8 Характер деформирования песчаных и глинистых грунтов. Принцип линейной деформируемости и условия его применения

Отличия сыпучих и связных грунтов:

У сыпучих грунтов наблюдается как остаточные, так и восстанавливающиеся деформации. Остаточные деформации присутствуют всегда, даже при незначительных нагрузках; их величина намного больше, чем упругие. Основана на необратимом смещении зёрен

У связных—деформация зависит от действующей нагрузки. Если величина нагружений такова, что она не нарушает внутренней связи, то грунт деформируется как упругое твёрдое тело, при этом преобладают восстанавливающиеся деформации

Зависимость e=as^m

a,s-коэффициенты, определяемые опытным путём;a-соответствует обратной величине модуля деформации;m-число, меньше единицы

Точка а соответствует некоторому пределу пропорциональности Р_о, до достижения которого зависимость между деформациями и напряжениями линейна.

Т.к. нагрузка на грунт от сооружения всегда принимается меньше Р_о, то при определённых напряжениях в грунтах можно применять теорию линейно деформируемых тел.

Если зависимость между общими деформациями линейна, то для определения напряжения в грунтах полностью применимы уравнения теории упругости. Но при определении общих деформаций грунтов необходимы дополнительные условия.

Это положение и называется принципом линейной деформируемости, а именно:

При небольших изменениях давлений можно рассматривать грунты как линейно деформируемые тела, т. е. с достаточной для практических целей точностью можно принимать зависимость между общими деформациями и напряжениями для грунтов линейной

Принцип является одним из основных в современной механике грунтов, так как на нём базируются все инженерные расчёты напряжений и деформаций естественных грунтовых оснований.

9. Сопротивление сдвигу. Угол внутреннего трения. Обработка результатов испытания грунта на сдвиг.

Грунты в основании сооружений, а также при неодинаковых отметках их поверхности испытывают воздействие не только нормальных , но и касательных напряжений. Когда касательные напряжения по какой-либо поверхности в грунте достигают его предельного сопротивления, происходит сдвиг одной части массива грунта по другой.

При проведении нескольких испытаний сыпучих грунтов на сдвиг используется срезыватель.

К грунту прикладывают 2 вида нагрузок: 1.нормальную сжимающую нагрузку N 2. сдвигающую касательную к поверхности среза нагрузку Т.

В какой-то момент верхнее кольцо начинает двигаться по плоскости сдвига и возникает нормальное напряжение и касательное напряжение: y

Y – угол наклона прямой.

Для сыпучих грунтов действует закон Кулона: Предельное сопротивление сыпучего грунта сдвигу прямопропорционально нормальному давлению.

В глинистых грунтах иначе:

y – угол внутреннего трения, с – величина, характеризующая силы сцепления, Р - давление связности.

Закон Кулона для глинистых грунтов: предельное сопротивление связного грунта сдвигу, есть функция первой степени от нормального давления состоящего из 2-х частей: прямопропорциональной давлению и независимой от него. y+с

Испытание на приборе трёхосного сжатия: через поршень прикладывают, нормальное усилие ₁ и в какой-то момент мы доводим образец до разрушения.

₃ – боковое давление воды.

Строим диаграмму Мора

Для песчаных грунтов: sinY=

Для глинистых sinY=

Эти 2 выражения характеризуют условие предельного напряжённого состояния грунта.

Существуют испытания грунта с помощью крыльчатого зонта. В дно скважины забивается штанга с 4-хкрыльчатым основанием. К этому зонту прикладывается вращающий момент до тех пор пока не произойдет срез. Зная величину момента и площадь поверхности среза, определим угол внутреннего трения.

Существует методика испытаний в шурфе с помощью шарового штампа: на дно шурфа укладывается шаровой штамп и накладываются нагружения. Определённая величина осадки соответствует данной нагрузке. Далее определяется сцепление грунта. Обработка результатов ведется методом наименьших квадратов.

С_n= tgY=