А Б В Г Д Е Є Ж З І Ї Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ю Я
Питоме зчеплення
Питоме зчеплення с і кут внутрішнього тертя р нескельних грунтів підстав реконструйованих будівель визначають методом зрізу зразків грунту в умовах його завершеною консолідації.
За нормативне питоме зчеплення грунту З приймається середнє значення зчеплення поверхневого шару грунту в стані капілярного водонасичення при повній вологоємкості, отримане за даними випробувань шляхом вдавлення сферичного штампа, проведених безпосередньо на трасі проектованого каналу на відібраних на трасі зразках грунтів.
Найбільше збільшення питомої зчеплення глинистих ґрунтів при тисках 150 - 250 кПа виявлено в межах глибини (0 3 - 0 5) й від підошви фундаменту.
Капілярна постійна (або питоме зчеплення) А2 пов'язана з поверхневий натяг а співвідношенням: аг - т - (пор. У той же час питоме зчеплення зростає в 2 - 3 рази. Найбільш інтенсивно при ущільненні зростає характеристика питомої зчеплення. Кут внутрішнього тертя ф грунту при цьому зростає незначно.
Залежність опору грунту зрізу т від тиску. Характеристики міцності - кут внутрішнього тертя р і питоме зчеплення С - встановлюються в зрізних приладах з фіксованою площиною зрізу і в стабілометра в умовах тривісного напруженого стану.
За нормативне значення всіх характеристик грунту (за винятком питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя) приймають середнє арифметичне значення результатів окремих ухвал. За нормативне значення питомої зчеплення і кута внутрішнього тертя приймають параметри прямолінійною залежності опору зрізу від тиску, одержувані методом найменших квадратів.
В якості основного методу визначення міцності нескельних грунтів - питомої зчеплення з і кута внутрішнього тертя р - слід застосовувати лабораторний метод зрізу зразків грунту в умовах завершеною консолідації. Методику проведення випробування і обробки результатів досвіду слід приймати відповідно до чинного ГОСТу.
З]- відповідно розрахункові значення кута внутрішнього тертя і питомого зчеплення ґрунту, які визначають згідно з вимогами пп.
Характеристики грунтів повинні бути представлені їх норма тивними значеннями, а питоме зчеплення, кут внутрішнього тертя, об'ємна вага і тимчасовий опір одноосьовому стиску скельних грунтів - також і розрахунковими значеннями. Правила обчислення нормативних і розрахункових значень наведені в пп.
Залежність між дотичними і нормальними напруженнями в граничному стані. | Коло напружень. | Огинають кіл напруг. Параметри рівняння (1.7) - ф - кут внутрішнього тертя і з - питоме зчеплення (скорочено зчеплення) - є кількісними характеристиками міцності грунту. Назва характеристик кілька умовно і не цілком відображає дійсну природу сил опору грунтів зрушенню.
За даними П.А. Коновалова та ін. W2w2w22. , За період експлуатації будівель зростання питомої зчеплення піщаних грунтів практично не спостерігається, а кут внутрішнього тертя збільшується на 1 - 4 градуси. За даними Е.А. Сорочана[31 ], В залежності від тривалості загру-вання піщаних грунтів тиском від фундаментів будівель і додатковими навантажені, що виникають при реконструкції або ремонті кут внутрішнього тертя може збільшуватися на 11%, а питоме зчеплення зростати в 10 разів. Такому поліпшенню властивостей піщаних грунтів сприяє, на його думку, поступово зростаюче завантаженість, тривалість дії навантаження, а також фізико-хімічні процеси, що призводять до зміцнення грунту.
Показниками сил тертя, що діють в грунті, вважають кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення. Ці дві характеристики визначають властивості міцності грунтів і необхідні для розрахунку стійкості підстав і укосів, розрахунку тиску грунтів на підпірні стінки та інших розрахунків.
У розрахунках підстав за несучою здатністю нормативні та розрахункові значення кута внутрішнього тертя ф і питомого зчеплення с повинні визначатися, як правило, на основі безпосередніх випробувань грунтів.
У розрахунках за деформаціями підстав зазначених будівель і споруд нормативні значення кута внутрішнього тертя ф, питомого зчеплення с і модуля деформації Е допускається приймати по таблицями, наведеними, в дод.
З точки зору міцності просідаючі ґрунти визначаються так само, як і звичайні, за кутом внутрішнього тертя і питомій зчепленню, які в основному залежать від ступеня вологості, структурної міцності і в певній мірі від щільності.
Графік залежності дотичних напружень від нормальних при зсуві грунту. Опір зрушенню, що є основною характеристикою міцності грунту, залежить від двох чинників: тертя частинок одна об одну і питомої зчеплення між частинками.
При замочуванні просідаючих ґрунтів, що супроводжується порушенням їх структурних зв'язків, кут внутрішнього тертя зменшується в 1 5 разу, а питоме зчеплення в 10 разів і більше. Після припинення осідання кут внутрішнього тертя поступово відновлюється, питоме зчеплення також збільшується, але набагато повільніше.
