošanas ar pieskari kompresijas līknes gala posmam (1.b att.).

Šemertmaņa metode(1953), šeit izmantota arī formas saspiešanas līkne e - log σ"(1.c att.). Saspiešanas testus veic, līdz līknē iegūst skaidru taisnu posmu, pēc tam izkrauj līdz iekšzemes spiedienam un atkārtoti noslogo. Diagrammā uzvelciet līniju, kas ir paralēla dekompresijas-rekompresijas līknes viduslīnijai caur iekšzemes spiediena punktu. Nozīme p" nosaka, velkot perpendikulu no ass log σ" caur izkraušanas punktu līdz krustojumam ar paralēlu līniju. No punkta p" velciet līniju, līdz tā krustojas ar punktu kompresijas līknes taisnā posmā ar porainības koeficientu e\u003d 0,42. Iegūto patieso saspiešanas līkni izmanto, lai aprēķinātu saspiešanas pakāpi vai blīvēšanas pakāpi. Šī metode ir piemērota mīkstām augsnēm.

MetodeAkai(1960), uzrāda šļūdes koeficienta atkarību εs no σ" (1.d att.), izmanto attiecīgi augsnēm, kurām ir nosliece uz šļūdei. Konsolidācijas līkne atspoguļo relatīvās deformācijas atkarību no laika logaritma un ir sadalīta noplūdes konsolidācijas un šļūdes konsolidācijas sadaļā. Akai atzīmēja, ka šļūdes koeficients palielinās proporcionāli σ" līdz vērtībai p ", un pēc p" proporcionāli log σ".

Janbu metode(1969) balstās uz pieņēmumu, ka spiedienu pirms sablīvēšanas var noteikt no tāda grafika kā ε - σ" . Janbu metodē māliem ar augstu jutību un zemu OCR pirmsblīvēšanas spiedienu var noteikt, uzzīmējot slodzes-deformācijas līkni, izmantojot lineāro skalu. Otrais veids Janbu ir grafisks deformācijas modulis E vai E 50 no efektīviem spriegumiem σ" (1. att. e). Un vēl viens variants Kristensena-Janbu metode(1969), uzrāda formas atkarību r - σ", iegūti no konsolidācijas līknēm , kur t - laiks , r = dR/dt, R= dt/dε.

Sellforce metode(1975) ir formas atkarība ε - σ" (1.f att.), galvenokārt izmanto DRS metodei. Sprieguma un deformācijas asi izvēlas ar fiksētu attiecību lineārā skalā, parasti 10/1 sprieguma (kPa) attiecībai pret deformāciju (%). Šāds secinājums tika izdarīts pēc vairākiem lauka testiem, kuros tika mērīts poru un nogulumu poru spiediens. Tas nozīmē, ka Sallfors metode pārmērīgas konsolidācijas spiediena novērtēšanai sniedz reālistiskākas vērtības nekā lauka izmēģinājumos veiktie aprēķini.

Pacheco Silva metode(1970), šķiet ļoti vienkāršs attiecībā uz sižetu, arī formu e — žurnāls σ"(1. g attēls) , dod precīzus rezultātus, pārbaudot mīkstas augsnes. Šī metode neprasa subjektīvu rezultātu interpretāciju un ir arī neatkarīga no mēroga. Plaši izmanto Brazīlijā.

MetodeBaterfīlda(1979) balstās uz parauga tilpuma atkarības no formas efektīvā sprieguma analīzi log(1+e) — log σ" vai ln (1+e) - ln σ"(1.h att.). Metode ietver vairākas dažādas versijas, kur pirmsblīvēšanas spiediens ir definēts kā divu līniju krustošanās punkts.

Tavenas metode(1979), liecina par lineāru sakarību starp deformācijas enerģiju un efektīvo spriegumu testa rekompresijas daļai tādā grafikā kā σ"ε - σ" (1.n attēls diagrammas augšpusē). To izmanto tieši, pamatojoties uz saspiešanas līkni, neņemot vērā testa atiestatīšanas daļu. Vairāk konsolidētiem paraugiem sprieguma/deformācijas diagramma sastāv no divām daļām: līknes pirmā daļa paceļas straujāk nekā otrā. Abu līniju krustošanās punkts ir definēts kā pirmsblīvēšanas spiediens.

Oikavas metode(1987), attēlo līniju krustpunktu atkarības grafikā log(1+e) no σ" -

Hosē metode(1989), uzrāda formas atkarību log e - log σ"ļoti vienkārša metode pirmsblīvēšanas spiediena novērtēšanai, metode izmanto divu taisnu līniju krustojumu. Tā ir tieša metode, un maksimālā izliekuma punkta atrašanās vietas noteikšanā nav kļūdu. MetodeSridharanetal. (1989) ir arī atkarības grafiks log(1+e) - log σ", lai noteiktu blīvo augšņu strukturālā izturība, tāpēc pieskares šķērso horizontālo līniju, kas atbilst sākotnējam porainības koeficientam, kas dod labus rezultātus.

MetodeBurland(1990) ir atkarības grafiks porainības indeksses v no stresa σ" (1. un zīm.). Porainības indeksu nosaka pēc formulas es v= (e-e* 100)/(e* 100 -e* 1000), vai dl i vājākas augsnes: es v= (e-e* 10)/(e* 10 -e* 100), kur e*10, e* 100 un e* 1000 porainības koeficienti pie slodzēm 10, 100 un 1000 kPa (b att.) .

MetodeJēkabsens(1992), tiek pieņemts, ka konstrukcijas stiprība ir 2,5 σ līdz, kur σ līdz c ir maksimālā izliekuma punkts Kasagrandes diagrammā, attiecīgi arī formas atkarība e-žurnāls σ" (1. att. l).

Onitsuka metode(1995), attēlo līniju krustpunktu atkarības diagrammā log(1+e) no σ" - efektīvie spriegumi, kas attēloti uz skalas logaritmiskā skalā (decimāllogaritmi).

Van Zelsta metode(1997), sugu atkarības grafikā ε - log σ", līnijas (ab) slīpums ir paralēls izplūdes līnijas slīpumam ( cd). Punkts abscisa ( b) ir augsnes strukturālā izturība (1. zīm.).

