3 . Реологічні властивості ґрунтів. Закономірності зміни деформацій, напружень і міцності матеріалів з часом вивчаються в реології (по грецькі “рео” – текти, “логос”– вчення). Основними реологічними процесами є повзучість і релаксація. Повзучістю називається явище збільшення деформацій з часом при постійному навантаженні.

Частина деформацій ε_zo відбувається практично раптово в ту ж мить, після прикладання навантаження, а потім деформація буде розвиватись поступово з часом, хоча напруження залишається постійним. В цьому проявляються в’язкі властивості ґрунту. Вони проявляються тим в більшій мірі, чим більше в ньому глинистих частинок і чим більша вологість.

Чим довше діє навантаження, тим більша деформація, викликана ним

при

Наприклад, зі зменшенням швидкості руху прогин дорожнього покриття збільшується, тому що збільшується тривалість дії навантаження. Навпаки, при швидкому русі колеса, прогин зменшується, тому що за короткий час встигає відбутися тільки частина деформації.

Оскільки модуль деформації є відношення напруження до викликаної ним відносної деформації

яка залежить від часу, то і Е(t) залежить від тривалості дії навантаження .

Наприклад, для вологого суглинку Е(t) при дії вибухової хвилі (t=10^-3с) більше, ніж при дії нерухомого автомобіля на автостоянці (t ≈ 1 доба ≈10⁵с), майже в два рази.

Повзучість в залежності від діючого напруження поділяють:

І – затухаюча повзучість (ε спадає);

ІІ – повзучість, яка встановилася (ε =const, протікає з постійною швидкістю);

ІІІ – прогресуюча повзучість (ε збільшується до руйнування).

При проектуванні прагнуть забезпечити роботу основи в стадії затухаючої повзучості.

Релаксацією називається явище самовільного зменшення напруження при постійній деформації. Якщо за допомогою гвинта , який закріплений в жорстку раму і упирається в торець зразка, швидко створити деформацію ε_с, то для збереження ε_с = const потрібно буде поступово зменшувати навантаження послаблюючи гвинт.

П ри цьому напруження σ(t) в ґрунтовому зразку буде зменшуватись з часом ґрунт начебто послаблюється.

***************************************************************************************

10. У мова міцності Кулона, виражена через головні напруження

*********************************************************************************

17. Стійкість укосу ідеального сипучого ґрунту

Розглянемо укіс ідеального сипучого ґрунту, у якого зчеплення дорівнює нулю (це приблизно відповідає великоуламковим і піщаним ґрунтам).

Нехай на укосі вільно лежить тверда частка ґрунту М. Розкладемо її вагу на складові нормальну N і дотичну до лінії укосу. Дотична складова прагне зрушити частку до підніжжя укосу, але їй протидіє сила тертя

де – коефіцієнт тертя. Щоб частка залишалася нерухомою , тобто не зрушувалася до підніжжя укосу, повинне бути виконана умова

то умова зсувостійкості будь-якої частки приймає вид

тобто . Таким чином, граничний кут укосу сипучого ґрунту дорівнює куту внутрішнього тертя.

Це справедливо тільки для сипучих ґрунтів. Такий кут складає з горизонтальною площиною, твірна конуса, що виходить при вільному відсипанні ґрунту.

4)Міцність ґрунту опору зсуву. Закон Кулона.

Міцністю тіла називають здатність сприймати навантаження без руйнування. Звичайний вид руйнування твердого тіла – поділ на частини.

Однак ґрунти класу нескельних, по визначенню, складаються з окремих часток, що не мають між собою твердих зв'язків. Тому поняття про міцність ґрунту відрізняється від поняття про міцність суцільного твердого тіла.

Руйнуванням вважається необоротне зрушення однієї частини ґрунту щодо іншої його частини. Тому міцність ґрунту характеризують граничним опором зсуву τ_гр, одиниці площі поверхні ковзання, по якій відбувається зрушення.

Граничний опір зсуву – це граничне дотичне напруження, що може витримати ґрунт перед настанням необоротного зсуву. Ш. Кулон (1773р.) експериментально установив закон граничного опору ґрунту зсуву. Граничний опір зсуву лінійно залежить від напруження, нормального до площини зсуву

Тут φ і С – константи для даного ґрунту при визначених його щільності і вологості: φ – кут внутрішнього тертя; С – питоме зчеплення (МПа); величина tgφ=f – відіграє роль коефіцієнта внутрішнього тертя.

Для запобігання зсуву по деякій площині виникаючі по цій площині нормальне і дотичне напруження повинні бути такими, щоб забезпечувалася умова міцності

15)Визначення допустимого тиску виходячи з обмеженого переміщення поверхні масиву

В ряді випадків допустимий тиск на грунт встановлюється не в залежності від несучої здатності грунту (тобто не в залежності від показників міцності грунту С і j), а виходячи з обмеження переміщення поверхні ґрунтового масиву. При цьому прагнуть запобігти надмірних осідань і прогинів споруди, які викликають перепони для ії нормальної експлуатації.

Наприклад, надмірне осідання опори нерозрізного моста може викликати небезпечні напруження в прогоні будівлі.

Якщо грунт піддається дії повторних навантажень, то обмежують значення накопиченого залишкового переміщення поверхні (земляного полотна автомобільних доріг і залізниць, грунту під фундаментами станків і т.і).

В ипробовування грунтів повторними навантаженнями дозволили визначити, що залишкові переміщення w_N штампу, встановленого на поверхні ґрунтового масиву, після N навантажень приблизно пропорціональне його переміщенню w₁ після прикладання першого навантаження і логарифмічно залежать від N.

де b – емпірична постійна (для суглинків і супісків b »(0,6-0,7).

Я кщо стосовно, до навантаження, розподіленого по площі круга, визначити w₁ за формулою

Т о,

звідки, обмеживши w_N значення w_допN , одержимо допустиме значення тиску

5