Підзона глинистих продуктів складена переважно елювіальними слабоструктурнимі суглинками і рідше глинами і супісками, які в значній мірі дисперговані і характеризуються порівняно невисокими значеннями питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя.
Ємність бункера. Для визначення розмірів випускного отвору і кутів нахилу стінок бункера, що забезпечують надійне витікання плохосипучего матеріалу, потрібні такі фізико-механічні характеристики: кут внутрішнього тертя, питоме зчеплення, кут зовнішнього тертя, ефективний кут тертя, функція закінчення, об'ємна вага.
Наприклад, при коефіцієнті ущільнення Ксот 095 - 097 і вологості, близької до оптимальної (W 35 - 37%), значення питомої зчеплення золи рівні З 15 - 20 кПа і кута внутрішнього тертя ф 32 - 33 град. Встановлено, що вплив щільності складення (коефіцієнта ущільнення) і вологості позначається істотно на зміні величини питомої зчеплення С.
Таким чином, для реалізації в автоматизованій процедурі, формули (453) слід перетворити для ідеально сипучого грунту, який чинить тиск на стінку при будь-якій висоті засипки труби, виключивши питоме зчеплення. При цьому можна врахувати також зазначені раніше умови.
Для розрахунків маси грунтової баластування необхідно в процесі інженерних вишукувань визначити об'ємну масу грунту в щільному стані і в стані засипки і скелета грунту, коефіцієнт пористості, кут внутрішнього тертя, питоме зчеплення.
РР - об'ємна вага грунту; ch - безрозмірний емпіричний коефіцієнт, що залежить від ставлення висоти засипки над трубою (від верхньої твірної труби) до діаметру труби hlDH; с - питоме зчеплення грунту.
Nt - сума розрахункових навантажень, нормальна площині зсуву, кН; U - сила гідростатичного противодавления підземних вод вище підошви фундаменту, кН; 6 і /- ширина і довжина фундаменту, м; Ci - розрахункове питоме зчеплення грунту, кПа; f - коефіцієнт тертя бетону або кам'яної кладки про грунт.
В якості вихідних даних візьмемо звичайні для підземних МГ параметри: гаубіна засипки - 1 м на всій довжині ділянки; тип ґрунту - суглинок (кут внутрішнього тертя 27% об'ємний вага 18 5 кН /м3; питоме зчеплення 22 КПа; модуль деформації грунту бМПа; коефіцієнт Пуассона 035); зовнішній діаметр труб 122 м; товщина стінки 13 5 мм; матеріал труб - низьколегована сталь (модуль Юнга 206 ГПа, коефіцієнт Пуассона 0 3; межа плинності 492 МПа; умовна границя міцності 607 МПа; коефіцієнт лінійного теплового розширення 1 2 - 10 град 1); навантаження - внутрішній тиск 735 МПа і температурний перепад, рівний 40 К. Припустимо також, що група корозійних дефектів розташована в середині модельного ділянки трубопроводу. Дані по геометрії корозійних дефектів (матриця залишкових товщини) були взяті з результатів технічної діагностики реального ділянки МГ.
Щільність 275 г /см3; об'ємна маса сухого ґрунту 152 г /см3; природна вологість 1 8%; пористість 47 2%; верхній межа пластичності 55 - 68%; число пластичності 33 - 41; модуль деформації 130 Ю5 Па; кут внутрішнього тертя 17; питоме зчеплення 041 - 105 Па. Гли-ни мають тверду консистенцію.
А, В, D - безрозмірні коефіцієнти, що залежать від нормативного кута внутрішнього тертя фн; Комерсант - менша сторона прямокутної підошви фундаменту, м; h - глибина закладення фундаменту, м, від природного рівня грунту або від планування зрізанням до підошви фундаменту; ро - щільність, г /см3 грунту, залягає вище позначки закладення фундаменту; си - нормативне питоме зчеплення грунту, МПа /м2 для глин або нормативний параметр лінійності для пісків, що залягають безпосередньо під підошвою фундаменту.
Mt, Mc - коефіцієнти, що залежать від кута внутрішнього тертя; kz - коефіцієнт, що залежить від ширини підошви фундаменту 6; рп - усереднена розрахункова щільність грунтів, що залягають нижче підошви фундаментів (з урахуванням взвешивающего дії води); р п - то ж, що залягають вище підошви; di - глибина закладання фундаментів безпідвальних споруд від рівня планування або приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу; db - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги підвалу; сі - розрахункове питоме зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.
Питоме зчеплення прес-форми з покришкою, за даними НИИШП, становить: q 1 кгс /см2 для частини її без малюнка; 721 5 кгс /см2 для частини з малюнком.
Вирази для S і М. Перші два випадки відповідають відсутності тертя і зчеплення з контакту АТ підтримує споруди з грунтом. У третьому випадку питоме зчеплення і коефіцієнт внутрішнього тертя прийняті такими ж, як і по площині ЛВ можливого зсуву.
