Moderne problemer med vitenskap og utdanning. Strukturell styrke av jordsmonn

Ris. 3.4. Kompresjonskurver av jord med strukturell styrke i et enkelt (a) og semi-logaritmisk (b) koordinatsystem.

Begynnelsen av den primære kompresjonen av jorda avsløres tydeligere ved bruk av en kompresjonskurve konstruert i semilogaritmiske koordinater (fig. 3.4.b). I dette tilfellet vil den primære kompresjonskurven være rett SD. Fortsettelse av denne rette linjen oppover til den skjærer den horisontale (stiplet) linjen EU", tilsvarende verdien av den opprinnelige porøsitetskoeffisienten e o, lar deg finne verdien p o, som kan betraktes som verdien av strukturell styrke.

Jordens strukturelle styrke kan også bestemmes av resultatene av endringer i jordas sidetrykk ved testing av den i en triaksial kompresjonsinnretning (ifølge E.I. Medkov) eller av trykkøyeblikket i porevannet.

Likningen av kompresjonskurven med en viss tilnærming kan presenteres, som C. Terzaghi viste, i form av en logaritmisk avhengighet:

, (3.11)

Det er mange faktorer å vurdere. Spesiell oppmerksomhet bør gis til sammensetningen og Noen av dens typer er i stand til å synke når fuktigheten øker under stress under deres egen vekt eller fra en ekstern belastning. Derav navnet på disse jordsmonn - "innsynkning" La oss vurdere funksjonene deres videre.

Slags

Kategorien som vurderes inkluderer:

• Løsjord (sandjord og løsmasse).
• Leire og leirjord.
• Visse typer dekkeoppheng og leirjord.
• Bulk industriavfall. Disse inkluderer spesielt aske og riststøv.
• Siltig-leirholdig jord med høy strukturell styrke.

Spesifikasjoner

På det første stadiet byggeorganisasjon det er nødvendig å gjennomføre en studie av jordsammensetningen på stedet for å identifisere sannsynlige deformasjoner. Deres forekomst bestemmes av særegenhetene ved jorddannelsesprosessen. Lagene er i en utilstrekkelig komprimert tilstand. I løssjord kan denne tilstanden vedvare gjennom hele dens eksistens.

En økning i belastning og fuktighet forårsaker vanligvis ytterligere komprimering i de nedre lagene. Men siden deformasjonen vil avhenge av kraften fra den ytre påvirkningen, vil den utilstrekkelige komprimeringen av tykkelsen i forhold til det ytre trykket som overskrider spenningen fra dens egen masse forbli.

Muligheten for å konsolidere svak jord bestemmes under laboratorietester av forholdet mellom reduksjonen i styrke når det er fuktet til indikatoren for det effektive trykket.

Egenskaper

I tillegg til underkomprimering er setningsjord preget av lav naturlig fuktighet, støvete sammensetning og høy strukturell styrke.

Jordmetning med vann i de sørlige regionene er vanligvis 0,04-0,12. I regionene i Sibir, midtre sone indikatoren er i området 0,12-0,20. Fuktighetsgraden i det første tilfellet er 0,1-0,3, i det andre - 0,3-0,6.

Strukturell styrke

Det er hovedsakelig forårsaket av sementering vedheft. Jo mer fuktighet som kommer inn i bakken, jo lavere er styrken.

Forskningsresultatene viste at tynne vannfilmer har en kileeffekt på formasjonene. De fungerer som et smøremiddel og letter glidningen av jordpartikler i setninger. Filmer gir tettere pakking av lag under ytre påvirkning.

Fuktmettet vedheft innsynkningsjord bestemmes av påvirkningen av kraften til molekylær tiltrekning. Denne verdien avhenger av graden av tetthet og sammensetning av jorden.

Prosessegenskaper

Drawdown er vanskelig fysisk og kjemisk prosess. Det manifesterer seg i form av jordkomprimering på grunn av bevegelse og tettere (kompakt) plassering av partikler og tilslag. På grunn av dette reduseres den totale porøsiteten til lagene til en tilstand som tilsvarer nivået på driftstrykket.

En økning i tetthet fører til en viss endring individuelle egenskaper. Deretter, under påvirkning av trykk, fortsetter komprimeringen, og følgelig fortsetter styrken å øke.

Forhold

For at nedtrekk skal skje trenger du:

• Belastningen fra fundamentet eller sin egen masse, som, når den er fuktet, vil overvinne adhesjonskreftene til partiklene.
• Tilstrekkelig fuktighetsnivå. Det bidrar til å redusere styrke.

Disse faktorene må virke sammen.

Fuktighet bestemmer varigheten av deformasjonen innsynkningsjord. Vanligvis skjer det over relativt kort tid. Dette skyldes det faktum at jorda overveiende er i en tilstand med lav fuktighet.

Deformasjon i vannmettet tilstand varer lenger fordi vann filtrerer gjennom jorda.

