1 2. Одноплоскостной сдвиг. Закон Кулона для сыпучей среды.

Одноплоскостной сдвигПрикладывается вертикальное усилие F которое вызывает напряжение

Затем при постоянном значении 𝜎 =const к верхней части прибора ступенями (5% от 𝜎 ) прикладывается горизонтальное усилие T.

В плоскости среза возникает касательное напряжение

Обычно образец выдерживается до полной стабилизации горизонтальных перемещений от этой нагрузки, после чего прикладывают новую ступень нагрузки.

По мере увеличения Ԏ увеличивается интенсивность горизонтальных перемещений δ и при некотором предельном значении дальнейшее перемещение образца происходит без увеличения сдвигающего напряжения Ԏ

Предельное значение Ԏ, называется сопротивлением сдвигу.

Закон Кулона

Применительно к песчаным грунтам в 1773 г. французским ученым Ш.Кулоном было установлено что их разрушение происходит за счет сдвига одной части грунта по другую.

График зависимости сопротивления сдвигу песчаного грунта от нормального напряжения может быть представлен отрезком прямой и зависимость выражена уравнением

- угол внутреннего трения f – коэффициент внутреннего трения

При испытании пылевато-глинистых грунтов получают более сложную криволинейную зависимость.

Сопротивление сдвигу обуславливается не только силами трения, но и связностью грунта, т.е. сложными процессами нарушения связей между частицами.

Зависимость сопротивления сдвигу от нормального напряжения представляется уравнением

С – удельное сцепление пылевато-глинистого грунта, характеризующее его связность.

13. Сопротивление при сложном нагружении. Диаграмма прочности грунта. Условие предельного равновесия.

К граням элементарного объема приложены главные напряжения

Е сли увеличивать 𝜎1 оставляя постоянной 𝜎3 в определенный момент произойдет сдвиг по некоторой площадке, наклоненной к горизонтальной плоскости, промежуточное главное напряжение 𝜎2 будет действовать параллельно этой площадке и никак не влияя на сопротивление грунта сдвигу. Положение площадки скольжения неизвестно

В предельном состоянии в каждой точке грунта имеются две сопряженные площадки скольжения, наклоненной под углом (45 - ᵠ/2) к линии действия максимального и (45 + ᵠ/2) – минимального главного напряжения

Образец испытывается при постоянном значении минимального главного напряжения 3 = const и при некотором значении максимального главного напряжения 1 наступает его разрушение (формируются площадки скольжения) Прямая ОА, построенная как касательная к кругу Мора, и проходящая через точку Е (отрезок ОЕ = С) будет соответствовать зависимости

Из построений на рис. имеем

14. Водопропроницаемость грунтов. Коэффициент фильтрации. Гидравлический градиент. Закон ламинарной фильтрации Дарси.

Свойство водонасыщенного грунта под действием разности напоров пропускать через свои поры поток воды.

Зависит от пористости, гранулометрического и минерального состава, градиента напора.

В точках 1 и 2 водонасыщенного грунта, удаленных друг от друга на расстоянии L, действуют разные пьезометрические напоры Н1>H2 Под действием разности напоров начинается движение воды в порах грунта.

Условная скорость фильтрации v=Q/(At)

Q – расход воды A – площадь сечения t – время за которое измерен расход Q

Скорость фильтрации прямо пропорционально разности напоров (Н=Н1-Н2) и обратно пропорционально длине пути L i – гидравлический градиент (градиент напора), равный потере напора по длине пути фильтрации

k – коэффициент фильтрации, равный скорости фильтрации воды при i =1 [см/с; м/сут] всегда определяется экспериментально

1 – график песчаного грунта 2 – пылевато-глинистые грунты

При небольших значениях градиента напора в пылевато-глинистых грунтах фильтрация может не возникать. Увеличение градиента приводит к постепенному развитию фильтрации. При некотором значении градиента (i0 ) устанавливается постоянный режим фильтрации

Закон ламинарной фильтрации Дарси для пылевато-глинистых грунтов К - коэффициент фильтрации определяемый в интервале зависимости м-у точками а-б

При i < i0 фильтрации в водонасыщенном грунте не происходит