За нормативне значення всіх характеристик грунту (за винятком питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя) приймають середнє арифметичне значення результатів окремих ухвал. за нормативне значення питомої зчеплення і кута внутрішнього тертя приймають параметри прямолінійною залежності опору зрізу від тиску, одержувані методом найменших квадратів.
Збільшення вологості лесових грунтів призводить до зменшення міцності. Особливо це позначається на зміні величини питомої зчеплення лесових грунтів.
При замочуванні просідаючих ґрунтів, що супроводжується порушенням їх структурних зв'язків, кут внутрішнього тертя зменшується в 1 5 разу, а питоме зчеплення в 10 разів і більше. Після припинення осідання кут внутрішнього тертя поступово відновлюється, питоме зчеплення також збільшується, але набагато повільніше.
Менделєєв (I860 р) досліджував поверхневий натяг рідини на кордоні з її парою в капілярних трубках МАЛС го діаметру. Було виявлено, що при нагріванні рідинний в закритій посудині зменшується її питоме зчеплення, чисельні але рівне висоті підйому рідини в капілярі, і меніск пс статечно вирівнюється. При деякій температурі Меніс зникає і рідина повністю перетворюється в пар (ефір npi 191 С, спирт при 249 С); зникає також поверхневе натя ються. Температуру цього перетворення рідини в газ, гд відсутня зчеплення, Менделєєв назвав абсолютною темпі ратури кипіння.
У цих випадках тиск грунту на стінку не визначене і теоретично може бути дорівнює нулю. Тобто, якщо стінку прибрати, то грунт збереже свою форму за рахунок сил питомої зчеплення частинок.
Зі збільшенням ущільнюючої навантаження лінії та /(аа) зміщуються вгору. При продовженні вліво прямолінійного ділянки цієї залежності вона відсікає на осі ординат відрізок, рівний питомій зчепленню С, а на осі ординат - відрізок Т, відповідний значенням міцності зразка сипучого матеріалу на розрив. Лінії т /(СГА) НЕ яв -, ляють прямими, однак їх при середніх і високих значеннях аа можна апроксимувати прямими. Кут ф нахилу таких прямих до осі абсцис називають кутом внутрішнього тертя, який пов'язаний з коефіцієнтом внутрішнього тертя f простою залежністю tg Ф /Коефіцієнт внутрішнього тертя /є среднестаті-ного значенням коефіцієнтів тертя частинок одна об одну і залежить від розміру часток, їх форми, твердості, шорсткості поверхні, порозности шару.
Якщо грунт, з якого складається масив, неоднорідний, то масив розсікають вертикальними перетинами на ряд відсіків і визначають сили, що діють в межах кожного відсіку. Межі відсіків призначаються виходячи з того, щоб в межах кожного відсіку кут внутрішнього тертя ф і питоме зчеплення q по поверхні зсуву мали постійні значення. Тангенціальні складові Туя і Тсдв визначаються для кожного відсіку.
Якщо грунт, з якого складається масив, неоднорідний, то масив розсікають вертикальними перетинами на ряд відсіків і визначають сили, що діють в межах кожного відсіку. Межі відсіків призначаються виходячи з того, щоб в межах кожного відсіку кут внутрішнього тертя ф і питоме зчеплення q по поверхні зсуву мали постійні значення.
Наприклад, при коефіцієнті ущільнення Ксот 095 - 097 і вологості, близької до оптимальної (W 35 - 37%), значення питомої зчеплення золи рівні З 15 - 20 кПа і кута внутрішнього тертя ф 32 - 33 град. Встановлено, що вплив щільності складення (коефіцієнта ущільнення) і вологості позначається істотно на зміні величини питомої зчеплення С.
Численні дослідження свідчать про те, що найбільший вплив на величину додаткових осад при надбудові надає зміна механічних характеристик, пов'язане з ущільненням грунтів під дією ваги будівлі. Вивчення зразків грунту з непорушеною структурою, відібраних з-під підошви фундаментів будівель, показує, що з ростом тиску питоме зчеплення с для тугопластічних суглинків з коефіцієнтом пористості 048 - 052 збільшується.
До визначення глибини закладення фундаментів. Коефіцієнт Mv враховує питому вагу грунтів основи; Mq - пригрузку на підставу фундаменту від лежачих вище шарів грунту; Мс - питоме зчеплення грунту, розташованого під підошвою фундаменту.
