8. Предельно - напряжённое состояние торфяной залежи
Предельное напряжённое состояние соответствует такому состоянию, когда малейшее добавочное силовое воздействие нарушает равновесие и приводит грунт в неустойчивое состояние. В массиве грунта возникают поверхности скольжения, разрывы, нарушается прочность связей между частицами и их агрегатами.
Важно уметь оценить максимально возможную нагрузку на грунты, при которой он ещё будет находиться в равновесии и не потеряет прочность и устойчивость.
8.1 Фазы напряжённого состояния торфяной залежи
При погружении жесткого тела (штампа) в торфяную залежь, под действием внешней нагрузки деформируемая зона проходит через различные фазы в зависимости от интенсивности погружения.
Фазы напряженного состояния выделяются на кривой изменения деформаций торфа при действии на поверхности торфяной залежи ступенчато (или непрерывно) возрастающей нормальной нагрузки
Рис 8.1 Кривая деформаций торфа при действии на его поверхности местной возрастающей нагрузки.
Первая фаза (Зона 0 – С ) фаза уплотнения
Вторая фаза (зона C – d ) фаза деформирования
Третья фаза (от d и далее) фаза прогрессирующего течения.
В начале первой фазы (участок кривой до точки b ) при небольших нагрузках, пока не превышена структурная прочность, грунт будет испытывать незначительные упругие деформации и при снятии нагрузки его осадка полностью восстановится.
При дальнейшем нагружении, под штампом произойдет уплотнение грунта за счёт уменьшения его пористости и после снятия нагрузки останется след, который не восстанавливается.
Первая фаза ограничивается давлением, названным первым предельным - P Iпр . Это давление не вызывает потерю несущей способности или развития заметных пластических деформаций в торфе. При таких давлениях не нарушается линейная связь между напряжениями и деформациями
Вторая фаза- деформирования продолжается до начала прогрессирующего течения. Вследствие развития пластических деформаций в этой фазе наблюдается нарушение линейной зависимости деформаций от напряжений. Давление, соответствующее второй фазе называется вторым предельным – P IIпр или просто предельным.
Третья фаза прогрессирующего течения сопровождается полным провалом штампа в залежь или выпором. В этой фазе напряжения превышают второе предельное.
соответствует началу возникновения в
грунте зон сдвигов и окончание фазы
уплотнения. В это время грунт по периметру
штампа приходит в предельное напряжённое
состояние.
соответствует нагрузке, при которой
под нагруженной поверхностью образуется
сплошная область предельных напряжений
и грунт приходит в неустойчивое состояние,
полностью исчерпывает свою несущую
способность.
8.2 Фазы напряжённого состояния торфяной залежи при полосообразной нагрузке
1) Первая фаза (первое предельное давление
Рис 8.2 Схема действия полосообразной нагрузки (в - ширина нагрузки)
Рис 8.3 Поверхности скольжения и уплотненное ядро (q = γ h)
Рассмотрим состояние точки М на глубине Z (Рис 9.1):
g=γh – природное давление.
Чем больше g за счёт глубины и плотности или просто за счёт дополнительной боковой пригрузки, тем выше будет несущая способность грунта.
Впервые задачу определения решил профессор Пузыревский Н.П .(1929).
Если не допускать развитие зон предельных напряжений ни в одной точке, то следует принять z=0, тогда
Это безопасное давление, которое не требует введения коэффициента запаса прочности.