Студопедия Главная Случайная страница Обратная связь

Разделы: Автомобили Астрономия Биология География Дом и сад Другие языки Другое Информатика История Культура Литература Логика Математика Медицина Металлургия Механика Образование Охрана труда Педагогика Политика Право Психология Религия Риторика Социология Спорт Строительство Технология Туризм Физика Философия Финансы Химия Черчение Экология Экономика Электроника

Модель водонасыщенного грунта




Для лучшего понимания процесса уплотнения грунта во времени рассмотрим механическую модель уплотнения грунтовой массы (модель К. Терцаги).

 

Рис. 3.8. Модель деформации во времени полностью водонасыщенного грунта.

 

В стакан 1 поставим пружину 5 и до её верха нальём практически несжимаемую (не содержащую воздуха) воду 4. На поверхность воды и верх пружины поставим поршень 2 с отверстием малого диаметра и приложим к поршню нагрузку 3, создающую давление р.

В первый момент времени после загружения (при t=0), пока несжимаемая вода не успела выйти из отверстия, поршень ещё не переместился по вертикали. Следовательно, пружина не получила деформацию, и усилие в ней, отнесённое к единице площади поршня pz будет равно нулю (pz = 0). В воде же возникает давление pω = p. Таким образом, в первый момент времени давление полностью передаётся на воду.

По мере выдавливания воды из стакана через отверстие в поршне последний будет опускаться. В течение этого процесса значение pω уменьшается, а значение pz увеличивается. В результате будет сохраняться равенство

. (3.37)

После выдавливания определённого количества воды из-под поршня давление p будет полностью передано на пружину, т. е. при t = ∞ давление pω = 0 и pz = p.

Эта модель в известной степени иллюстрирует деформацию полностью насыщенного водой грунта, не обладающего структурной прочностью и ползучестью скелета. При сжатии образца водонасыщенного грунта, помещённого в одометр, в поровой воде возникает давление pω. По мере выдавливания воды из образца давление в поровой воде падает, а давление pz в деформирующемся скелете грунта увеличивается. Таким образом, давление в пружине моделирует давление в скелете, а давление в воде соответствует давлению в поровой воде.

Если в поровой воде содержится воздух в растворённом виде или в виде пузырьков, то она мгновенно деформируется сразу после приложения нагрузки. Это можно исследовать с помощью той же модели (рис. 3.8.). В данном случае вследствие сжатия воды после приложения нагрузки часть давления будет передаваться на воду, а часть на скелет, т. е. справедливо выражение (3.37). Чем большей сжимаемостью обладает поровая вода, тем большая часть усилия в начальный момент времени передаётся на скелет. Во все последующие отрезки времени после загружения давление в воде станет уменьшаться вследствие выдавливания её из грунта. Этот процесс развивается до тех пор, пока всё давление не будет передано на пружину (скелет грунта).

В водонасыщенном грунте, обладающем ползучестью, деформации развиваются во времени как в результате постепенного выдавливания воды из пор грунта, так и вследствие ползучести самого скелета.

Модель наглядно демонстрирует, что в процессе уплотнения грунта в нём одновременно действуют две системы давлений: давление в скелете грунта, называемое эффективным, и давление в поровой воде, называемое нейтральным. Эффективное давление характеризует напряжённое состояние скелета грунта. Под этим давлением грунт уже деформировался, т. е. уплотнился и упрочнился. Следовательно, такое давление эффективно сказывается на состоянии грунта. Нейтральное же давление не влияет на напряжённое состояние скелета полностью водонасыщенного грунта, т. е. оно нейтрально по отношению к скелету грунта.


Поможем в написании учебной работы
Поможем с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой





Дата добавления: 2015-06-15; просмотров: 446. Нарушение авторских прав; Мы поможем в написании вашей работы!

Studopedia.info - Студопедия - 2014-2022 год . (0.035 сек.) русская версия | украинская версия
Поможем в написании
> Курсовые, контрольные, дипломные и другие работы со скидкой до 25%
3 569 лучших специалисов, готовы оказать помощь 24/7