Закон Кулона для несвязных и связных фунтов.

Закон сопротивления пылевато-глинистых грунтов сдвигу формулируется так: предельное сопротивление связных грунтов сдвигу при завершенной их консолидации есть функция первой степени нормального напряжения.

Для определения истинных значений сцепления и угла внут­реннего трения необходимо испытывать образцы, находящиеся в одном и том же состоянии по плотности. С этой целью об­разцы грунта иногда испытывают на сдвиг сразу же после приложения нагрузки, не дожидаясь их консолидации. Однако такое испытание не позволяет учитывать упрочнение грунтов в связи с их уплотнением в основании под действием приложен­ной нагрузки. По результатам строятся графики.

τ _пр = σ*tgφ= σ*f - Закон Кулона для песчаного грунта

τ _пр – предельное сопротивление сдвигу

φ – угол внутреннего трения

f – коэффициент внутреннего трения

τ _пр = σ*tgφ+C - Закон Кулона для глинистого грунта

С – удельное сопротивление грунта.

Прямая на графике это линия предельного равновесия. И комбинация нагрузок характеризуется точками лежащими ниже этой линии.

Глина: до 25⁰; С до 1 кгс/см²

Песок: до 30⁰; С до 0,1 кгс/см²

36.37. Испытание грунта по схеме трехосного сжатия в стабилометре.

Сдвиговые характеристики грунта можно определить в стабилометре.

Порядок: Цилиндрический образец грунта 1 помещается в рабочую камеру прибора 2, заполненный водой. Нормальное напряжение создается в образце через штамп 5 с помощью нагрузочного устройства. Боковое напряжение создается в водяной рабочей камере гидростатическим давлением. Изменение давления в камере производится манометром 4, а вертикальных перемещений индикаторами 3,

 

Прочностные характеристики в стабилометре определяются использованием нескольких образцов близнецов в каждом испытании при возрастающем вертикальном давлении и фиксированном боковом произойдет разрушение образца. Величины напряжений, соответствующие этим давлениям и откладываются на горизонтальной оси графика и строится круг Мора.

Теория прочности Кулона-Мора: Среднее главное напряжение не влияет на сопротивление грунта срезу или сдвигу.

Для песчаного грунта основное уравнение предельного равновесия:

Касательная из начала координат – линия предельного равновесия. Угол внутреннего трения определяется по графику.

Для глинистого грунта:

38. Полевые методы испытания на сдвиг

1, Основным методом является метод «крыльчатки». Применяется для пластичных слабых глинистых и илистых грунтов, а также водонасыщенных супесей, пробы которые взять трудно, не нарушив их структуры.

τ_s= 2М_кр/(π*d²*h*(1+d/3h))

В забой скважины в грунт вдавливается полостная крыльчатка (крестовина), после чего вращение рукоятки производится полный поворот на 360⁰ и грунт срезается по цилиндрической поверхности, высотой h и d. При этом замеряется max скручивающий момент. По этому моменту и площади среза определяется предельное сопротивление срезу.

2. Сдвиг «целика»

 

 

39.40 Водопроницаемость грунтов. Законы движения воды в грунте.

Грунт представляет собой 3х фазную систему: он состоит из твердой, жидкой и газообразной составляющих. Жидкая составляющая, т.е. вода находится в порах грунта. Поры грунта могут представлять собой каналы различной формы и длины. Можно сделать предположение, что при движении воды по порам грунта потоки не будут пересекаться. Из курса гидравлики известно, что в этом случай движение будет ламинарным. Турбулентное движение возможно в скальных породах при наличии больших трещин.

Это подтвердили экспериментальные исследования ученых Дарси и Павловского. Дарси в 1886г. установил закон ламинарной фильтрации воды в грунте, который звучит таким образом: скорость фильтрации воды(расход воды через ед. площади сечения в ед.времени) прямопропорционален действующему напору и обратно пропорционален длине фильтрации, или по-другому прямопропорционален гидравлическому градиенту: Vф=КI, где

I= (Н1-Н2)/L – гидравлический градиент. Кф- коэффициент фильтрации [см/с, см/год

Возникновение фильтрации возможно не только при разности напоров столбов жидкости, но и при действии внешней нагрузки, при которой создается поровое давление.

Напор, возникающий в этом случае, можно подсчитать по формуле: Н=Р/γ, где γ- удельный вес воды(0,001 кг с/см3)

Для глинистых грунтов характерен начальный градиент напора, т.е. фильтрация начинается только после определенного значения гидравлического градиента. Это связано с тем, что в глинистых грунтах очень развиты коллоидные своиства, и связанная вода препятствует движению воды по порам грунта. это можноувидеть на графике