Styrkeegenskapene til underlagsmasser

Styrkegenskapene til sivile og konvensjonelle jord er spesifikk adhesjon og vinkel av indre friksjon, som hovedsakelig avhenger av deres fuktighetsgrad, strukturstyrke og i mindre grad tetthet. Med en økning i fuktigheten til grunnfeltet til full vannmetning, reduseres adhesjonen med 2-10 ganger, vinkelen til indre friksjon med 1,05-1,2 ganger. Med en økning i strukturell styrke, øker styrkeegenskapene og spesielt adhesjonen. Som med konvensjonelle jordarter, når tettheten øker, øker adhesjonen og vinkelen til intern friksjon.

I forbindelse med det ovennevnte, bør styrkeegenskapene til underliggende jordarter bestemmes med hensyn til fuktighetsgraden i minst to tilstander: med naturlig eller stabil fuktighet, som vil være i ferd med konstruksjon og drift, og i vannmettet tilstand. Med en tilstrekkelig stor mengde forskning er det tilrådelig å bestemme indikatorer for varierende fuktighetsøkning for å oppnå avhengighet av fuktighet i rekkevidden av endringen fra naturlig til full vannmetning.

Undersøkelser har vist at styrkeegenskapene til nedfallsjordene av en naturlig struktur i vannmettet tilstand i stor grad avhenger av betingelsene for skjærprøvene og spesielt på pre-komprimeringstrykket. Analyse av forskningsresultater gjør det mulig for oss å identifisere tre karakteristiske stadier av forandring i styrkeegenskapene til nedbørsmonnene.

På trinn 1, når forkomprimeringstrykket øker fra null til en verdi nær det opprinnelige nedsenkningstrykket, øker adhesjonen, og vinkelen til intern friksjon avtar noe. Dette skyldes tilsynelatende at med små tetningstrykk og ingen nedbør er jordens naturlige struktur praktisk talt ikke forstyrret, og den sekundære (sementerende) adhesjonen ifølge N. Ya. Denisov bevares, og den primære (intermolekylære) adhesjon på grunn av noe økning i tettheten og konvergens av jordpartikler øker, noe som fører til en økning i totalverdien av adhesjon. På samme tid fører noen jordkomprimering til dette partiet til delvis penetrasjon av små partikler i store porer, glidende overflater utjevnes, noe som medfører en reduksjon i vinkelen av indre friksjon.

På stadium II, når forkomprimeringstrykket økes til 0,2-0,25 MPa og den tilsvarende fasen av nedbøyning av jorda, ødelegges den eksisterende strukturen av jorda. Som et resultat reduseres den sekundære adhesjonen kraftig, og til tross for en liten økning i den primære adhesjon fra konvergensen av jordpartikler under dens komprimering, reduseres den totale adhesjonen. Med økende trykk, reduseres intensiteten av adhesjonsreduksjon. Vinkelen med indre friksjon på dette stadiet på grunn av en betydelig økning i tetthetsgrad som følge av jordbunnsdybde og økning i antall kontakter mellom jordpartikler øker.

I fase III, etter manifestasjon av nedsettelse og begynnelsen av komprimeringsfasen etter transplantasjon, er det en liten økning i tettheten av den nylig dannede jordstrukturen. I forbindelse med ytterligere komprimering av jorda fortsetter sekundærgrepet å avta, og den primære øker. Forholdet mellom dem og bestemmes av størrelsen på den fulle koblingen, som som regel er nesten konstant. Samtidig fortsetter vinkelen av indre friksjon på dette stadiet på grunn av en liten økning i tetthetsgraden og en økning i antall kontakter mellom partikler fortsatt å øke.

Tatt i betraktning det ovenstående, avhengig av oppgaver for å bestemme styrkeegenskapene til underliggende jord og arbeidsforholdene i grunnen av grunnlaget eller i jordmassen, anbefales det å utføre skjærprøver på skjæreinnretninger i henhold til følgende tre ordninger:
Den første ordningen er et saksomt skifte i forhold til fullstendig konsolidering (med foreløpig komprimering av prøver) ved naturlig eller steady state jordfukthet, hvor testene korresponderer med tilfeller av ikke fukting og nedbøyning av jorda og hovedsakelig brukes til å beregne basene ved naturlig fuktighet.

