61. Другие (различные) случаи одномерной задачи консолидации.

Во многих случаях изменение напряженно деформированного состояния грун­та во времени можно рассматривать в рамках одномерной задачи. Кроме того, как указывалось выше, используя схему эквивалент­ного слоя, можно любую пространственную задачу свести к одно­мерной, поэтому решение одномерной задачи консолидации пред­ставляет не только теоретический интерес, но и имеет практическое значение.

В основу теории Терцаги  -  Герсеванова, разработанной для одномерной задачи консолидации однородного слоя грунта, поло­жены следующие предпосылки:

скелет грунта рассматривается как упругая пористая среда, и, следовательно, любое приращение напряжений в скелете грунта мгновенно вызывает соответствующее приращение деформаций, т. е. принимается справедливым компрессионный закон уплотнения в форме выражения.

Уравнение определяет закономерность изменения порово­го давления в водонасыщенном слое однородного грунта в услови­ях одномерного уплотнения при действии постоянной нагрузки. Решение этого уравнения может быть получено методом математи­ческой физики, в том числе методом разделения переменных Фурье. При этом следует удовлетворить начальным и граничным услови­ям, которые определяются в соответствии с принятой расчетной схемой и расчетной моделью грунта.

62. Вторичная консолидация грунтов.

Уплотнение глинистого водонасыщенного грунта во времени под постоянной нагрузкой называется консолидацией. Знание процесса консолидации глинистых грунтов необходимо для правильного прогноза скорости осадок сооружений.

В общем случае при приложении внешней нагрузки к водонасыщенному грунту первоначально возникает мгновенное сжатие, обусловленное упругими деформациями поровой воды и скелета грунта, затем начинается процесс фильтрационной консолидации, обусловленный выжиманием воды из пор грунта, по завершении которого идет процесс вторичной консолидации грунта, определяемый медленным смещением частиц относительно друг друга в условиях незначительного отжатия воды из пор грунта.

Вторичная консолидация связана с ползучестью скелета грунта, которая при первичной консолидации не учитывается. Расчет деформаций с учетом вторичной консолидации связан со значительными математическими сложностями даже при решении одномерной задачи.

63. Физические причины, обусловливающие протекание основных реологических процессов в грунтах.

Реологические процессы проявляются в виде ползучести, релаксации и снижения прочности.

Реологические процессы в грунте обусловлены вязким характером смещения твердых частиц и агрегатов грунта, разделенных пленками связной воды. Эти процессы сопровождаются нарушением структурных связей, появлением вязких контактов и переориентацией частиц грунта. Вязкое деформирование, которое рассматривается как ползучесть, бывает сдвиговым и объемным. Объемная деформация складывается из уплотнения, обусловленного фильтрационными свойствами (первичное уплотнение), и деформации ползучести скелета грунта (вторичное уплотнение).

Процесс ползучести в зависимости от величины нагрузки и вида грунта может быть затухающим или незатухающим. В первом случае скорость деформации стремится к нулю, во втором — возрастает или сохраняет постоянное значение. Скорость развития деформаций, а следовательно, и величина деформаций в любой момент времени зависят от величины напряжения. Начальная деформация является упругой или упруго-пластической. Деформация неустановившейся ползучести обычно обратима частично, причем восстановление ее происходит во времени.