5.2. Особливості деформування грунтів

Особливості деформування грунтів виявляються в результаті експериментів, харак-

тер навантаження розглядався в п. 4.1 «Фази напружено-деформованого стану

грунту ».

57

Лінійні та нелінійні деформації.

У загальному випадку грунтам властива нелінійна деформованість, причому в межах

фаз I і II, в деякому початковому інтервалі зміни напружень вона досить близька до

лінійної.

Пружні і пластичні деформації. Якщо в процесі навантаження грунту при досягнень-

жении деяких значень робити розвантаження (за кордоном фази I), то можна помітити,

що при будь-якому значенні p, навіть у межах лінійної деформованості (фаза II), розвантаження

не викликає повного відновлення осад поверхні грунту. Отже, при будь-якому

значенні тиску загальна осідання грунту може бути розділена на відновлюється

(пружну) se і залишкову (пластичну) sp. При цьому, як правило, se>> sp (рис. 5.1).

Фізичні причини пружних деформацій:

• пружність мінеральних частинок грунту;

• пружність води;

• пружність замкнутих бульбашок повітря.

Фізичні причини залишкових деформацій:

• ущільнення грунту;

• зрушення частинок грунту;

• руйнування часток в точках контакту.

Для різних грунтів співвідношення між пружними і залишковими деформаціями

різні.

Об'ємні і зсувні деформації. Загальна напружене або деформоване со-

стояння в точці масиву грунту можна розділити на дві складові. Тоді загальний напря-

женное стан (тензор напружень) виразиться як сума гідростатичного напря-

женного стану (кульовий тензор), що викликає зміна тільки обсягу грунту, і де-

віаторного напруженого стану (девіатор напруг), що викликає тільки вимірюв-

ня форми.

Випробування грунту свідчить про те, що зі збільшенням середнього нормального на-

напруги σm, об'ємна деформація εν зростає, але прагне до деякої постійної ве-

личині. У той же час збільшення дотичних напружень τi не може відбуватися вільний і все-

ладу і викликає все більше зростання зсувних деформацій γi, що призводить, в кінцевому

ном підсумку, до руйнування грунту. Звідси можна зробити важливий висновок про те, що зруйнований-

ня грунту відбувається під дією зсувних напруг, тому головною формою

руйнування в механіці грунтів вважається зрушення. Гідростатичний обтиснення викликає уп-

лотненіе, отже, і збільшення міцності грунту.

Рис. 5.1. Приклад компресійних випробувань грунтів

σ, МП. Пряма гілка к. к.

Зворотній гілку к. к.

Через дискретного будови грунту дійсний характер його деформування при

гідростатичному і девіаторном навантаженні буде значно складніше. Так, при зсуві

(Девіаторном вантаженні) піщаного зразка щільного складання до моменту руйнування від-

меча деяке збільшення його обсягу, зване ділатансіі. При зсуві ж песча-

ного зразка пухкого складання, навпаки, відбувається його додаткове ущільнення. Це

явище називається негативною ділатансіі, або контракцією. У той же час при гід-

ростатіческом обтисненні зразка грунту, у разі великих напруг, між частинками

можуть виникнути місцеві концентрації напруг, що призводять до його руйнування.

При деякому граничному для даного грунту значенні τi виникне стан неоген-

раніченного пластичного деформування, що часто називається плином грунту. Таке

стан називається граничним.