Den andre ordningen er et saksomt skifte i betingelsene for fullstendig konsolidering med full vannmetning av jorda, det vil si i jordens tilstand etter dens oppsigelse, resultatene av bestemmelse av styrkekarakteristika som brukes til å beregne grunnlaget i tilfeller av jordbunnsdyktighet og antagelser om mulige forsenkingsverdier.

Den tredje ordningen er et raskt skifte i forholdene med ufullstendig konsolidering (uten forpakning av prøver) med full vannmetning av jorda. Testene i henhold til denne ordningen korresponderer med tilstanden til jordbunnsdykkelsesprosessen og brukes til å beregne basene foldet av underlagsmasser i prosessen med deres bløting og nedbør.

Jordens styrkeegenskaper, metoder for bestemmelse i laboratorie- og feltforhold. Grunnleggende mønstre

Skjærmotstand er en indikator på jordens styrke, det skyldes friksjon mellom partiklene og strukturelle forhold mellom dem. Prøvetesting utføres oftest i skjæreinstrumenter metode for direkteflytskæring.

1 - jordprøve, 2-skåret overflate; 3-delt hylse, 4-stempel.

En vertikal belastning N påføres gjennom stemplet til jordens prøve, og kraften T økes til en skive (slip) av en del av prøven langs den andre forekommer. Som et resultat av å teste flere prøver, oppnås avhengighet ultimate skjærmotstand fra normal spenning, hvor er prøveområdet. Ovenstående avhengighet antas å være lineær (Coulombs lov): hvor c er den spesifikke adhesjonen, for sanden c = 0; φ er vinkelen til indre friksjon.

Skjærmotstand kan også undersøkes i en triaksial komprimeringsenhet - stabilometry, der sidetrykk σ påføres på en sylindrisk prøve ved hjelp av en væske2, og den aksiale spenningen σ1 øke til ødeleggelsen av prøven oppstår. Ved å bygge en tangent til sirkler av Mora finner avhengighet -.

I praksis er ingeniør- og geologiske undersøkelser for å vurdere jordens styrke mye brukt roterende skive (impeller) og statisk lyding (Probe).

I ett tilfelle presses en 4-flap pumpehjul i bakken og dreies om aksen. Den ultimate skjærmotstanden (uten adskillelse av friksjon og adhesjon) bestemmes av formelen:

, hvor er det maksimale øyeblikk av kraft som kreves for å rotere pumpehjulet i bakken; B - en konstant koeffisient avhengig av pumpehjulets størrelse

Ved statisk avkjenning blir en standard konisk sonde innført i bakken. Ved motstand, (N er kraften som kreves for å fordype sonden i bakken; A er sondenes område), ved hjelp av grafer, bestemme vinkelen for intern friksjon og spesifikk vedheft.

6. Hva slags jordjord er det viktigste når man beregner kjellerutfellingen? Navn metodene for bestemmelse i lab-x og feltforholdene og spesifiser måleintervallene for ulike jordarter.

Jordkompressibilitet - evne

e = Si / h0. Bygg en kompresjonskurve

S-prøve sediment; e er porøsitetskoeffisienten; p er trykket under stempelet, N er kraften som virker på stempelet; Og - stempelområdet.

I et gitt trykkområde fører avhengigheten til en lineær, en modul av jorddeformasjon, en katt, oppnås. brukes til å beregne sedimentbasestrukturene:

β - tar hensyn til fraværet av transversale deformasjoner av prøven under testene: β = 1- (2 v 2/1 v 2) v - Poisson-forholdet

Felttester - dø. Jordprøve med statisk belastning: 1 - anker; 2 - jack 3 - skyvebjelke; 4 - stempel til dia. 0,8 m.