Metoder for å bestemme jordtetthet

Relativ innsynkning bestemmes ved hjelp av prøver av en uforstyrret struktur. For dette formål brukes en kompresjonsenhet - jordtetthetsmåler. Følgende metoder er brukt i forskningen:

• Én kurve med analyse av én prøve og bløtlegging av den i sluttfasen av den aktive belastningen. Ved hjelp av denne metoden er det mulig å bestemme komprimerbarheten til jord ved et gitt eller naturlig fuktighetsinnhold, samt den relative tendensen til å deformere ved et visst trykk.
• To kurver som tester 2 prøver med lik tetthet. Den ene undersøkes ved naturlig fuktighet, den andre - i mettet tilstand. Denne metoden lar deg bestemme komprimerbarhet med full og naturlig fuktighet, den relative tendensen til deformasjon når belastningen endres fra null til endelig.
• Kombinert. Denne metoden er en modifisert kombinasjon av de to foregående. Testen utføres på én prøve. Den blir først undersøkt i sin naturlige tilstand til et trykk på 0,1 MPa. Ved å bruke den kombinerte metoden kan du analysere de samme egenskapene som metoden med 2 kurver.

Viktige poeng

Under testing i jordtetthet meter Når du bruker noen av alternativene ovenfor, er det nødvendig å ta hensyn til at resultatene av studier er preget av betydelig variasjon. I denne forbindelse kan noen indikatorer, selv når du tester en prøve, avvike med 1,5-3, og i noen tilfeller med 5 ganger.

Slike betydelige fluktuasjoner er assosiert med den lille størrelsen på prøvene, heterogeniteten til materialet på grunn av karbonat og andre inneslutninger, eller tilstedeværelsen av store porer. Uunngåelige feil i forskning har også implikasjoner for resultatene.

Faktorer som påvirker

Tallrike studier har fastslått at indikatoren på jords mottakelighet for innsynkning hovedsakelig avhenger av:

• Press.
• Grader av jordtetthet med naturlig fuktighet.
• Komposisjon innsynkningsjord.
• Økt fuktighetsnivå.

Avhengigheten av belastningen gjenspeiles i kurven, langs hvilken, når indikatoren øker, verdien av den relative endringstilbøyeligheten først når sin maksimale verdi. Med en påfølgende økning i trykk begynner det å nærme seg null.

Som regel er trykket 0,2-0,5 MPa, og for løsslignende leire - 0,4-0,6 MPa.

Avhengigheten er forårsaket av det faktum at i prosessen med å laste nedsynkningsjord ved naturlig metning på et visst nivå, begynner ødeleggelsen av strukturen. I dette tilfellet observeres en skarp kompresjon uten endring i vannmetning. Deformasjon når trykket øker vil fortsette til laget når sin ekstremt tette tilstand.

Avhengighet av jordsammensetning

Det kommer til uttrykk i det faktum at med en økning i plastisitetstallet avtar tendensen til deformasjon. Enkelt sagt, en større grad av strukturell variasjon er typisk for suspensjoner, og en mindre grad for leire. For at denne regelen skal være oppfylt, må naturligvis andre vilkår være like.

Starttrykk

På utforming av fundamenter til bygninger og konstruksjoner belastningen av konstruksjoner på bakken beregnes. I dette tilfellet bestemmes det innledende (minimum) trykket ved hvilken deformasjon begynner med fullstendig metning med vann. Det ødelegger den naturlige strukturelle styrken til jorda. Dette fører til at prosessen med normal komprimering blir forstyrret. Disse endringene er i sin tur ledsaget av omstrukturering av strukturen og intensiv komprimering.

Tatt i betraktning det ovennevnte, ser det ut til at på designstadiet når du organiserer konstruksjon, bør verdien av starttrykket tas nær null. Men i praksis er dette ikke tilfelle. Den angitte parameteren skal brukes på en slik måte at tykkelsen beregnes iht generelle regler ikke-innsynkning.

Hensikten med indikatoren

Startpress brukes i utviklingen av prosjekter fundamenter på setningsjord for å bestemme:

• Designbelastning der det ikke vil være noen endringer.
• Størrelsen på sonen som komprimering på grunn av fundamentets masse vil skje innenfor.
• Den nødvendige dybden på jorddeformasjonen eller tykkelsen på jordputen, eliminerer deformasjon fullstendig.
• Dybden som endringer i jordmasse begynner fra.

Startfuktighet

Det kalles indikatoren der jord i en stresset tilstand begynner å synke. Bak normal verdi ved bestemmelse av startfuktigheten aksepteres en komponent på 0,01.

Metoden for å bestemme parameteren er basert på laboratoriekompresjonstester. For forskning trengs 4-6 prøver. Tokurvemetoden brukes.

En prøve testes ved naturlig fuktighet med belastning til maksimalt trykk i separate trinn. Med dette blir jorda bløtlagt til innsynkningen stabiliserer seg.

Den andre prøven mettes først med vann, og fylles deretter med kontinuerlig bløtlegging til maksimalt trykk i de samme trinnene.