MetodeBekers(1987), tāpat kā Tavenas metode, nosaka deformācijas enerģiju katrai kompresijas testa slodzei, izmantojot sakarību W- σ", kur. Deformācijas enerģija (vai, no otras puses, spēka darbs) ir skaitliski vienāda ar pusi no spēka koeficienta lieluma un šim spēkam atbilstošās nobīdes vērtības. Sprieguma apjoms, kas atbilst kopējam darbam, tiek noteikts katra sprieguma pieauguma beigās. Atkarībai no grafika ir divi taisni posmi, pārkonsolidācijas spiediens būs šo taisnu krustpunkts.

MetodeStrein Energy-Log Stress(1997),Senols un Saglamers(2000 (1.n att.)), kas pārveidots ar Becker un/vai Tavenas metodēm, ir formas atkarība σ" ε - log σ", 1 un 3 posmi ir taisnas līnijas, kuru krustošanās punkts, izstiepjot, būs augsnes konstrukcijas izturība.

MetodeNagaradžs un Šrinivasa Mērtijs(1991, 1994), autori piedāvā vispārinātas formas attiecības log σ"ε - log σ"- prognozēt pirmskonsolidācijas spiediena lielumu pārblīvētām piesātinātām nekonsolidētām augsnēm. Metode ir balstīta uz Tavenas metodi un salīdzināta ar Senola metode et al. (2000), šī metode atsevišķos gadījumos dod augstāku korelācijas koeficientu.

Chetia un Bora metode(1998), galvenokārt aplūko augsnes slodžu vēsturi, to raksturojumu un novērtējumu pārkonsolidācijas koeficienta (OCR) izteiksmē, pētījuma galvenais mērķis ir noteikt empīrisku saistību starp OCR un attiecību. zutis .

MetodeThogersen(2001), ir konsolidācijas koeficienta atkarība no efektīvajiem spriegumiem (1.o att.).

MetodeVangaunSals, IzkliedētaCelmsEnerģijaMetode DSEM (2004) attiecas arī uz enerģijas metodēm deformācijas aprēķināšanai. Salīdzinot ar Celma enerģija metodi, DSEM izmanto izkliedēto deformācijas enerģiju un izkraušanas-pārslodzes kompresijas cikla slīpumu, lai samazinātu parauga struktūras lūzumu un novērstu elastīgās deformācijas ietekmi. Izkliedētā deformācijas enerģija no mikromehānikas viedokļa ir tieši saistīta ar konsolidācijas procesa neatgriezeniskumu. Izmantojot saspiešanas līknes slīpumu izkraušanas-pārkraušanas sadaļā, tiek simulēta elastīga pārslodze atkārtotas saspiešanas stadijā un var samazināt parauga pārtraukuma ietekmi. Metode ir mazāk atkarīga no operatora nekā lielākā daļa esošo.

Metode EinavunKārters(2007), ir arī formas grafiks e-logσ", a p" izteikta ar sarežģītāku eksponenciālo atkarību .

Gadījums, kad augsnes pāreja uz konsolidācijas stadiju šļūde pēc pārvarēšanas p" darbos aprakstīts, ja nākamā slodzes soļa darbības beigas sakrīt ar primārās konsolidācijas beigām un porainības koeficientu atkarības grafikā e - log σ" strauji krītas vertikāli, līkne nonāk sekundārās konsolidācijas stadijā. Izkraujot, līkne atgriežas primārās konsolidācijas beigu punktā, radot pārmērīgas konsolidācijas spiediena efektu. Ir virkne darbu, kas piedāvā aprēķina metodes rādītāja noteikšanai p".

a) b) v)

G) e) e)

g) h) un)

uz) l) m)

n) O)

Metodes:

a)Casagrande, b)Burmisters, c) Šemertmans,G)Akai, d)Janbu, f) Sellfors, g) Pacheco Silva, h)Baterfīlds un)Burland, uz)Jēkabsens, l)Van Zelsts, m)Bekers, n)Senol un Saglamer, O)Thø gersen

Rīsi. 1. att. Grunts konstrukcijas stiprības noteikšanā izmantoto kompresijas pārbaužu rezultātu grafiskās apstrādes shēmas ar dažādām metodēm.

Kopumā grafiskās metodes rekonsolidācijas spiediena noteikšanai, pamatojoties uz kompresijas testu rezultātiem, var iedalīt četrās galvenajās grupās. Pirmā grupa risinājumi ietver porainības koeficienta atkarības ( e)/blīvums (ρ) / relatīvais celms ( ε )/skaļuma maiņa ( 1+e) no efektīviem spriegumiem (σ" ). Grafikus koriģē, ņemot logaritmu vienam vai diviem no uzskaitītajiem raksturlielumiem, kas noved pie saspiešanas līknes posmu iztaisnošanas un vēlamā rezultāta ( p") tiek iegūts, šķērsojot ekstrapolētos iztaisnotos posmus. Grupā ietilpst Casagrande, Burmister, Schemertmann, Janbu, Butterfield, Oikawa, Jose, Sridharan et al., Onitsuka un citi metodes. Otrā grupa saista konsolidācijas rādītājus ar efektīviem spriegumiem, šīs ir metodes: Akai, Christensen-Janbu un Thøgersen. Vienkāršākie un precīzākie ir trešās grupas metodes- enerģijas deformācijas metodes: Tavenas, Becker, Strain Energy-Log Stress, Nagaraj & Shrinivasa Murthy, Senol un Saglamer, Frost un Wang uc efektīvais stress, Becker et al. novērtē lineāro attiecību starp kopējo deformācijas enerģiju W un efektīvais spriegums bez izkraušanas un pārkraušanas. Faktiski visas enerģijas metodes tiek parādītas telpā. W- σ" , kā arī Baterfīlda metode tiek reproducēta laukā žurnāls(1+e)-žurnāls σ". Ja Casagrande metode fokusē pārkonsolidācijas spiedienu galvenokārt uz grafika izliektāko posmu, tad enerģijas metodes tiek pielāgotas saspiešanas līknes slīpuma vidum līdz plkst. p". Daļēji šo metožu pārākuma atzīšana ir saistīta ar to relatīvo novitāti un šīs aktīvi attīstošās grupas pieminēšanu jaunas metodes izstrādē un pilnveidošanā. Ceturtā grupa apvieno metodes ar dažādām nestandarta pieejām līkņu grafiskajai apstrādei, tostarp Džeikobsena, Selforsa, Pačeko Silvas, Einava un Kārtera uc metodes. Pamatojoties uz analīzi, kas sniegta 10., 19., 22.–24. 30, 31, 43-46] atzīmējam, ka visizplatītākās ir Casagrande, Butterfield, Becker, Strain Energy-Log Stress, Sellfors un Pacheco Silva grafiskās metodes, Krievijā galvenokārt izmanto Casagrande metodi.