У звіті про інженерно-геологічних дослідженнях вказують відомості про послідовність нашарувань грунтів стиснутої товщини підстави, форми їх залягання, розміри в плані і по глибині, віці, походження і номенклатурному вигляді. Крім того, для деяких шарів грунту, особливо розташованих на рівні підошви фундаментів, в звіті повинні бути наведені такі фізико-механічні характеристики: кут внутрішнього тертя ф, град; нормативне питоме зчеплення для глин або нормативний параметр лінійності для пісків з, МПа; модуль деформації Е, МПа; коефіцієнт фільтрації & ф, см /с; коефіцієнт консолідації cv, см2 /рік, для водонасичених пилувато-глинистих ґрунтів при показнику текучості /i0 5 заторфованних грунтів і мулів; щільність р, т /Т3; коефіцієнт пористості е; природна вологість W, частки одиниці; вологість на межі розкочування WP і на кордоні плинності WL, частки одиниці; ступінь заторфованності /від; ступінь розкладу заторфованних грунтів Dpd,%; відносна просідання, а також початковий просадний тиск і початкова критична вологість для просадних грунтів; відносне набухання, тиск набухання і лінійна усадка для набухаючих грунтів; кількісний і якісний склад засолення для засолених грунтів. Характеристики грунтів повинні бути представлені їх нормативними значеннями, а щільність, кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення також і розрахунковими значеннями.
За даними П.А. Коновалова та ін. W2w2w22. , За період експлуатації будівель зростання питомої зчеплення піщаних грунтів практично не спостерігається, а кут внутрішнього тертя збільшується на 1 - 4 градуси. За даними Е.А. Сорочана[31 ], В залежності від тривалості загру-вання піщаних грунтів тиском від фундаментів будівель і додатковими навантажені, що виникають при реконструкції або ремонті кут внутрішнього тертя може збільшуватися на 11%, а питоме зчеплення зростати в 10 разів. Такому поліпшенню властивостей піщаних грунтів сприяє, на його думку, поступово зростаюче завантаженість, тривалість дії навантаження, а також фізико-хімічні процеси, що призводять до зміцнення грунту.
Порушення структури породи призводить до значного зниження міцності. Так, кут внутрішнього тертя породи з порушеною структурою при вологості і пористості, близькою до природної, в середньому (по 24 визначень) дорівнює 10 замість 18 для порід з непорушеною структурою при величині питомої зчеплення 0485 - 105 Па в першому і 6474 - 105 па в другому випадках.
Залежність опору зрушенню та від нормальних напружень в площині зсуву Про а. З цієї причини для таких матеріалів графічна залежність т /(ЄГА) виражається сімейством ліній, кожна з яких відповідає певній ущільнюючої навантаження, прикладеної до матеріалу до випробування на зрушення. Зі збільшенням ущільнюючої навантаження лінії та /(аа) зміщуються вгору. При продовженні вліво прямолінійного ділянки цієї залежності вона відсікає на осі ординат відрізок, рівний питомій зчепленню С, а на осі ординат - відрізок Т, відповідний значенням міцності зразка сипучого матеріалу на розрив. Лінії Тге /(та) не є прямими, однак їх при середніх і високих значеннях ст можна апроксимувати прямими. Кут ф нахилу таких прямих до осі абсцис називають кутом внутрішнього тертя, який пов'язаний з коефіцієнтом внутрішнього тертя f простою залежністю tg Ф /Коефіцієнт внутрішнього тертя /є среднестаті-ного значенням коефіцієнтів тертя частинок одна об одну і залежить від розміру часток, їх форми, твердості , шорсткості поверхні, порозности шару.
У звіті про інженерно-геологічних дослідженнях вказують відомості про послідовність нашарувань грунтів стиснутої товщини підстави, форми їх залягання, розміри в плані і по глибині, віці, походження і номенклатурному вигляді. Крім того, для деяких верств грунту, особливо розташованих на рівні підошви фундаментів, в звіті повинні бути наведені такі фізико-механічні характеристики: кут внутрішнього тертя ф, град; нормативне питоме зчеплення для глин або нормативний параметр лінійності для пісків з, МПа; модуль деформації Е, МПа; коефіцієнт фільтрації & ф, см /с; коефіцієнт консолідації cv, см2 /рік, для водонасичених пилувато-глинистих ґрунтів при показнику текучості /i0 5 заторфованних грунтів і мулів; щільність р, т /Т3; коефіцієнт пористості е; природна вологість W, частки одиниці; вологість на межі розкочування WP і на кордоні плинності WL, частки одиниці; ступінь заторфованності /від; ступінь розкладу заторфованних грунтів Dpd,%; відносна просідання, а також початковий просадний тиск і початкова критична вологість для просадних грунтів; відносне набухання, тиск набухання і лінійна усадка для набухаючих грунтів; кількісний і якісний склад засолення для засолених грунтів. Характеристики грунтів повинні бути представлені їх нормативними значеннями, а щільність, кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення також і розрахунковими значеннями.
Електрохімічний спосіб зміцнення ґрунтів складається в пропуску через грунт постійного електричного струму за допомогою забитих у грунт електродів. Сутність цього процесу полягає в наступному: частинки води переміщаються від анода до катода і в зоні, розташованій у анода, вологість зменшується. При цьому, крім осушення грунтів, відбувається зміна їх фізичних властивостей-підвищення коефіцієнта тертя, збільшення питомої зчеплення і опору размокаемості.