Lasten på stempelet økes i trinn. Nedgangen i stempelet S måles. I hvert trinn forventes stabilisering av nedbør (0,1 mm i 0,5-2 timer). Bygg en graf. P-trykk under stemplet.

w - på stemplets form og stivhet
MD - naib pålitelig, men dyr, utstedt for viktige strukturer

Test med trykkiometer: a) ringformet - en brønn er boret, sonden er nedsenket til en forutbestemt dybde, væske pumpes inn i interiøret, skallet er> V og komprimerer jorda; b) et flatbed pressiometer: en sonde - en I-bjelke med glideblad. Boret godt

Styrken og deformasjonsegenskapene til jord

Jordens styrke bestemmer sin evne til å holde strukturen i oppreist stilling. Det avhenger av styrkeegenskapene hvor dypt fundamentet skal være, hvor høyt strukturen kan være. Jordbundens styrke gir en vertikal posisjon av veggene, fraværet av bøyninger, sprekker, nedbør og annen kapitalskade. Hvordan bestemmes styrkeegenskapene for jorda? Hvilke enheter og metoder brukes til å studere jordkvaliteten før kapitalkonstruksjon?

Hvordan bestemme styrken?

For å bestemme styrken til noe materiale, blir det belastet og tilstedeværelsen og størrelsen på deformasjonene etter belastning overvåkes. Avhengig av deformasjonsegenskapene kan materialet tåle en viss last uten å endre størrelse og form eller deformere under påvirkning av ytre krefter.

Jord eller jord er materialer som har viss styrke og motstand mot deformasjon. Tett jord (leire) holder lasten godt og deformerer ikke. Løs jord (sand) tåler ikke lasten, beveger seg og forårsaker ødeleggelse av veggene i strukturen. I tillegg avhenger evnen til å deformere under belastning av jordens tilstand (vannmetning, frostpenetrasjon). Hvilke laster må bakken motstå under bygningsstiftelsen?

Hva laster tåler bygningen

Bygningen påvirkes av vertikal belastning (atmosfærisk trykk, snø, regn) og horisontal belastning (vindtrykk). Derfor bestemmer testing av laboratorieinstrumenter muligheten til jordprøver å motstå vertikale og horisontale belastninger. Testen bestemmer også den kritiske verdien som jordprøven blir ødelagt (skiftet, får en betydelig deformasjon eller krummer).

Blant styrkeegenskapene til jord, den viktigste motstanden mot tangensielle (shear) deformasjoner (horisontale belastninger).

Laboratorietester av jordstyrke

For å bestemme styrkeegenskapene til jord, utføres laboratorietester av jordprøver på spesielle enheter. Metoder og metoder for forskning er bestemt av GOST 12248-96.

Oftere utføres test på en enhet som bruker en skjærkraft i ett plan. Denne studien heter "single-plane cut-metoden". Først påføres en horisontal skjærbelastning på jordprøvene (ikke mindre enn 3) og øker den inntil prøven er ødelagt. Deretter påføres en vertikal belastning på de tre andre jordprøver og øker også den til prøven er ødelagt.

Langsom økning i belastning øker i trinn på 0,1 a (hvor "a" er atmosfærisk trykk). Lasten økes til prøven faller sammen eller dens deformasjon (skjær) overstiger 5 mm.

Laboratory Test Schedule

Forskningsdata er plottet, hvor langs aksene angir de størrelsen på belastningen (skjærkraft) og mengden skjær. Ifølge denne grafen bestemmes den indre friksjonen av jorda, den spesifikke motstanden mot skjær og dens spesifikke adhesjon.

De oppnådde tallene er sammenlignet med de utpekte akseptable egenskapene til jordene spesifisert i GOST. Etter gjør anbefalinger om muligheten for å bygge en bygning på denne bakken.

I laboratoriet for jordforskning

Når gjør forskning

Studien av jordens styrkeegenskaper utføres i løpet av geologisk utforskning før byggingen av bygningen. Dette er spesielt viktig for høyhus med flere etasjer, som har stor vekt og må tåle høy vindbelastning.