Jāņem vērā, ka, ja, lai noteiktu YSR ( vai OCR) pietiek ar vienu vērtību p str vai p" , tad, izvēloties taisnas saspiešanas līknes daļas pirms un pēc p str iegūstot deformācijas raksturlielumus, vēlams iegūt divus galvenos punktus: minimālo p str/min un maksimums p str / mcirvis konstrukcijas stiprība (1.a att.). Šeit ir iespējams izmantot pārtraukuma punktus, kas pieskaras sākuma un beigu sekcijām, vai izmantot Casagrande, Sellfors un Pacheco Silva metodes. Kā vadlīnijas kompresijas parametru izpētē ieteicams noteikt arī minimālajai un maksimālajai konstrukcijas stiprībai atbilstošos augsnes fizikālo īpašību rādītājus: vispirms porainības un mitruma satura koeficientus.

Šajā darbā rādītājs p strbija iegūts saskaņā ar standarta metodi, kas noteikta GOST 12248 kompleksā ASIS NPO Geotek. Lai noteiktu p str pirmā un nākamā spiediena pakāpe tika pieņemta vienāda ar 0,0025 MPa līdz augsnes parauga saspiešanas sākumam, ko ņem par augsnes parauga relatīvo vertikālo deformāciju. e >0,005. Strukturālā izturība tika noteikts pēc saspiešanas līknes sākotnējās sadaļas ei = f(lg σ" ), kur ei - porainības koeficients zem slodzes i. Skaidra lūzuma punkts līknē pēc sākotnējā taisnā posma atbilst augsnes strukturālajai spiedes stiprībai. Rezultātu grafiskā apstrāde tika veikta arī, izmantojot klasiskās Kasagrandes un Bekera metodes. . Rādītāju noteikšanas rezultāti pēc GOST 12248 un Kasagrandes un Bekera metodēm labi korelē savā starpā (korelācijas koeficienti r=0,97). Neapšaubāmi, iepriekš zinot vērtības, jūs varat iegūt visprecīzākos rezultātus, izmantojot abas metodes. Patiesībā metode Bekeram šķita nedaudz grūtāk, izvēloties tangensu grafika sākumā (1. att.).

Saskaņā ar laboratorijas datiem vērtības mainās p str no 0 līdz 188 kPa smilšmālam, mālam līdz 170, smilšmālam līdz 177. Maksimālās vērtības, protams, tiek atzīmētas paraugos, kas ņemti no liela dziļuma. Tika atklāta arī indikatora izmaiņu atkarība no dziļuma. h(r = 0,79):

p str = 19,6 + 0,62· h.

Mainīguma analīze OARR(2. att.) parādīja, ka augsnes zem 20 m parasti ir sablīvētas, t.i. konstrukcijas izturība nepārsniedz vai nedaudz pārsniedz iekšējo spiedienu ( OCR ≤1 ). Upes kreisajā krastā Ob 150-250 m intervālos ar siderītu, gētītu, hlorītu, leptohlorītu un cementu stingri cementētas daļēji akmeņainas un akmeņainas augsnes, kā arī dispersas augsnes ar augstu strukturālo izturību, kas pārsniedz 0,3 MPa, apakšā un starp slāņiem mazāk. cementēšanas ietekme uz augšņu strukturālo izturību, ko apliecina līdzīgu faktisko materiālu sistematizācija darbā. Izturīgāku augsņu klātbūtne šajā intervālā izraisīja lielu vērtību izplatību, tāpēc to rādītāji netika iekļauti atkarības grafikā OARR no dziļuma, kā neraksturīgi visai apkārtnei. Sekcijas augšējai daļai jāņem vērā, ka indeksa vērtību izkliede ir daudz plašāka - līdz pat ļoti sablīvētai (2. att.), jo aerācijas zonas augsnes bieži atrodas puscietā. un cietā trīsfāzu stāvoklī, un palielinoties to mitruma saturam ( r\u003d -0,47), pilna mitruma jauda ( r= -0,43) un ūdens piesātinājuma pakāpi ( r= -0,32) konstrukcijas stiprība samazinās. Ir arī, kā minēts iepriekš, iespēja pāriet uz šļūdes konsolidāciju (un ne tikai sadaļas augšējā daļā). Šeit jāņem vērā, ka augsnes ar strukturālo izturību ir ļoti dažādas: dažas var būt nepiesātinātā divfāzu stāvoklī, citām var būt ļoti augsts mehāniskās slodzes jutības koeficients un tendence šļūdei, citām ir ievērojama kohēzija. cements, un ceturtā ir vienkārši diezgan spēcīga. , pilnībā ar ūdeni piesātinātas māla augsnes, kas sastopamas seklā dziļumā.

Pētījumu rezultāti ļāva pirmo reizi novērtēt vienu no svarīgākajiem Tomskas apgabala augšņu sākotnējā stāvokļa rādītājiem - to strukturālo izturību, kas svārstās ļoti plašā diapazonā virs aerācijas zonas, tāpēc tai ir jābūt nosaka katrā vietā pirms testēšanas, lai noteiktu augsnes fizikālās un mehāniskās īpašības. Iegūto datu analīze parādīja, ka rādītājs mainās OCR dziļumā zem 20-30 metriem ir mazāk nozīmīgas, augsnes parasti ir sablīvētas, taču, nosakot augsnes mehāniskās īpašības, jāņem vērā arī to konstrukcijas izturība. Pētījuma rezultātus ieteicams izmantot kompresijas un bīdes pārbaudēs, kā arī dabisku struktūru paraugu traucētā stāvokļa noteikšanai.