За нормативне питоме зчеплення грунту З приймається середнє значення зчеплення поверхневого шару грунту в стані капілярного водонасичення при повній вологоємкості, отримане за даними випробувань шляхом вдавлення сферичного штампа, проведених безпосередньо на трасі проектованого каналу на відібраних на трасі зразках грунтів.
Найбільше збільшення питомої зчеплення глинистих ґрунтів при тисках 150 - 250 кПа виявлено в межах глибини (0 3 - 0 5) й від підошви фундаменту.
Капілярна постійна (або питоме зчеплення) А2 пов'язана з поверхневий натяг а співвідношенням: аг - т - (пор. У той же час питоме зчеплення зростає в 2 - 3 рази. Найбільш інтенсивно при ущільненні зростає характеристика питомої зчеплення. Кут внутрішнього тертя ф грунту при цьому зростає незначно.
Залежність опору грунту зрізу т від тиску. Характеристики міцності - кут внутрішнього тертя р і питоме зчеплення С - встановлюються в зрізних приладах з фіксованою площиною зрізу і в стабілометра в умовах тривісного напруженого стану.
За нормативне значення всіх характеристик грунту (за винятком питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя) приймають середнє арифметичне значення результатів окремих ухвал. За нормативне значення питомої зчеплення і кута внутрішнього тертя приймають параметри прямолінійною залежності опору зрізу від тиску, одержувані методом найменших квадратів.
В якості основного методу визначення міцності нескельних грунтів - питомої зчеплення з і кута внутрішнього тертя р - слід застосовувати лабораторний метод зрізу зразків грунту в умовах завершеною консолідації. Методику проведення випробування і обробки результатів досвіду слід приймати відповідно до чинного ГОСТу.
З]- відповідно розрахункові значення кута внутрішнього тертя і питомого зчеплення ґрунту, які визначають згідно з вимогами пп.
Характеристики грунтів повинні бути представлені їх норма тивними значеннями, а питоме зчеплення, кут внутрішнього тертя, об'ємна вага і тимчасовий опір одноосьовому стиску скельних грунтів - також і розрахунковими значеннями. Правила обчислення нормативних і розрахункових значень наведені в пп.
Залежність між дотичними і нормальними напруженнями в граничному стані. | Коло напружень. | Огинають кіл напруг. Параметри рівняння (1.7) - ф - кут внутрішнього тертя і з - питоме зчеплення (скорочено зчеплення) - є кількісними характеристиками міцності грунту. Назва характеристик кілька умовно і не цілком відображає дійсну природу сил опору грунтів зрушенню.
За даними П.А. Коновалова та ін. W2w2w22. , За період експлуатації будівель зростання питомої зчеплення піщаних грунтів практично не спостерігається, а кут внутрішнього тертя збільшується на 1 - 4 градуси. За даними Е.А. Сорочана[31 ], В залежності від тривалості загру-вання піщаних грунтів тиском від фундаментів будівель і додатковими навантажені, що виникають при реконструкції або ремонті кут внутрішнього тертя може збільшуватися на 11%, а питоме зчеплення зростати в 10 разів. Такому поліпшенню властивостей піщаних грунтів сприяє, на його думку, поступово зростаюче завантаженість, тривалість дії навантаження, а також фізико-хімічні процеси, що призводять до зміцнення грунту.
Показниками сил тертя, що діють в грунті, вважають кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення. Ці дві характеристики визначають властивості міцності грунтів і необхідні для розрахунку стійкості підстав і укосів, розрахунку тиску грунтів на підпірні стінки та інших розрахунків.
У розрахунках підстав за несучою здатністю нормативні та розрахункові значення кута внутрішнього тертя ф і питомого зчеплення с повинні визначатися, як правило, на основі безпосередніх випробувань грунтів.
У розрахунках за деформаціями підстав зазначених будівель і споруд нормативні значення кута внутрішнього тертя ф, питомого зчеплення с і модуля деформації Е допускається приймати по таблицями, наведеними, в дод.
З точки зору міцності просідаючі ґрунти визначаються так само, як і звичайні, за кутом внутрішнього тертя і питомій зчепленню, які в основному залежать від ступеня вологості, структурної міцності і в певній мірі від щільності.
Графік залежності дотичних напружень від нормальних при зсуві грунту. Опір зрушенню, що є основною характеристикою міцності грунту, залежить від двох чинників: тертя частинок одна об одну і питомої зчеплення між частинками.
При замочуванні просідаючих ґрунтів, що супроводжується порушенням їх структурних зв'язків, кут внутрішнього тертя зменшується в 1 5 разу, а питоме зчеплення в 10 разів і більше. Після припинення осідання кут внутрішнього тертя поступово відновлюється, питоме зчеплення також збільшується, але набагато повільніше.
Підзона глинистих продуктів складена переважно елювіальними слабоструктурнимі суглинками і рідше глинами і супісками, які в значній мірі дисперговані і характеризуються порівняно невисокими значеннями питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя.