Prøvetaking av jord for testing på instrumenter kalles en monolit. Det er tatt fra brønner - brønner, hvor dypet er lik dypet av grunnlaget for det fremtidige hjemmet. En jordprøve tas hver 1-2 m langs hele dypet av gropen. Som prøver for forskning blir det tatt prøver med jordens intakte indre struktur (uten å grave, løsne, etc.).

Tester på enheter utført på prøver i tørr og vannmettet (våt) tilstand, samt på prekomprimerte prøver eller uten forrige komprimering.

Geodetisk intelligens. Det ser ut som et utvalg av jord

Styrketestere

Følgende instrumenter brukes til laboratorieforskning:

  • Komprimeringskompressor GT1.1.4 - måler deformabiliteten, jordens nedbøyning.
  • Tre-akse komprimeringsinnstillinger GT0.3.10., GT0.3.13., GT0.3.14.
  • Anlegg for enkeltflytskutt GT0.2.1., GT1.2.9.
  • Installasjon av foreløpig komprimering av prøver GT1.2.5. og enhet for tetting GT1.4.1
  • Uniaxial komprimeringsinnstillinger GT0.5.3., GT0.5.4
  • Installasjon av kompresjon og spenning for studiet av steinete jord GT0.6.3., GT0.6.4.
  • Montering av enkeltplan kutt for frossen jord GT0.2.2.
  • Prøve forberedelse fasiliteter.
Installasjon av en enkelt plan kutt

Ved hjelp av laboratorieundersøkelser bestemmer jordens styrkeegenskaper.

Jordstyrke: egenskaper

Jordens deformasjonsegenskaper måles ved hjelp av følgende indikatorer:

  • Jordstyrke - evne til å motstå ytre påvirkning - estimeres av den ensaksiale trykkstyrken (maksimal belastning som jorden kan tåle uten ødeleggelse). Målt i MPa.
  • Friksjonsvinkelen avhenger av jordens type, for sandsteinene er det 25-45 enheter, for silty leire er det fra 7 til 30 enheter. Også en indikator på jordens styrkeegenskaper er koeffisienten av indre friksjon.
  • Spesifikke adhesjon - motstand av spesifikke bindinger i jorda til bevegelse av partiklene. Målt i kPa eller kgf / cm2.
  • Modulet til deformasjon E (karakteristisk stivhet i jorda) - koeffisienten av avhengighet av belastning på stress.

Jordens styrkeegenskaper kan variere avhengig av sesong, vannmetning, temperatur.

Hva påvirker jordens styrke?

Hva påvirker jordens deformasjonskarakteristikker:

  • Jordens granulometriske sammensetning (størrelsen på partiklene). Jo mindre partiklene er, desto høyere tetthet og lavere deformasjonsegenskaper.
  • Jordens porøsitet (jo tettere jorda, desto høyere er dets styrkeegenskaper og jo lavere evne til å deformeres under belastning).
  • Jordfuktighet (fukting av jorda reduserer styrkeegenskapene).
  • Grunnvannsoscillasjoner (økning av nivået reduserer jordens styrkeegenskaper).
Arbeidet med landmålere - begynnelsen av byggingen

Bestemmelse av jordens deformasjonsegenskaper krever faglig kunnskap og geologiske beregninger.

Jordens styrkeegenskaper

Bestem den minste høyden på overflaten av belegget over grunnvannsnivået eller jordoverflaten i henhold til tabell 21.

Jordarbeidslag

Den minste høyde på overflatenes dekning i vei-klimasonen

Merk: over linjen - høyden av overflaten av belegget over nivået av grunnvann, vorhovodok eller langvarig overflatevann; under linjen - det samme, over bakken i områder med usikret overflateavstand eller over nivået av kortvarig overflatevann (mindre enn 30 dager).

Spesielle krav på arbeidslaget: jord i arbeidslaget må være ikke-krakkende, ikke-hovent, ikke-synkende.

Ifølge type og undertype av jord, i henhold til tabell 7 i Vedlegg 2, bestemmer vi jordgruppen etter graden av heving.

For jordgruppen fra tabell 6, bestemmer vi graden av heaving.