Recenzenti:

Savichev O.G., ģeoloģijas zinātņu doktors, Tomskas Politehniskās universitātes Dabas resursu institūta Hidroģeoloģijas, inženierģeoloģijas un hidroģeoekoloģijas katedras profesors.

Popovs V.K., ģeoloģijas un matemātikas doktors, Tomskas Politehniskās universitātes Dabas resursu institūta Hidroģeoloģijas, inženierģeoloģijas un hidroģeoekoloģijas katedras profesors.

Bibliogrāfiskā atsauce

Kramarenko V.V., Ņikitenkovs A.N., Molokovs V.Ju. PAR MĀLA AUGSTU STRUKTŪRU TOMSKAS NOVADA TERITORIJĀ // Mūsdienu zinātnes un izglītības problēmas. - 2014. - Nr.5 .;
URL: http://science-education.ru/ru/article/view?id=14703 (piekļuves datums: 01.02.2020.). Jūsu uzmanībai piedāvājam "Dabaszinātņu akadēmijas" izdotos žurnālus

Cieto daļiņu kopums veido augsnes karkasu. Daļiņu forma var būt leņķiska un noapaļota. Galvenā augsnes struktūras īpašība ir vērtēšana, kas parāda dažāda izmēra daļiņu frakciju kvantitatīvo attiecību.

Augsnes faktūra ir atkarīga no tās veidošanās apstākļiem un ģeoloģiskās vēstures un raksturo augsnes slāņa neviendabīgumu rezervuārā. Ir šādi galvenie dabisko māla augšņu sastāva veidi: slāņveida, vienlaidus un sarežģīti.

Galvenie strukturālo saišu veidi augsnēs:

1) kristalizācija saites ir raksturīgas akmeņainām augsnēm. Kristālisko saišu enerģija ir samērīga ar atsevišķu atomu ķīmiskās saites intrakristālisko enerģiju.

2)ūdens koloidāls saites nosaka elektromolekulārie spēki mijiedarbībā starp minerālu daļiņām, no vienas puses, un ūdens plēvēm un koloidālajiem apvalkiem, no otras puses. Šo spēku lielums ir atkarīgs no plēvju un čaulu biezuma. Ūdens-koloidālās saites ir plastmasas un atgriezeniskas; palielinoties mitrumam, tie ātri samazinās līdz vērtībām, kas ir tuvu nullei.

Darba beigas -

Šī tēma pieder sadaļai:

Lekciju piezīmes par augsnes mehāniku

Ja tev vajag papildu materiāls par šo tēmu, vai arī neatradāt meklēto, iesakām izmantot meklēšanu mūsu darbu datubāzē:

Ko darīsim ar saņemto materiālu:

Ja šis materiāls jums izrādījās noderīgs, varat to saglabāt savā lapā sociālajos tīklos:

Visas tēmas šajā sadaļā:

Augsņu sastāvs un struktūra
Augsne ir trīskomponentu vide, kas sastāv no cietām, šķidrām un gāzveida sastāvdaļām. Dažkārt augsnē izolēta biota – dzīvā viela. Cietās, šķidrās un gāzveida sastāvdaļas

Augsņu fizikālās īpašības
Iedomājieties noteiktu tilpumu trīskomponentu augsni ar masu

Nosacītās konstrukcijas pretestības jēdziens
Svarīgākais grunts nestspējas raksturlielums ir projektētā pretestība, kas ir atkarīga no pamatnes fizikālajām un mehāniskajām īpašībām un pamatu ģeometriskajiem parametriem.

Augsnes mehāniskās īpašības
Ar augsnes mehāniskajām īpašībām saprot to spēju pretoties apjoma un formas izmaiņām spēka (virsmas un masas) un fizikālās (mitruma, temperatūras un

Augsnes deformējamība
Konstrukcijas pārnesto slodžu ietekmē pamatu grunts var piedzīvot lielas deformācijas. Apsveriet zīmoga uzmetuma atkarību

Kompresijas pārbaude, kompresijas līkņu iegūšana un analīze
Saspiešana ir augsnes parauga vienpusēja saspiešana ar vertikālu slodzi, ja tas nepalielinās uz sāniem. Pārbaudes tiek veiktas kompresijas ierīcē - odometrā (2.2. att.).

Augsņu deformācijas īpašības
Nedaudz mainoties spiedes spriegumiem (apmēram 0,1 ... 0,3 MPa), augsnes porainības koeficienta samazināšanās ir proporcionāla spiedes sprieguma pieaugumam. Saspiežamības koeficients

Augsnes caurlaidība
Ūdens caurlaidība ir ar ūdeni piesātinātas augsnes īpašība spiediena starpības ietekmē caur tās porām izlaist nepārtrauktu ūdens plūsmu. Apsveriet ūdens filtrēšanas shēmu elementā

Laminārās filtrācijas likums
Eksperimentāli zinātnieki Darcy atklāja, ka filtrācijas ātrums ir tieši proporcionāls spiediena starpībai (

Ūdens filtrācijas modeļi irdenās un saliedētās augsnēs
Darcy likums ir spēkā smilšainām augsnēm. Mālainās augsnēs pie salīdzinoši nelielām spiediena gradienta vērtībām filtrēšana var nenotikt. Pastāvīgo filtrēšanas režīmu iestata

Augsnes izturība ar vienas plaknes griezumu
Bīdes ierīce (2.6. att.) ļauj pie dažādiem dotiem normālspriegumiem noteikt ierobežojošos bīdes spriegumus, kas rodas augsnes parauga iznīcināšanas brīdī. Bīde (iznīcināšana)

Bīdes pretestība sarežģītā sprieguma stāvoklī. Mora-Kulona spēka teorija
Mora-Kulona teorija ņem vērā augsnes izturību sarežģīta stresa stāvokļa apstākļos. Galvenie spriegumi jāpieliek uz augsnes elementārā tilpuma skaldnēm (2.8. att., a). Ar pakāpenisku

Augsnes stiprība nekonsolidētā stāvoklī
Iepriekšminētais atbilst augsnes testēšanai stabilizētā stāvoklī, t.i., kad parauga nogulsnes no spiedes sprieguma iedarbības ir beigušās. Ar nepilnīgu konso

Lauku metodes augšņu mehānisko īpašību parametru noteikšanai
Gadījumos, kad ir grūti vai neiespējami ņemt neskartas struktūras grunts paraugus deformācijas un stiprības raksturlielumu noteikšanai, izmanto lauka pārbaudes metodes.