Ємність бункера. Для визначення розмірів випускного отвору і кутів нахилу стінок бункера, що забезпечують надійне витікання плохосипучего матеріалу, потрібні такі фізико-механічні характеристики: кут внутрішнього тертя, питоме зчеплення, кут зовнішнього тертя, ефективний кут тертя, функція закінчення, об'ємна вага.
Наприклад, при коефіцієнті ущільнення Ксот 095 - 097 і вологості, близької до оптимальної (W 35 - 37%), значення питомої зчеплення золи рівні З 15 - 20 кПа і кута внутрішнього тертя ф 32 - 33 град. Встановлено, що вплив щільності складення (коефіцієнта ущільнення) і вологості позначається істотно на зміні величини питомої зчеплення С.
Таким чином, для реалізації в автоматизованій процедурі, формули (453) слід перетворити для ідеально сипучого грунту, який чинить тиск на стінку при будь-якій висоті засипки труби, виключивши питоме зчеплення. При цьому можна врахувати також зазначені раніше умови.
Для розрахунків маси грунтової баластування необхідно в процесі інженерних вишукувань визначити об'ємну масу грунту в щільному стані і в стані засипки і скелета грунту, коефіцієнт пористості, кут внутрішнього тертя, питоме зчеплення.
РР - об'ємна вага грунту; ch - безрозмірний емпіричний коефіцієнт, що залежить від ставлення висоти засипки над трубою (від верхньої твірної труби) до діаметру труби hlDH; с - питоме зчеплення грунту.
Nt - сума розрахункових навантажень, нормальна площині зсуву, кН; U - сила гідростатичного противодавления підземних вод вище підошви фундаменту, кН; 6 і /- ширина і довжина фундаменту, м; Ci - розрахункове питоме зчеплення грунту, кПа; f - коефіцієнт тертя бетону або кам'яної кладки про грунт.
В якості вихідних даних візьмемо звичайні для підземних МГ параметри: гаубіна засипки - 1 м на всій довжині ділянки; тип ґрунту - суглинок (кут внутрішнього тертя 27% об'ємний вага 18 5 кН /м3; питоме зчеплення 22 КПа; модуль деформації грунту бМПа; коефіцієнт Пуассона 035); зовнішній діаметр труб 122 м; товщина стінки 13 5 мм; матеріал труб - низьколегована сталь (модуль Юнга 206 ГПа, коефіцієнт Пуассона 0 3; межа плинності 492 МПа; умовна границя міцності 607 МПа; коефіцієнт лінійного теплового розширення 1 2 - 10 град 1); навантаження - внутрішній тиск 735 МПа і температурний перепад, рівний 40 К. Припустимо також, що група корозійних дефектів розташована в середині модельного ділянки трубопроводу. Дані по геометрії корозійних дефектів (матриця залишкових товщини) були взяті з результатів технічної діагностики реального ділянки МГ.
Щільність 275 г /см3; об'ємна маса сухого ґрунту 152 г /см3; природна вологість 1 8%; пористість 47 2%; верхній межа пластичності 55 - 68%; число пластичності 33 - 41; модуль деформації 130 Ю5 Па; кут внутрішнього тертя 17; питоме зчеплення 041 - 105 Па. Гли-ни мають тверду консистенцію.
А, В, D - безрозмірні коефіцієнти, що залежать від нормативного кута внутрішнього тертя фн; Комерсант - менша сторона прямокутної підошви фундаменту, м; h - глибина закладення фундаменту, м, від природного рівня грунту або від планування зрізанням до підошви фундаменту; ро - щільність, г /см3 грунту, залягає вище позначки закладення фундаменту; си - нормативне питоме зчеплення грунту, МПа /м2 для глин або нормативний параметр лінійності для пісків, що залягають безпосередньо під підошвою фундаменту.
Mt, Mc - коефіцієнти, що залежать від кута внутрішнього тертя; kz - коефіцієнт, що залежить від ширини підошви фундаменту 6; рп - усереднена розрахункова щільність грунтів, що залягають нижче підошви фундаментів (з урахуванням взвешивающего дії води); р п - то ж, що залягають вище підошви; di - глибина закладання фундаментів безпідвальних споруд від рівня планування або приведена глибина закладення зовнішніх і внутрішніх фундаментів від підлоги підвалу; db - глибина підвалу - відстань від рівня планування до підлоги підвалу; сі - розрахункове питоме зчеплення грунту, що залягає безпосередньо під підошвою фундаменту.
Питоме зчеплення прес-форми з покришкою, за даними НИИШП, становить: q 1 кгс /см2 для частини її без малюнка; 721 5 кгс /см2 для частини з малюнком.
Вирази для S і М. Перші два випадки відповідають відсутності тертя і зчеплення з контакту АТ підтримує споруди з грунтом. У третьому випадку питоме зчеплення і коефіцієнт внутрішнього тертя прийняті такими ж, як і по площині ЛВ можливого зсуву.