De resterende prøvene fuktes til verdier som deler fuktighetsgrensen fra initial til fullstendig vannmetning i relativt like intervaller. De blir deretter undersøkt i kompresjonsinstrumenter.

Økningen oppnås ved å helle det beregnede volumet av vann i prøvene og opprettholde dem videre i 1-3 dager til metningsnivået stabiliserer seg.

Deformasjonsegenskaper

Dette er koeffisientene for kompressibilitet og dens variasjon, deformasjonsmodul og relative kompresjon.

Deformasjonsmodulen brukes til å beregne sannsynlige indikatorer for fundamentsetting og deres ujevnhet. Som regel er det definert i feltforhold. For å gjøre dette testes jordprøver under statiske belastninger. Verdien av deformasjonsmodulen påvirkes av fuktighet, tetthetsnivå, strukturell tilkobling og jordstyrke.

Med økende jordmasse øker denne indikatoren, med større metning med vann reduseres den.

Kompressibilitet Variabilitetskoeffisient

Det er definert som forholdet mellom kompressibiliteten ved jevn eller naturlig fuktighet og egenskapene til jorda i vannmettet tilstand.

En sammenligning av koeffisientene fra felt- og laboratoriestudier viser at forskjellen mellom dem er ubetydelig. Det er i området 0,65-2 ganger. Derfor, for praktisk anvendelse, er det tilstrekkelig å bestemme indikatorene under laboratorieforhold.

Variabilitetskoeffisienten avhenger først og fremst av trykk, fuktighet og nivået av dens økning. Når trykket øker, øker indikatoren, og når naturlig fuktighet øker, reduseres den. Når den er fullstendig mettet med vann, nærmer koeffisienten 1.

Styrkeegenskaper

De er vinkelen på intern friksjon og spesifikk adhesjon. De avhenger av strukturell styrke, vannmetningsnivå og (i mindre grad) tetthet. Når luftfuktigheten øker, reduseres vedheften med 2-10 ganger, og vinkelen reduseres med 1,05-1,2. Når strukturell styrke øker, øker vedheft.

Typer innsynkningsjord

Det er 2 av dem totalt:

1. Innsynkning skjer hovedsakelig innenfor den deformerbare sonen av basen under påvirkning av belastningen fra fundamentet eller andre ytre faktor. I dette tilfellet er deformasjonen på grunn av vekten nesten fraværende eller er ikke mer enn 5 cm.
2. Jordsynking på grunn av massen er mulig. Det forekommer hovedsakelig i det nedre laget av tykkelsen og overstiger 5 cm Under påvirkning av ytre belastning kan det også forekomme innsynkning i den øvre delen innenfor grensene til den deformerbare sonen.

Innsynkningstype benyttes ved vurdering av anleggsforhold, utvikling av anti-senktiltak, prosjektering av fundamenter, fundamenter og selve bygget.

Tilleggsinformasjon

Innsynkning kan forekomme på alle stadier av konstruksjon eller drift av en struktur. Det kan oppstå etter en økning i den innledende innsynkningsfuktigheten.

Under nødbløtlegging synker jorda innenfor grensene til den deformerbare sonen ganske raskt - innen 1-5 cm/dag. Etter at fukttilførselen stopper etter noen dager, stabiliserer innsynkningen seg.

Hvis den innledende bløtleggingen fant sted innenfor grensene til en del av deformasjonssonen, vil det med hver påfølgende vannmetning skje innsynkning til hele sonen er fullstendig fuktet. Følgelig vil den øke med økende belastning på jorda.

Ved intensiv og kontinuerlig bløtlegging avhenger jordsenkingen av nedadgående bevegelse av fuktighetslaget og dannelsen av en vannmettet sone. I dette tilfellet vil innsynkning begynne så snart fuktingsfronten når dybden der jorda synker fra sin egen vekt.

Poeng: 1/1

Beregning av grunn iht bære kapasitet hvis det ikke kan utføres analytisk, er det tillatt å utføre ved bruk av grafisk-analytiske metoder ved bruk av rund-sylindriske eller ødelagte glideflater, hvis:

Velg ett svar.

Poeng: 1/1

Avhenger kontrollverdiene for jordkomprimeringskoeffisienten av den totale tykkelsen på fyllingen?

Velg ett svar.

Poeng: 0,9/1

Er det nødvendig å utføre beregninger basert på deformasjoner av fundamentene til strukturer fra ytre belastninger og jordas egenvekt ved vurdering av grensetilstandene til den første gruppen?

Velg ett svar.

Poeng: 0,9/1

Hvordan utføres overgangen fra et merke til et annet for tilstøtende platefundamenter, plassert i forskjellige høyder?

Velg ett svar.

Poeng: 1/1

Er det nødvendig å utføre beregninger basert på styrken til når man vurderer grensetilstandene til den første gruppen?

Velg ett svar.

Poeng: 1/1

For hvilken kombinasjon av laster skal fundamentet beregnes ut fra bæreevnen?

Velg ett svar.