Spriegumu noteikšana augsnes masīvos
Spriegumi augsnes masīvos, kas kalpo kā pamats, vide vai materiāls konstrukcijai, rodas ārējo slodžu un augsnes pašasvara ietekmē. Galvenie aprēķinu uzdevumi

Vietējo elastīgo deformāciju un elastīgās pustelpas modelis
Nosakot kontaktspriegumus, svarīga loma ir bāzes aprēķina modeļa un kontaktu problēmas risināšanas metodes izvēlei. Inženierpraksē visizplatītākā ir

Pamatu stingrības ietekme uz kontaktspriegumu sadalījumu
Teorētiski kontaktspriegumu diagrammai zem stingra pamata ir seglu forma ar bezgalīgi lielām spriegumu vērtībām malās. Tomēr augsnes plastisko deformāciju dēļ darbībā

Spriegumu sadalījums grunts pamatos no augsnes pašsvara
Vertikālos spriegumus no augsnes paša svara dziļumā z no virsmas nosaka pēc formulas:

Spriegumu noteikšana augsnes masā no lokālas slodzes iedarbības uz tās virsmu
Spriegumu sadalījums pamatnē ir atkarīgs no pamatnes formas plānā. Būvniecībā visplašāk tiek izmantoti lentes, taisnstūrveida un apaļie pamati. Tātad apmēram

Vertikāla koncentrēta spēka darbības problēma
Uz elastīgas pustelpas virsmu pieliktā vertikālā koncentrēta spēka darbības problēmas risinājums, ko 1885. gadā ieguvis J.Businesks, ļauj noteikt visas sprieguma komponentes.

Plakans uzdevums. Vienmērīgi sadalītas slodzes darbība
Shēma spriegumu aprēķināšanai pamatnē plaknes problēmas gadījumā vienmērīgi sadalītas slodzes iedarbībā ar intensitāti

Telpiskais uzdevums. Vienmērīgi sadalītas slodzes darbība
1935. gadā A. Ļavs ieguva vertikālo spiedes spriegumu vērtības jebkurā punktā

Stūra punkta metode
Stūra punkta metode ļauj noteikt spiedes spriegumus pamatnē gar vertikāli, kas iet caur jebkuru virsmas punktu. Ir trīs iespējamie risinājumi (3.9. att.).

Pamata formas un laukuma ietekme uz
attēlā. 3.10. normālu spriegumu diagrammas gar vertikālo asi, kas iet cauri

Augsnes masīvu stiprība un stabilitāte. Augsnes spiediens uz žogiem
Noteiktos apstākļos var tikt zaudēta augsnes masas daļas stabilitāte, ko papildina ar to mijiedarbojošo konstrukciju iznīcināšana. Tas ir saistīts ar veidošanos

Pamatu grunts kritiskās slodzes. Grunts pamatu sprieguma stāvokļa fāzes
Apsveriet atkarības grafiku attēlā. 4.1, a. Kohēzijai augsnei sākotnējais

Sākotnējā kritiskā slodze atbilst gadījumam, kad robežstāvoklis iestājas pamatnē zem pamatu pamatnes vienā punktā zem pamatu virsmas. Mēs izvēlamies bāzē

Dizaina pretestība un konstrukcijas spiediens
Ja mēs pieļaujam zem centralizēti noslogota pamata zoles ar platumu b galīgā līdzsvara zonu attīstību līdz dziļumam

Galējā kritiskā slodze ri atbilst spriegumam zem pamatu pamatnes, pie kura ir izsmelta pamatnes grunts nestspēja (4.1. att.), kas dzen.

Praktiskās metodes pamatu nestspējas un stabilitātes aprēķināšanai
Pamatu pamatu aprēķināšanas principi pēc I robežstāvokļa (grunšu stiprības un nestspējas ziņā). Saskaņā ar SNiP 2.02.01-83 * tiek uzskatīts, ka pamatnes nestspēja ir

Slīpuma un slīpuma stabilitāte
Slīpums ir mākslīgi izveidota virsma, kas ierobežo dabisko grunts masīvu, izrakumu vai uzbērumu. Nogāzes veidojas dažādu veidu uzbērumu (dambju, zemes aizsprostu) būvniecības laikā

Nogāžu un nogāžu stabilitātes faktora jēdziens
Stabilitātes koeficientu bieži pieņem kā: , (4.13) kur

Vienkāršākās stabilitātes aprēķināšanas metodes
4.4.1. Slīpuma stabilitāte ideāli irdenās augsnēs (ϕ ≠0; с=0)

Filtrācijas spēku ietekmes uzskaite
Ja gruntsūdens līmenis atrodas virs nogāzes dibena, uz tās virsmas nāk filtrācijas plūsma, kas noved pie nogāzes stabilitātes samazināšanās. Šajā gadījumā, apsverot

Apļveida bīdāmo virsmu metode
Tiek pieņemts, ka slīpuma (slīpuma) stabilitātes zudums var rasties kā rezultātā

Pasākumi nogāžu un nogāžu stabilitātes uzlabošanai
Viens no efektīvākajiem veidiem, kā palielināt nogāžu un nogāžu stabilitāti, ir to saplacināšana vai pakāpienveida profila veidošana ar horizontālu platformu (bermu) veidošanos augstumā no plkst.

Augsnes mijiedarbības jēdzieni ar norobežojošām konstrukcijām (atpūtas spiediens, aktīvais un pasīvais spiediens)
Norobežojošās konstrukcijas ir veidotas tā, lai aiz tām esošās augsnes masas nesabruktu. Šādas struktūras ietver balstsiena, kā arī pagraba sienas un

Pasīvā spiediena noteikšana
Pasīvais spiediens rodas, sienai virzoties uz aizpildījuma grunti (4.9. att.).