Konklusjon: Siden gitt jord oppfyller (ikke oppfyller) kravene, er det tilrådelig å opprette arbeidslaget fra denne jorda (ikke hensiktsmessig)

Hvis det er umulig og urimelig å oppfylle kravene nevnt ovenfor, bør det treffes tiltak for å sikre styrken og stabiliteten til arbeidslaget eller for å styrke fortauet:

Frostbeskyttelsesutstyr;

Regulering av veibeskrivelsens vann-termiske regime ved hjelp av vanntette, varmeisolerende, drenerende eller kapillæravbrytende mellomlag;

Styrking og forbedring av jordlaget i arbeidslaget ved bruk av bindemidler, partikkelstørrelsesadditiver, etc.;

Bruk av forsterkende lag;

Senking av grunnvannet gjennom drenering;

Bruk av spesielle bredder av undergraden for å beskytte den mot overflatevann (flattede bakker, berms);

Bygging av fortau med en teknologisk pause eller i to etapper.

Arrangementer utnevnes i samsvar med SNiP og tekniske og økonomiske beregninger.

I samsvar med SNiP på en konstruksjon, er det nødvendig å designe fra ikke-krakkende dreneringsjord når det passer sammen med dekkbroer langs lengden over dyphøyden pluss 2 meter (teller fra anslaget) og senking minst 2 meter.

I utformingen av fyllinger på dårlig grunn skulle tildele spesielle arrangementer bygger beregninger gi muligheten til å bruke svak grunn i sokkelen (upolozhenie bakker enhetsside prismer midlertidige omleiring regulering modus riprap haugen vertikal dreneringsanordning gruppe peler - avløp haug fundament, lunge anordning fordypninger, forsterkning av dypfelt med geotextile mellomlag, etc.)

Jordskjærmotstand. Sterke egenskaper av jord.

Undersøkelsen av jordens motstand mot skjærkraften som følge av effektene av ulike konstruksjonsstrukturer, er av stor betydning for riktig beregning av basestabiliteten (basenes bæreevne), vurderingen av stabiliteten til bakken, beregningen av jordens trykk på fastvegger og andre tekniske beregninger.

For tiden er det ikke noe synspunkt på naturen av motstanden av leireberg til å skjære. Noen forskere mener at motstanden av leire bergarter til skjær kun skyldes adhesjon mellom partikler, en indikator for hvilken er adhesjonskoeffisienten. Andre tror at motstanden av leire bergarter til skjær avhenger av både friksjonskrefter og gripekrefter. Indikatorer for friksjonskrefter som virker i bakken, vurder vinkelen av friksjon og friksjonskoeffisient.

På grunn av vaghet av naturen av lerrockmotstand mot skjær og dens betingede adskillelse i intern friksjon og adhesjon, foreslår noen forskere å fullstendig forlate denne separasjonen og karakteriserer leirerockskjærmotstanden med den såkalte skjærvinkelen φ henholdsvis tangentet til denne vinkelen kalles skjærfaktoren tgφ.

Motstanden mot skjær av samme jord er ikke konstant og avhenger av jordens fysiske tilstand - graden av forstyrrelse av den naturlige strukturen, tettheten, fuktigheten, samt betingelsene for testproduksjonen (enhetsdesign, prøvestørrelse, skjærhastighet, etc.). For å oppnå de mest pålitelige dataene, skal skjuvprøver alltid utføres under forhold så nær som mulig for jordens arbeidsforhold under strukturen eller selve strukturen.

Indikatorer for jordmotstand mot skjær er bestemt på forskjellige måter, blant hvilke det er tre grupper:

• metoder for å bestemme skjærmotstanden langs en eller to forhåndsdefinerte fly i skjæreinnretninger;

• metoder for å bestemme skjærmotstand ved å knuse under uniaxial og triaksial komprimering;

• Metode for å bestemme motstanden mot skjær på vinkelen.

Metodene til den første gruppen kan i sin tur deles inn i to undergrupper:

a) tverrskjæringsmetoder med et begrenset skjærplan

b) slip-slip metoder med et uendelig (lukket) skjærplan.