За нормативне значення всіх характеристик грунту (за винятком питомого зчеплення і кута внутрішнього тертя) приймають середнє арифметичне значення результатів окремих ухвал. за нормативне значення питомої зчеплення і кута внутрішнього тертя приймають параметри прямолінійною залежності опору зрізу від тиску, одержувані методом найменших квадратів.
Збільшення вологості лесових грунтів призводить до зменшення міцності. Особливо це позначається на зміні величини питомої зчеплення лесових грунтів.
При замочуванні просідаючих ґрунтів, що супроводжується порушенням їх структурних зв'язків, кут внутрішнього тертя зменшується в 1 5 разу, а питоме зчеплення в 10 разів і більше. Після припинення осідання кут внутрішнього тертя поступово відновлюється, питоме зчеплення також збільшується, але набагато повільніше.
Менделєєв (I860 р) досліджував поверхневий натяг рідини на кордоні з її парою в капілярних трубках МАЛС го діаметру. Було виявлено, що при нагріванні рідинний в закритій посудині зменшується її питоме зчеплення, чисельні але рівне висоті підйому рідини в капілярі, і меніск пс статечно вирівнюється. При деякій температурі Меніс зникає і рідина повністю перетворюється в пар (ефір npi 191 С, спирт при 249 С); зникає також поверхневе натя ються. Температуру цього перетворення рідини в газ, гд відсутня зчеплення, Менделєєв назвав абсолютною темпі ратури кипіння.
У цих випадках тиск грунту на стінку не визначене і теоретично може бути дорівнює нулю. Тобто, якщо стінку прибрати, то грунт збереже свою форму за рахунок сил питомої зчеплення частинок.
Зі збільшенням ущільнюючої навантаження лінії та /(аа) зміщуються вгору. При продовженні вліво прямолінійного ділянки цієї залежності вона відсікає на осі ординат відрізок, рівний питомій зчепленню С, а на осі ординат - відрізок Т, відповідний значенням міцності зразка сипучого матеріалу на розрив. Лінії т /(СГА) НЕ яв -, ляють прямими, однак їх при середніх і високих значеннях аа можна апроксимувати прямими. Кут ф нахилу таких прямих до осі абсцис називають кутом внутрішнього тертя, який пов'язаний з коефіцієнтом внутрішнього тертя f простою залежністю tg Ф /Коефіцієнт внутрішнього тертя /є среднестаті-ного значенням коефіцієнтів тертя частинок одна об одну і залежить від розміру часток, їх форми, твердості, шорсткості поверхні, порозности шару.
Якщо грунт, з якого складається масив, неоднорідний, то масив розсікають вертикальними перетинами на ряд відсіків і визначають сили, що діють в межах кожного відсіку. Межі відсіків призначаються виходячи з того, щоб в межах кожного відсіку кут внутрішнього тертя ф і питоме зчеплення q по поверхні зсуву мали постійні значення. Тангенціальні складові Туя і Тсдв визначаються для кожного відсіку.
Якщо грунт, з якого складається масив, неоднорідний, то масив розсікають вертикальними перетинами на ряд відсіків і визначають сили, що діють в межах кожного відсіку. Межі відсіків призначаються виходячи з того, щоб в межах кожного відсіку кут внутрішнього тертя ф і питоме зчеплення q по поверхні зсуву мали постійні значення.
Наприклад, при коефіцієнті ущільнення Ксот 095 - 097 і вологості, близької до оптимальної (W 35 - 37%), значення питомої зчеплення золи рівні З 15 - 20 кПа і кута внутрішнього тертя ф 32 - 33 град. Встановлено, що вплив щільності складення (коефіцієнта ущільнення) і вологості позначається істотно на зміні величини питомої зчеплення С.
Численні дослідження свідчать про те, що найбільший вплив на величину додаткових осад при надбудові надає зміна механічних характеристик, пов'язане з ущільненням грунтів під дією ваги будівлі. Вивчення зразків грунту з непорушеною структурою, відібраних з-під підошви фундаментів будівель, показує, що з ростом тиску питоме зчеплення с для тугопластічних суглинків з коефіцієнтом пористості 048 - 052 збільшується.
До визначення глибини закладення фундаментів. Коефіцієнт Mv враховує питому вагу грунтів основи; Mq - пригрузку на підставу фундаменту від лежачих вище шарів грунту; Мс - питоме зчеплення грунту, розташованого під підошвою фундаменту.
