Деформації грунтових основ у часі Із чим зв'язане та обставина, що ґрунти деформуються не відразу після додатка навантаження, а на це потрібне певний час?

Це пов'язане з тим, що деформація ґрунту визначається зміною його пористості й для деформування ґрунту потрібно деформування між часткових зв'язків. Ці зв'язки часто бувають вязкопластичными й деформуються не відразу, а із часом. Крім того, у порах ґрунту втримується вода й зміна пористості, особливо повністю водонасиченого ґрунту, пов'язане з необхідністю віджимання води з пор ґрунту, на що потрібен час.

З якою швидкістю у твердих тілах поширюються напруги?

У твердих тілах напруги поширюються зі швидкістю звуку.

Як представляється модель повністю водонасиченого глинистого ґрунту? Що моделює діаметр отворів у поршні?

К. Терцаги запропонував для повністю водонасиченого глинистого ґрунту таку модель: циліндр, заповнений водою, усередині якого є сталева пружина. Циліндр закритий поршнем, що має досить малі отвори. Якщо на цей поршень поставити вантаж, то опускання поршня можливо тільки за рахунок видавлювання із циліндра зайвої води. Поршень почне надавлювати на пружину й зупиниться лише тоді, коли всі зусилля вантажу повністю передадуться на пружину. При цьому зайва вода із циліндра видавиться назовню. Діаметр отворів моделює фільтраційну здатність ґрунту  чим дрібніше отвори, тим повільніше видавлюється вода й повільніше йде процес осаду (рис.М.10.3).

Рис.М. 10.3. Схема, що пояснює поводження водонасиченого глинистого ґрунту при стиску: 1 - пружина, що заміняє кістяк ґрунту; 2 - рідина, що заміняє поровую воду; 3 - поршень із тонкими отворами для передачі тиску на ґрунтову масу

У чому полягають передумови теорії фільтраційної консолідації?

Передумови теорії фільтраційної консолідації зводяться до наступного:

  кістяк ґрунту линейно-деформуємий, деформується миттєво після додатка до нього навантаження й грузлих зв'язків не має;

  структурною міцністю ґрунт не володіє, тиск у перший момент повністю передається на воду;

  ґрунт повністю водонасисений, вода й кістяк об'ємно нестисливі, вся вода в ґрунті гідравлічно безперервна;

  фільтрація підкоряється закону Дарсі.

Які напруги викликають стиск ґрунту?

Тільки ефективні, тобто, що передаються на кістяк ґрунту. Нейтральний тиск на стиск ґрунту не впливає.

Які випадки зміни повного тиску (епюри напруг  _z) розглянуті на практиці і є типовими?

Розглянуто три випадки:

1) епюра прямокутна;

2) епюра трикутна з вершиною вгорі, у границі (мається на увазі стиск ґрунту від власної ваги);

3) епюра трикутна з вершиною внизу й кінцевою ординатою вгорі (ця епюра відповідає способу еквівалентного шару).

Який вид має основне рівняння (рівняння Павловского), з якого виводиться рівняння теорії фільтраційної консолідації? Який його фізичний зміст?

Це рівняння для одномірного випадку має вигляд

де q  одинична витрата фільтрівної води (швидкість), м/с; n  пористість ґрунту; z  координата (уздовж осі z відбувається фільтрація), м; t - час, с.

Це  рівняння нерозривності (сплошности).

Який вид має рівняння фільтраційної консолідації для одномірнї задачі й просторової (тривимірної) задачі?

Рівняння для одномірної задачі наступне:

Для просторової задачі воно має вигляд

де c  коефіцієнт консолідації;  поровий тиск.

Як видно із цих рівнянь, обоє вони лінійні відносно.

За допомогою якого допущення линеаризується рівняння фільтраційної консолідації?

Рівняння фільтраційної консолідації линеаризується за допомогою того, що використовується середнє значення коефіцієнта пористості e_серед, тому

і приймається лінійна залежність між збільшеннями коефіцієнта пористості й ефективного тиску (закон пористості)

Що являє собою коефіцієнт консолідації, на що він указує і яку має розмірність?

Коефіцієнт консолідації

і має розмірність м²/с. Він указує на швидкість проходження процесу консолідації  чим більше коефіцієнт консолідації, тим швидше вона проходить.

Який порядок має рівняння фільтраційної консолідації і до якого типу диференціальних рівнянь воно належить?

Рівняння Фур'є лінійне, другого порядку й параболічного типу. Воно є рівнянням, що описує нестаціонарний процес, тому що містить час.

У чому складається метод Фур'є рішення рівняння теорії фільтраційної консолідації?

Метод Фур'є полягає в наступному. Оскільки основне рівняння лінійне й містить два змінних аргументи (координати й час), то рішенням його буде сума приватних рішень. Приватні рішення відшукуються у вигляді добутку двох невідомих функцій  однієї від координати, іншої від часу. У результаті ми одержуємо рівняння, що розпадається на два звичайних диференціальних рівняння, які легко інтегруються. Подальше завдання пов'язане з визначенням постійних інтегрування виходячи із граничних і початкових умов.