Problēmas formulēšana
Aprēķinu shēmas uzdevumam noteikt galīgo stabilizēto pamatu iegrimšanu no slodzes iedarbības, kas tiek pārnesta uz augsni caur pamatu pamatni, ir parādītas attēlā. 5.1.

Lineāri deformējamas pustelpas vai ierobežota biezuma grunts slāņa nosēduma noteikšana
Spriegumu sadalījumam viendabīgā izotropā augsnes masā tiek izmantoti stingri risinājumi no slodzes, kas tiek pielietota tās virsmai. Attiecības starp norēķinu zoli no centralizēti piekrauts

Praktiskās metodes pamatu pamatu galīgo deformāciju aprēķināšanai
5.2.1. Nogulumu aprēķins, summējot slāni pa slāņiem. Slāņa pa slāņa summēšanas metodi (neņemot vērā augsnes sānu izplešanās iespēju) iesaka SNiP 2.02.01-83*.

Norēķinu aprēķins pēc ekvivalentā slāņa metodes
Ekvivalentais slānis ir augsnes slānis ar biezumu he, kura nosēšanās pie nepārtrauktas virsmas slodzes p0 būs vienāda ar augsnes pustelpas nosēšanos zem gaisa.

9. lekcija
5.3. Praktiskās metodes pamatu pamatu nokārtojuma aprēķināšanai laikā. Ja ar ūdeni piesātinātas māla nogulsnes atrodas pamatu pamatnē

Kad jāņem vērā daudzi faktori. Īpaša uzmanība jāpievērš kompozīcijai, un daži tā veidi var noslīdēt, ja mitrums palielinās spriegumā zem sava svara vai no ārējas slodzes. Līdz ar to šo nosaukumu augsnes - "iegrimšana". Apsveriet sīkāk to funkcijas.

Veidi

Apskatāmajā kategorijā ietilpst:

Loesas augsnes (suspes un leses).
Māli un smilšmāls.
Atsevišķi seguma vircas un smilšmāla veidi.
Lielapjoma rūpnieciskie atkritumi. Tie jo īpaši ietver pelnus, režģu putekļus.
Putekļainās māla augsnes ar augstu konstrukcijas izturību.

Specifiskums

Sākotnēji būvniecības organizācija ir nepieciešams veikt vietnes augsnes sastāva izpēti, lai noteiktu iespējamo deformācijas. To rašanās augsnes veidošanās procesa īpatnību dēļ. Slāņi ir nepietiekami sablīvētā stāvoklī. Lesa augsnē šāds stāvoklis var saglabāties visu tās pastāvēšanas laiku.

Slodzes un mitruma palielināšanās parasti izraisa papildu sablīvēšanos apakšējos slāņos. Taču, tā kā deformācija būs atkarīga no ārējās ietekmes stipruma, saglabāsies nepietiekama slāņa sablīvēšanās attiecībā pret ārējo spiedienu, kas pārsniedz spriegumu no savas masas.

Vājās augsnēs nostiprināšanas iespēju laboratoriskajos testos nosaka pēc stiprības samazināšanās samitrināšanas gadījumā pret efektīvā spiediena indikatoru.

Īpašības

Papildus nepietiekamai sablīvēšanai slīdošām augsnēm ir raksturīgs zems dabīgā mitruma saturs, putekļains sastāvs un augsta konstrukcijas izturība.

Augsnes piesātinājums ar ūdeni dienvidu reģionos, kā likums, ir 0,04-0,12. Sibīrijas reģionos, vidējā joslā, rādītājs ir robežās no 0,12-0,20. Mitruma pakāpe pirmajā gadījumā ir 0,1-0,3, otrajā - 0,3-0,6.

Strukturālā izturība

Tas galvenokārt ir saistīts ar cementēšanas saķeri. Jo vairāk mitruma nokļūst zemē, jo mazāka ir izturība.

Pētījuma rezultāti parādīja, ka plānām ūdens kārtiņām ir veidojumu ķīļveida iedarbība. Tie darbojas kā smērviela, atvieglojot slīdošās augsnes daļiņu slīdēšanu. Plēves nodrošina blīvāku slāņu klāšanu ārējā ietekmē.

Mitruma piesātināta saķere iegrimšanas augsne nosaka molekulārās pievilkšanās spēka ietekme. Šī vērtība ir atkarīga no blīvuma pakāpes un zemes sastāva.

Procesa raksturojums

Izņemšana ir sarežģīts fizikāls un ķīmisks process. Tas izpaužas kā augsnes sablīvēšanās, ko izraisa daļiņu un pildvielu kustība un blīvāks (kompakts) iepakojums. Sakarā ar to kopējā slāņu porainība tiek samazināta līdz stāvoklim, kas atbilst darbības spiediena līmenim.

Blīvuma palielināšanās noved pie dažām individuālo īpašību izmaiņām. Pēc tam spiediena ietekmē blīvēšana turpinās, attiecīgi stiprība turpina palielināties.

Nosacījumi

Lai notiktu izņemšana, jums ir nepieciešams:

Slodze no pamatiem vai sava masa, kas, slapjot, pārvarēs daļiņu kohēzijas spēkus.
Pietiekams mitruma līmenis. Tas veicina spēka samazināšanos.

Šiem faktoriem ir jādarbojas kopā.

Mitrums nosaka deformācijas ilgumu dilstošās augsnes. Parasti tas notiek salīdzinoši īsā laikā. Tas ir saistīts ar faktu, ka zeme pārsvarā atrodas zema mitruma stāvoklī.

Deformācija ar ūdeni piesātinātā stāvoklī ilgst ilgāk, jo ūdens tiek filtrēts caur augsni.