У звіті про інженерно-геологічних дослідженнях вказують відомості про послідовність нашарувань грунтів стиснутої товщини підстави, форми їх залягання, розміри в плані і по глибині, віці, походження і номенклатурному вигляді. Крім того, для деяких шарів грунту, особливо розташованих на рівні підошви фундаментів, в звіті повинні бути наведені такі фізико-механічні характеристики: кут внутрішнього тертя ф, град; нормативне питоме зчеплення для глин або нормативний параметр лінійності для пісків з, МПа; модуль деформації Е, МПа; коефіцієнт фільтрації & ф, см /с; коефіцієнт консолідації cv, см2 /рік, для водонасичених пилувато-глинистих ґрунтів при показнику текучості /i0 5 заторфованних грунтів і мулів; щільність р, т /Т3; коефіцієнт пористості е; природна вологість W, частки одиниці; вологість на межі розкочування WP і на кордоні плинності WL, частки одиниці; ступінь заторфованності /від; ступінь розкладу заторфованних грунтів Dpd,%; відносна просідання, а також початковий просадний тиск і початкова критична вологість для просадних грунтів; відносне набухання, тиск набухання і лінійна усадка для набухаючих грунтів; кількісний і якісний склад засолення для засолених грунтів. Характеристики грунтів повинні бути представлені їх нормативними значеннями, а щільність, кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення також і розрахунковими значеннями.
За даними П.А. Коновалова та ін. W2w2w22. , За період експлуатації будівель зростання питомої зчеплення піщаних грунтів практично не спостерігається, а кут внутрішнього тертя збільшується на 1 - 4 градуси. За даними Е.А. Сорочана[31 ], В залежності від тривалості загру-вання піщаних грунтів тиском від фундаментів будівель і додатковими навантажені, що виникають при реконструкції або ремонті кут внутрішнього тертя може збільшуватися на 11%, а питоме зчеплення зростати в 10 разів. Такому поліпшенню властивостей піщаних грунтів сприяє, на його думку, поступово зростаюче завантаженість, тривалість дії навантаження, а також фізико-хімічні процеси, що призводять до зміцнення грунту.
Порушення структури породи призводить до значного зниження міцності. Так, кут внутрішнього тертя породи з порушеною структурою при вологості і пористості, близькою до природної, в середньому (по 24 визначень) дорівнює 10 замість 18 для порід з непорушеною структурою при величині питомої зчеплення 0485 - 105 Па в першому і 6474 - 105 па в другому випадках.
Залежність опору зрушенню та від нормальних напружень в площині зсуву Про а. З цієї причини для таких матеріалів графічна залежність т /(ЄГА) виражається сімейством ліній, кожна з яких відповідає певній ущільнюючої навантаження, прикладеної до матеріалу до випробування на зрушення. Зі збільшенням ущільнюючої навантаження лінії та /(аа) зміщуються вгору. При продовженні вліво прямолінійного ділянки цієї залежності вона відсікає на осі ординат відрізок, рівний питомій зчепленню С, а на осі ординат - відрізок Т, відповідний значенням міцності зразка сипучого матеріалу на розрив. Лінії Тге /(та) не є прямими, однак їх при середніх і високих значеннях ст можна апроксимувати прямими. Кут ф нахилу таких прямих до осі абсцис називають кутом внутрішнього тертя, який пов'язаний з коефіцієнтом внутрішнього тертя f простою залежністю tg Ф /Коефіцієнт внутрішнього тертя /є среднестаті-ного значенням коефіцієнтів тертя частинок одна об одну і залежить від розміру часток, їх форми, твердості , шорсткості поверхні, порозности шару.
У звіті про інженерно-геологічних дослідженнях вказують відомості про послідовність нашарувань грунтів стиснутої товщини підстави, форми їх залягання, розміри в плані і по глибині, віці, походження і номенклатурному вигляді. Крім того, для деяких верств грунту, особливо розташованих на рівні підошви фундаментів, в звіті повинні бути наведені такі фізико-механічні характеристики: кут внутрішнього тертя ф, град; нормативне питоме зчеплення для глин або нормативний параметр лінійності для пісків з, МПа; модуль деформації Е, МПа; коефіцієнт фільтрації & ф, см /с; коефіцієнт консолідації cv, см2 /рік, для водонасичених пилувато-глинистих ґрунтів при показнику текучості /i0 5 заторфованних грунтів і мулів; щільність р, т /Т3; коефіцієнт пористості е; природна вологість W, частки одиниці; вологість на межі розкочування WP і на кордоні плинності WL, частки одиниці; ступінь заторфованності /від; ступінь розкладу заторфованних грунтів Dpd,%; відносна просідання, а також початковий просадний тиск і початкова критична вологість для просадних грунтів; відносне набухання, тиск набухання і лінійна усадка для набухаючих грунтів; кількісний і якісний склад засолення для засолених грунтів. Характеристики грунтів повинні бути представлені їх нормативними значеннями, а щільність, кут внутрішнього тертя і питоме зчеплення також і розрахунковими значеннями.
Електрохімічний спосіб зміцнення ґрунтів складається в пропуску через грунт постійного електричного струму за допомогою забитих у грунт електродів. Сутність цього процесу полягає в наступному: частинки води переміщаються від анода до катода і в зоні, розташованій у анода, вологість зменшується. При цьому, крім осушення грунтів, відбувається зміна їх фізичних властивостей-підвищення коефіцієнта тертя, збільшення питомої зчеплення і опору размокаемості.