Стабилометр

Штамповый метод – заключается в испытании модели фундаментов (штампов) в котлованах или на глубине. Система «штамп – основание» ближе к реальным условиям.

w – коэффициент, принимаемый для круглых жестких штампов =0,8,

d– диаметр штампа,

∆p – приращение среднего давления по подошве штампа в пределах интересующих нас изменений давления на участке линейной зависимости между S и p,

∆S – приращение осадки штампа при изменении давления на ∆p.

По этой формуле получается завышенный модуль деформации.

Прессиометрический метод – сущность этого метода заключается в обжатии стенок буровой скважины на некотором участке её длины боковым равномерным давлением с замером деформации стенок скважины.

Прессиометр – резиновый цилиндрический баллон, заполненный жидкостью.

По мере увеличения давления в баллоне оно передается на стенки скважины и уплотняет окружающий грунт, зная давление деформации по соответствующим формулам находят модуль деформации.

Показатель деформативности – модель деформации Е в горизонтальном направлении, это является недостатком, так как чаще всего требуется в расчетах требуется Е 8.

[E], [МПа] [кПа]

[а], [МПа^-1] [кПа^-1]

ν – безразмерная величина

Лекция 5 – 25.10.11

Закон уплотнения (компрессии) грунта: изменение коэффициента пористости грунта прямо пропорционально изменению давления.

а - коэффициент уплотнения и относительной сжимаемости

р₁ - давление от собственного веса грунта

р₂ - давление под подошвой фундамента

е₁ и е₂ - коэффициенты пористости, соответствующие давлениям р₁ и р₂.

Рис 5.1

tgα=a – коэффициент сжимаемости

Рис 5.2 – график компрессионной зависимости

Чем больше угол α, тем больше tgα => тем больше а.

е₀ - начальный коэффициент пористости в природном состоянии, то есть без нагрузки.

V – объем грунта в кольце

m - не меняется при сжатии, поэтому без Δ.

С увеличением нагрузки сжимаемость и коэффициент сжимаемости грунта уменьшаются.

- уравнение, показывающее изменение коэффициента пористость лишь для спрямленного участка компрессионной кривой, поэтому является уравнение приближенным.

Если изменения давления будут бесконечно малыми, то изменение коэффициента пористости будет строго точно пропорционально изменению давления, это возможно при малой нагрузке и на малом участке.

- для расчета осадки грунта толщиной h при действии равномерной нагрузки.

Е - ?, ν - ?

Сжимаемость грунта в условиях компрессии определяется при использовании характеристик Е и ν.

Рис 5.3

S=∆h

Условия по напряжениям:

По деформациям:

Относительная деформация в соответствии с законом Гука будет равна:

ξ - коэффициент бокового давления грунта при невозможности его бокового расширения. Изменяется от 0 до 1.

0,23≤ν≤0,27 – крупнообломочный грунт

0,27<ν≤0,30 – супеси, пески

0,30<ν≤0,35 – суглинки

0,35<ν≤0,42 – глины

Вывод модуля деформации Е:

Если сжимаемость увеличивается модуль деформации уменьшается, свойства грунта ухудшаются, коэффициент сжимаемости увеличивается.

Лекция 6 – 02.11.11

Сопротивление грунтов сдвигу

Скальные грунты разрушаются от растяжения, сжатия, кручения, изгиба или их сочетания, то есть как обычные тела.

Оценивается расчетным сопротивлением грунта основанием, а нескальные грунты только сдвигом одной части относительно другой.

Нормальные и касательные напряжения на площадке сдвига определяются в приборе одноплоскостного сдвига или среза.

Рис 6.1

Нагрузку на грунтовый образец передают ступенями. Чем больше величина горизонтальной нагрузки, тем медленнее идет затухание деформации и в какой то момент T_max=(Q_max) – грунт разрушится и затухания не будет.

Испытанию подвергаются три образца

Полученные результаты характеризуются графиком сдвига.

За сопротивление образца грунта сдвигу принимается достигнутое максимальное значение, сдвигающего напряжения τ в момент, когда оно перестает увеличиваться при непрекращающейся деформации сдвига.

Рис 6.2

Прочностные характеристики:

c – удельное сцепление

φ - угол внутреннего трения

Метод наименьших квадратов:

Сумма квадратов отклонения от среднего в каждой точке должна быть минимальной.

Аналитическое выражение линии:

τ = σ*tgφ + с – для глинистого грунта

τ = σ*tgφ – для песка

Закон Шарля Кулона:

Сопротивление грунтов сдвигу τ зависит от прочностных характеристик φ и с и пропорционально нормальному давлению (напряжению) σ на площадки сдвига.

Для песка удельное сцепление с=0.

Эти два уравнение – есть условие прочности грунта по Кулону, которые показывают при каких условиях происходят разрушения грунта.

Физический смысл прочностных характеристик:

Удельное сцепление с – это сопротивление грунта срезу (сдвигу) при отсутствии нормальных напряжений σ на площадке сдвига (среза).

Рис 6.3

∟φ угол внутреннего трения равен углу наибольшего отклонения полного давления q от нормали к площадке, на которой оно действует.

При отклонении q на ∟φ=∟θ_max наступает состояние предельного равновесия грунта.