Laboratorietester av jord til å bestemme indikatorene for friksjon og adhesjon ved hjelp av metoden for tverrskjæring utføres ved å kutte flere prøver av jorden under studien. I dette tilfellet, avhengig av arten av den foreløpige forberedelsen av prøver for opplevelsen, er det:

a) Skiftet av normalt komprimerte prøver (komplett komprimering), når forhåndsopplevelsesprøvene blir pre-komprimert under forskjellige belastninger til slutten av konsolideringsprosessen; hver prøve blir kuttet i samme vertikale belastning, under hvilken den var pre-komprimert;

b) skiftet av de superkompakte prøvene, når prøvene er pre-komprimert før konsolideringsprosessen, og skiftes uten last eller ved lavere belastninger;

c) skjær av ufullstendige prøver (ufullstendig komprimering), når prøvene ikke er komprimert eller komprimert på kort tid, i løpet av hvilken full konsolidering ikke forekommer; kuttet er laget i forskjellige vertikale belastninger.

Avhengig av hastigheten på påføring av skjærekraften i opplevelsesprosessen, skiller en sakte skift og et raskt skifte ut. Ved langsom forskyvning økes skjærkraften først etter at deformasjonen er stanset, forårsaket av forrige trinn i denne kraften. Med rask skjær blir en økning i skjærkraft produsert raskt, uten å vente på at deformasjonene stanses.

Sterke egenskaper av jord.

Indikatorer for jordens fysiske egenskaper bestemmes enten på jordprøver tatt i naturen i en matrise, eller direkte ved å teste jord som er i jordmasse, det vil si i feltforhold. Når testingen skal oppfylle kravene i relevante statlige standarder, om noen, eller avdelingsdokumentasjon. For testing, brukes stasjonære eller feltlaboratorier. Direkte testmetoder foretrekkes, men i noen tilfeller brukes resultatene av indirekte forskningsmetoder.

Minimumet som er tilstrekkelig for etterfølgende gjennomsnittlig av resultatene i matematisk statistikk anses å være 6 definisjoner. Men jo større antall resultater av definisjonene innført i formelen for statistisk bestemmelse av gjennomsnittsverdien, vil jo "mer nøyaktig" resultatet bli. Behandlingen introduserer resultatene av en enkelt statistisk populasjon som karakteriserer denne gruppen. Hvis det er et mønster i endringen i de spesifikke verdiene til indikatoren som vi er interessert i fra punkt til punkt i en retning, kan de ikke angis i ett statistisk sett på vanlig måte.

Indikatorer (egenskaper) av fysiske egenskaper av jord er definert som normative.

Regulatory er gjennomsnittsverdiene for indikatorer eller karakteristikker, definert som aritmetisk gjennomsnitt.

Typer av testing av styrkeegenskaper ved jord:

Tester på skjærutstyr - med direkte planskjæring av en sylindrisk jordprøve utføres under laboratorieforhold.

Test i enheten med triaksial kompresjon (stabilometer). Testmetoden gjenspeiler mest jordens arbeid ved basen. Ved lasting av jorda i enheten opprettes en treakse spenningstilstand med måling av hver komponent av spenningen. Utformingen av enheten gjør det mulig å bestemme: nøytralt eller poretrykk på måleren, lengde- og transversal deformasjon av prøven, endringen i volumet av prøven på valuminometeret.

I tillegg til styrkeegenskapene til denne enheten kan du bestemme deformasjonsegenskapene (Poisson-forholdet, deformasjonsmodulet).

Test under uniaxial komprimering. Gjennomført for ildfaste og faste lerarter, som holder formen godt etter prøvebehandling. Prøver er laget i form av en sylinder med et forhold av størrelser h = (1,5-2,0) d. Ødeleggelsen av prøvene vil skje som i sprø materialer langs flyet, der tangentielle spenninger når den ultimate skjærmotstanden. Hellingsvinkelen til dette planet har en tendens til 45 grader.