Augsnes blīvuma noteikšanas metodes

Relatīvo iegrimšanu nosaka pēc neskartas struktūras paraugiem. Šim nolūkam tiek izmantota kompresijas ierīce - augsnes blīvuma mērītājs. Pētījumā tiek izmantotas šādas metodes:

Viena līkne ar viena parauga analīzi un tā mērcēšanu darbības slodzes beigu posmā. Ar šo metodi iespējams noteikt augsnes saspiežamību pie noteiktā vai dabīgā mitruma, kā arī relatīvo tendenci deformēties pie noteikta spiediena.
Divas līknes, pārbaudot 2 paraugus ar vienādu blīvuma pakāpi. Viens tiek pētīts dabiskā mitruma apstākļos, otrs - piesātinātā stāvoklī. Šī metode ļauj noteikt saspiežamību pilna un dabiska mitruma apstākļos, relatīvo tendenci deformēties, kad slodze mainās no nulles uz maksimālo.
Kombinēts. Šī metode ir divu iepriekšējo divu modificēta kombinācija. Pārbaudi veic ar vienu paraugu. Vispirms to pārbauda dabiskā stāvoklī līdz 0,1 MPa spiedienam. Kombinētās metodes izmantošana ļauj analizēt tās pašas īpašības kā 2 līkņu metode.

Svarīgi punkti

Pārbaudes laikā iekšā augsnes blīvuma mērītāji izmantojot kādu no augstāk minētajām iespējām, jāņem vērā, ka pētījumu rezultātiem ir raksturīga būtiska mainība. Šajā sakarā daži rādītāji, pat pārbaudot vienu paraugu, var atšķirties par 1,5-3 un dažos gadījumos par 5 reizēm.

Šādas būtiskas svārstības ir saistītas ar paraugu nelielo izmēru, materiāla neviendabīgumu karbonātu un citu ieslēgumu dēļ vai lielu poru klātbūtni. Rezultātiem svarīgas ir arī neizbēgamās kļūdas pētījumā.

Ietekmējošie faktori

Daudzu pētījumu gaitā ir noskaidrots, ka augsnes nosēšanās tendences rādītājs galvenokārt ir atkarīgs no:

Spiediens.
Augsnes blīvuma pakāpes dabiskā mitruma apstākļos.
Sastāvs iegrimšanas augsne.
Mitruma līmenis.

Atkarība no slodzes atspoguļojas līknē, saskaņā ar kuru, pieaugot rādītājam, arī relatīvās tendences mainīties vērtība vispirms sasniedz maksimālo vērtību. Ar sekojošu spiediena palielināšanos tas sāk tuvoties nullei.

Parasti spiedienam ir 0,2–0,5 MPa, bet lesam līdzīgiem māliem - 0,4–0,6 MPa.

Atkarību rada fakts, ka, noslogojot slīdošo augsni ar dabisku piesātinājumu noteiktā līmenī, sākas struktūras iznīcināšana. Šajā gadījumā tiek novērota asa saspiešana, nemainot ūdens piesātinājumu. Deformācija pieaugošā spiediena gaitā turpināsies, līdz slānis sasniegs ārkārtīgi blīvo stāvokli.

Atkarība no augsnes sastāva

Tas izpaužas faktā, ka, palielinoties plastiskumam, deformācijas tendence samazinās. Vienkārši sakot, lielāka struktūras mainīguma pakāpe raksturīga vircai, mazāka - māliem. Protams, lai izpildītu šo noteikumu, citiem nosacījumiem ir jābūt vienādiem.

Sākotnējais spiediens

Plkst ēku un būvju pamatu projektēšana tiek aprēķināta konstrukciju slodze uz zemi. Šajā gadījumā tiek noteikts sākotnējais (minimālais) spiediens, pie kura sākas deformācija pie pilnas piesātinājuma ar ūdeni. Tas izjauc augsnes dabisko strukturālo izturību. Tas noved pie tā, ka tiek traucēts parastais blīvēšanas process. Šīs izmaiņas savukārt pavada pārstrukturēšanās un intensīva blīvēšana.

Ņemot vērā iepriekš minēto, šķiet, ka projektēšanas stadijā, organizējot būvniecību, sākotnējā spiediena vērtība ir jāpieņem tuvu nullei. Tomēr praksē tas tā nav. Norādītais parametrs jāizmanto tā, lai biezums tiktu aprēķināts saskaņā ar vispārīgie noteikumi bez izņemšanas.

Rādītāja mērķis

Projektu izstrādē tiek izmantots sākotnējais spiediens pamati uz nosēdošām augsnēm lai noteiktu:

Paredzamā slodze, pie kuras izmaiņas nebūs.
Tās zonas lielums, kurā no pamatnes masas notiks blīvēšana.
Nepieciešamais augsnes deformācijas dziļums vai augsnes spilvena biezums, kas pilnībā izslēdz deformāciju.
Dziļums, no kura sākas izmaiņas no augsnes masas.

Sākotnējais mitrums

To sauc par indikatoru, kurā augsnes sasprindzinātā stāvoklī sāk nokarāties. Nosakot sākotnējo mitrumu, kā normālo vērtību tiek ņemta sastāvdaļa 0,01.

Parametra noteikšanas metode ir balstīta uz kompresijas laboratorijas testiem. Pētījumam nepieciešami 4-6 paraugi. Tiek izmantota divu līkņu metode.

Viens paraugs tiek testēts pie dabiskā mitruma ar slodzi līdz maksimālajam spiedienam atsevišķos posmos. Ar to augsne tiek mērcēta, līdz stabilizējas iegrimšana.

Otro paraugu vispirms piesātina ar ūdeni un pēc tam, nepārtraukti mērcējot, tajās pašās darbībās ielādē līdz ierobežojošajam spiedienam.

Atlikušo paraugu mitrināšana tiek veikta līdz indikatoriem, kas sadala mitruma robežu no sākotnējā līdz pilnīgam ūdens piesātinājumam relatīvi vienādos intervālos. Pēc tam tos pārbauda kompresijas ierīcēs.

Palielinājums tiek panākts, paraugos ielejot aprēķināto ūdens tilpumu, turpinot noturēt 1-3 dienas, līdz stabilizējas piesātinājuma līmenis.

Deformācijas īpašības

Tie ir saspiežamības un tā mainīguma koeficienti, deformācijas modulis, relatīvā saspiešana.

Deformācijas modulis tiek izmantots, lai aprēķinātu iespējamos pamatu nosēšanās rādītājus un to nelīdzenumus. Kā likums, to nosaka laukā. Šim nolūkam augsnes paraugus pārbauda ar statiskām slodzēm. Deformācijas moduļa vērtību ietekmē mitrums, blīvuma līmenis, struktūras kohēzija un augsnes stiprība.

