Новости

Новости

Напряжения и деформации образца грунта при компрессии


Образец грунта, помещенный в кольцо компрессионного прибора, испытывает под воздействием вертикального давления р сжатие и воспринимает реакцию жестких стенок кольца в виде бокового давления q, которое со всех сторон одинаково.
Таким образом, если из образца грунта выделить элемент в виде параллелепипеда, то он будет сжат по трем взаимно перпендикулярным направлениям (рис. 12).
Напряжения и деформации образца грунта при компрессии

На основании формул обобщенного закона Гука, известного из курса сопротивления материалов, можно выразить относительные укорочения элемента гр унта по вертикали и горизонтали, считая его линейно деформируемым и принимая о2 = о3 = q:

Здесь E0 — модуль общей деформации грунта, т. е. величина,соответствующая модулю упругости твердых тел, но относящаяся не только к упругой части деформации, но и к остаточной (кг/см2);
Обозначение напряжений показано на рис. 12.
Так как вследствие жестких стенок кольца деформация образца по горизонтальному направлению отсутствует, то последнее выражение для е2 = е3 можно приравнять нулю и получить уравнение

Зная, что 1/E0 не равно нулю, приходим к выводу, что нулю равно выражение в квадратных скобках. Это позволяет получить:

Величина е называется коэффициентом бокового давления грунта. Этот коэффициент устанавливает соотношение между боковым q и вертикальным р давлением в грунте при отсутствии боковой деформации.
Если измерить боковое давление q, вызванное вертикальным давлением р, то можно найти е = q/p, а затем и u = е/1 + е.
Выражение (14) позволяет найти вертикальное укорочение образца, т. е.

Величина в является переходным коэффициентом от компрессионного модуля деформации E0 к модулю общей деформации Е. Значения этого коэффициента можно вычислить по найденным значениям е или u.
При испытании грунта в компрессионном приборе модуль общей деформации определяется по следующей формуле

При испытании грунта в стабилометре модуль общей деформации определяется по такой формуле

где р — вертикальное давление;
е — относительная деформация.
Средние расчетные значения модулей деформации песчаных и глинистых грунтов приведены в табл. 8 а, б, в, а коэффициентов е, u — в табл. 7.

В СНиП П-Б.1—62 для коэффициента в, учитывая упрощенную схему расчета, принимается единое значение 0,8 для всех грунтов.
При определении характеристик грунтов по табл. 8, 9 следует учитывать следующее:
1. Значения модуля деформаций Eо для гравелистых, крупных и средней крупности песков даны при степени неоднородности Kн < 3.
2. При коэффициенте неоднородности Kн > 6 табличные значения модуля деформации должны быть уменьшены в три раза. При промежуточных величинах Kн значения Eо определяются интерполяцией.
3. Характеристики глинистых грунтов относятся к грунтам четвертичных отложений при содержании растительных остатков не более 5% при условии полного заполнения пор водой (степень влажности G 0,8).
4. Данные табл. 8, 9, 10 не распространяются на глинистые грунты текучей консистенции (при В > 1) и рыхлые песчаные грунты.