Padleprøver - utføres i feltforhold for jord, hvor det er vanskelig å ta prøver uten å forstyrre den naturlige strukturen (torv, silt, vannrike leirejord). For testing blir et lite hull utgravet, instrumentets kryss er presset inn i bakken og dreiemomentet er fast hvor jorda er kuttet av et blad langs en sylindrisk overflate. Testresultatene brukes til å beregne den interne friksjonen og adhesjonen.

Ballstempelmetode. Det brukes til å bestemme adhesjon for kohesive jordarter (leire) og viskøs (isete, permafrost). Testen består i å skyve et sfærisk stempel med en konstant belastning P inn i jorden under undersøkelse og måle nedbørstiden S. Den beregnede motstanden beregnes ved å bruke formelen:

, hvor B er stemplets diameter.

Test på skift i groper. Brukes hovedsakelig for grove jordarter, hvor det ikke er mulig å velge laboratorietester. Disse testene ligner på tester i en skjæringsenhet.

18. Deformasjonsegenskaper for jord med stive bindinger (Youngs modul, Poisson-forhold).

19. Konseptene for adhesjon og indre friksjon.

5. Filtrasjonskonsolideringsforhold

Jorddeformasjoner er resultatet av prosesser som skjer under påvirkning av stresstilstanden som er skapt i jorda med en ekstern belastning. Ekstern belastning på jorda forårsaker gjensidig forskyvning av faste mineralpartikler, deres strukturelle aggregater. Med en jevn økning i belastningen på jorden, er det tre stadier av sin stresstilstand: 1) komprimeringsstadiet; 2) sceneskift; 3) ødeleggelsesstadiet eller ekstruderingstrinnet. I første fase observeres jordkomprimering, og deformasjonshastigheten reduseres med tiden, nærmer seg null. På dette stadiet kan forholdet mellom spenninger og stammer antas lineært nok med tilstrekkelig nøyaktighet. Plastdeformasjoner forårsaker endring i egenskaper, størrelser og former av partikler i bakken. Jordkroppen blir ikke i stand til å gå tilbake til sin opprinnelige tilstand, såkalte resterende deformasjoner vises, forholdet mellom spenninger og stammer mister sin lineære karakter. Den tredje fasen kjennetegnes av en intensiv økning i deformasjonshastigheten og en hevelse av jorda til sidene av kjellerens omkrets. Deformasjoner oppstår plutselig og katastrofalt vokser. Sedimentene i denne fasen er signifikante. Til slutt kan følgende typer deformasjoner forekomme i jord: 1) elastisk, som skyldes forskyvninger av krystallgitterstedene av mineraler; 2) rester som skyldes: a) adsorpsjonsfenomener (endringer i tykkelsen av vannfilmer i kontakter mellom strukturelle elementer); b) en endring i den relative posisjonen til strukturelementene; c) plastiske deformasjoner; irreversible forskyvninger av elementer av krystallgitteret av mineraler); d) pseudoplastiske deformasjoner som forekommer i flytende og leirejord uten å endre volumet.

Permeabilitet av jord.

I jorda er en del av sitt volum opptatt av faste mineralpartikler, og den andre delen - porene, som forårsaker vannpermeabilitet. Ulike typer jord har forskjellig vannpermeabilitet. Alt annet, sandig jord og mindre leire har bedre vannpermeabilitet.

Jordens permeabilitet kalles sin evne til å passere gjennom seg selv frivektsvann under virkningen av forskjellen i trykk. En rekke prosesser som påvirker stabiliteten til strukturer, inkludert:

komprimeringshastighet av grunnlaget (jord);

jord suffusion - bevegelse eller fjerning av små partikler langs porene dannet av større partikler under påvirkning av en filtreringsstrøm;

jordskred fenomener - bevegelsen av jordmassene under påvirkning av tyngdekraft eller ekstern last.

Bevegelsen av frivektighetsvann i grunnjordene kalles filtrering. Filtrering kan forekomme i ulike retninger:

horisontalt (fig. 5.15, a);

vertikalt nede (figur 5.15,6);

vertikalt oppe (figur 5.15, c).