Palielinoties augsnes masai, šis rādītājs palielinās, ar lielāku piesātinājumu ar ūdeni tas samazinās.

Saspiežamības mainīguma koeficients

To definē kā saspiežamības attiecību vienmērīgā vai dabiskā mitruma apstākļos ar augsnes īpašībām ar ūdeni piesātinātā stāvoklī.

Salīdzinot lauka un laboratorijas pētījumos iegūtos koeficientus, redzams, ka atšķirība starp tiem ir niecīga. Tas ir robežās no 0,65 līdz 2 reizēm. Tāpēc praktiskai pielietošanai pietiek ar rādītāju noteikšanu laboratorijā.

Mainīguma koeficients galvenokārt ir atkarīgs no spiediena, mitruma un tā pieauguma līmeņa. Palielinoties spiedienam, indikators palielinās, un, palielinoties dabiskajam mitrumam, tas samazinās. Kad tas ir pilnībā piesātināts ar ūdeni, koeficients tuvojas 1.

Stiprības īpašības

Tie ir iekšējās berzes un specifiskās kohēzijas leņķis. Tie ir atkarīgi no konstrukcijas stiprības, ūdens piesātinājuma līmeņa un (mazākā mērā) blīvuma. Palielinoties mitrumam, saķere samazinās par 2-10 reizēm, bet leņķis - par 1,05-1,2. Palielinoties konstrukcijas stiprībai, tiek uzlabota saķere.

Nogrimšanas augšņu veidi

Kopā ir 2:

Nosēšanās pārsvarā notiek pamatnes deformējamajā zonā pamatu vai cita veida slodzes ietekmē. ārējais faktors. Tajā pašā laikā deformācijas no tā svara gandrīz nav vai nav lielākas par 5 cm.
Iespējama augsnes iegrimšana no tās masas. Tas notiek galvenokārt biezuma apakšējā slānī un pārsniedz 5 cm Ārējas slodzes ietekmē var rasties arī augšējā daļā deformējamās zonas robežās.

Nogrimšanas veids tiek izmantots, novērtējot būvniecības apstākļus, izstrādājot pretnosēšanās pasākumus, projektējot pamatus, pamatus un pašu ēku.

Papildus informācija

Nosēšanās var notikt jebkurā būves būvniecības vai ekspluatācijas posmā. Tas var izpausties pēc sākotnējā nogrimšanas mitruma palielināšanās.

Avārijas mērcēšanas laikā augsne deformējamās zonas robežās nokarājas diezgan ātri - 1-5 cm/diennaktī. Pēc mitruma padeves pārtraukšanas pēc dažām dienām izplūde stabilizējas.

Ja sākotnējā mērcēšana notika deformācijas zonas daļas robežās, ar katru nākamo ūdens piesātinājumu, iegrimšana notiks līdz visa zona ir pilnībā samitrināta. Attiecīgi tas palielināsies, palielinoties slodzei uz augsni.

Ar intensīvu un nepārtrauktu mērcēšanu augsnes iegrimšana ir atkarīga no mitrinošā slāņa kustības lejup un ar ūdeni piesātinātas zonas veidošanās. Šajā gadījumā iegrimšana sāksies, tiklīdz mitrināšanas fronte sasniegs dziļumu, kurā augsne nokrīt no sava svara.

Kursa pamatjēdzieni. Kursa mērķi un uzdevumi. Sastāvs, struktūra, stāvoklis un fizikālās īpašības augsnes.

Kursa pamatjēdzieni.

Augsnes mehānika studē fiziku un mehāniskās īpašības grunts, pamatu sprieguma stāvokļa un deformāciju aprēķināšanas metodes, grunts masīvu noturības novērtējumi, grunts spiediens uz konstrukcijām.

augsne attiecas uz jebkuru iezi, ko izmanto būvniecībā kā būves pamatu, vidi, kurā konstrukcija tiek uzcelta, vai konstrukcijas materiālu.

klinšu veidošanās sauc par regulāri konstruētu minerālu kopumu, kam raksturīgs sastāvs, struktūra un faktūra.

Zem sastāvu nozīmē minerālu sarakstu, kas veido iezi. Struktūra- tas ir iezi veidojošo daļiņu izmērs, forma un kvantitatīvā attiecība. Tekstūra- augsnes elementu telpiskais izvietojums, kas nosaka tās struktūru.

Visas augsnes ir sadalītas dabiskās - magmainās, nogulumiežu, metamorfās - un mākslīgās - saspiestās, dabiskā stāvoklī fiksētās, masīvās un aluviālās augsnes.

Grunts mehānikas kursa mērķi.

Kursa galvenais mērķis ir iemācīt studentam:

Grunts mehānikas pamatlikumi un pamatnoteikumi;

Augsnes īpašības un to raksturojums - fizikālās, deformācijas, stiprība;

Augsnes masas sprieguma stāvokļa aprēķināšanas metodes;

Augsnes un nogulumu stiprības aprēķināšanas metodes.

Augsņu sastāvs un struktūra.

Augsne ir trīskomponentu vide, kas sastāv no cieta, šķidra un gāzveida Sastāvdaļas. Dažreiz izolēts zemē biota- dzīvā viela. Cietās, šķidrās un gāzveida sastāvdaļas atrodas pastāvīgā mijiedarbībā, kas tiek aktivizēta būvniecības rezultātā.

Cietās daļiņas Augsnes sastāv no iežu veidojošiem minerāliem ar dažādām īpašībām:

Minerālvielas ir inertas attiecībā pret ūdeni;

Ūdenī šķīstoši minerāli;

māla minerāli.

Šķidrums komponents augsnē atrodas 3 stāvokļos:

Kristalizācija;

Saistīts;

Bezmaksas.

gāzveida komponentu augšējos augsnes slāņos attēlo atmosfēras gaiss, zemāk - slāpeklis, metāns, sērūdeņradis un citas gāzes.

Augsnes struktūra un faktūra, struktūras izturība un saites augsnē.

Galvenie strukturālo saišu veidi augsnēs:

1) kristalizācija saites ir raksturīgas akmeņainām augsnēm. Kristālisko saišu enerģija ir samērīga ar atsevišķu atomu ķīmiskās saites intrakristālisko enerģiju.