10.Закон Кулона для песчаных и глинистых грунтов.

С огласно диаграме сдвига для сыпучих грунтов, любое предельное сдвигающее напряжение

И ли, обозначив коэффициент пропорциональности

Получим

Т .к. сопротивление сыпучих грунтов есть сопротивление их трению, то угол фи носит наз-е угла внутреннего трения, а величина f –коэффициента внутреннего трения.

Закон Кулона для сыпучих грунтов (1773 г.):

Предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трению, прямо пропорциональное нормальному давлению.

Закон Кулона для связных грунтов:

Предельное сопротивление связных грунтов сдвигу есть функция 1-ой стнпени от нормального давления, состоящая из 2-х частей: прямо пропорц. давлению и независящей от него.

Если принять обозначения по рис, то ур-е прямой, проведенной через экспериментально найденные точки имеет вид

В еличина отрезка с, отсекаемая диаграммой сдвига на оси предельных сдвигов, равна суммарной силе сцепления грунта, соответствующей его плотности-влажности с=сc+cw









 

i

 

а) б) 0

 i

кривые сопротивлений сдвигу сыпучих грунтов:а-перемещений  при сдвиге(1-3 при различном давлении); б- предельных сопротивлений =f(

11. Скорость фильтрации. Закон Дарси

З акон ламинарной фильтрации: Q=kFIT; где к- коэффициент фильтрации, характеризующий водопроницаемость породы (м/сут); I- градиент напора или гидравлический градиент (м/сут); F- площадь поперечного сечения тела (м²). Объем воды протекающей параллельными струями через проницаемое тело пропорционально гидравлическому уклону, времени и площади поперечного сечения этого тела. Градиент напора I показывает величину падения напора на единицу длины пути фильтрации ( I=H/L).

Скорость фильтрации q=Q/FT ( эта скорость называется кажущейся). Действительная скорость определяется с учетом пористости грунта. Скорость фильтрации воды в порах грунта прямо пропорциональна гидравлическому градиенту.

1 – начало фильтрации

2 – предел пропорциональности

3 – пропорциональность нарушается

q=QI для песчаных грунтов

q=k(I-I_н^’) для глинистых грунтов

12. Коэффициент фильтрации. Методы определения коэффициента фильтрации.

Коэффициент фильтрации зависит от:

1. Количества и размера пор в грунте;

2. Степени окатанности частиц;

3. Минералогического состава грунта;

4. Вида грунта;

5. Крупности песчаных грунтов;

6. От минерализации и температуры воды (т.е. от вязкости воды).

Методы определения коэффициента фильтрации:

1. Табличный (таблицы Плотникова);

2. Расчетный – использует связь коэффициента фильтрации грунта с его гранулированным составом, пористостью, степенью однородности.

3. Лабораторный – основан на изучении скорости движения воды через образец грунта при различных градиентах напора. При лабораторном методе используют два типа приборов: 1. с постоянным напором, моделирующие установившееся движение (универсальная трубка КФ, трубка Каменского); 2. с переменным напором (компресионно-фильтрационные приборы).

4. Полевой. Главные разновидности данного метода:

1. Метод налива в шурфы:

   1. Метод Болдарева

   2. Метод Нестерова

2. Метод откачки

Метод налива в шурфы применяют для определения фильтрующей способности в зоне аэрации. Суть: вода наливается в шурфы и под действием сил гравитации инфильтруется вниз и в стороны. Строится график зависимости расхода воды от времени Q(t). Коэфф. определяется из формулы Дарси. Недостаток метода Болдарева – неучет растекания воды в стороны и отсутствие учета действия капиллярных сил.

Метод Болдарева Метод Нестерова

Метод откачки служит для определения коэффициента фильтрации в водонасыщенных породах. Суть: бурится куст скважин, одна из которых является центральной, остальные – наблюдательные. Из центральной производится забор воды, в результате чего образуется депрессионная воронка. Депрессионная воронка – понижение уровня подземных вод в процессе откачки. Снизившийся вследствие откачки уровень подземных вод наз. динамическим, уровень до откачки – статическим, разность этих уровней – понижение (S). Удельный дебет скважины - это количество воды, которое дает скважина на 1 м понижения уровня. R – радиус депрессии, r – радиус влияния.