Fig. 5.15. Mønster av vannbevegelse i pounds: l - lengden eller høyden av jordprøven; ΔН er forskjellen på vannmerket før du går inn og ut av prøven

Dermed kommer bevegelsen av vann i bakken under virkningen av trykkgradienten som oppstår i den.

Bevegelsen av vann i sand- og leirejord betraktes som parallellstråle, dvs. har en laminar karakter av bevegelse, siden filtreringshastigheten i slike jord er lav.

De første forsøkene til å studere filtreringen av vann ble laget av den franske ingeniøren A. Darcy i 1854. Darcy fant at volumet av vann V filtrert gjennom et rør fylt med sand er proporsjonalt med dets tverrsnittsareal, trykkfall og varighet av filtrering:

hvor kf er filtreringskoeffisienten, cm / s (m / dag); J - hydraulisk gradient (helling), lik trykkfallet på filtreringsbanen:

hvor kƒ er tverrsnittsarealet av røret, m2;
t er filtreringstiden, s.

Filtreringskoeffisienten er filtreringshastigheten ved en hydraulisk gradient som er lik en. Det er mye brukt i utøvelsen av hydrogeologiske beregninger, karakteriserer vannspermeabiliteten av jord, avhenger av partikkelstørrelsesfordeling, tetthet og porøsitet i jorda. Filtrasjonskoeffisienten bestemmes i laboratorie- og feltforhold.

Filtreringskoeffisienten er filtreringshastigheten ved en hydraulisk gradient som er lik en. Det er mye brukt i utøvelsen av hydrogeologiske beregninger, karakteriserer vannspermeabiliteten av jord, avhenger av partikkelstørrelsesfordeling, tetthet og porøsitet i jorda. Filtrasjonskoeffisienten bestemmes i laboratorie- og feltforhold.

De gjennomsnittlige estimerte verdiene for filtreringskoeffisienten for enkelte jordtyper er gitt i tabell. 5.5.

Tabell 5.5. Beregnede verdier av jordfiltreringskoeffisienten

Styrkeegenskaper jord og bestemmelse av deres indikatorer

Jordens styrke kalles deres evne til å motstå ødeleggelse. I det generelle tilfellet kan ødeleggelsen av jorda skyldes krefter av forskjellig art (mekanisk, termisk, elektrisk, etc.), og de identifiserer derfor de riktige typene jordstyrke i henhold til de destruktive virkningene. I tekniske geologiske formål er det først og fremst viktig å kjenne den mekaniske styrken av jord, dvs. deres evne til å motstå ødeleggelse under påvirkning av mekaniske spenninger. Hvis jordens deformasjonskarakteristikker bestemmes ved spenninger som ikke fører til ødeleggelse (dvs. subkritisk), svarer jordens styrkeparametere til kritiske destruktive spenninger og bestemmes ved ultimate belastninger, noe som fører til at legemet blir delt inn i deler (for elastiske jordarter) eller en irreversibel forandring i form legemer som følge av plaststrøm deformasjon (for plast jord).

Den fysiske naturen til jordens styrke bestemmes av interaksjonskreftene mellom deres strukturelle elementer - krystaller, korn, fragmenter, aggregater, partikler, dvs. det avhenger av typen og egenskapene til strukturelle bindinger. Jo større samspillskraften mellom jordens strukturelle elementer, jo høyere er dens styrke generelt. Derfor har steinete jordarter, blant annet sterke kjemiske (krystallisering og sementering) strukturelle bindinger, større styrke enn dispergerte jordarter med svake fysiske og fysisk-kjemiske strukturelle bindinger.

Siden forskjellige spenninger kan virke på en prøveprøve av jord (normal, tangentiell, volumetrisk eller kombinasjon), kan forskjellige typer kritiske spenninger eller deres forhold velges som et mål på styrke, slike tiltak er parametere av styrke.

Til nå er det mer enn to dusin styrkeforhold utviklet for å beskrive oppførselen av leire og sandige jordsmonn. I følge klassifiseringen foreslått av W.-F. Chen, alle jordstresstilstandene kan deles inn i en- og toparametermodeller. Enparametermodellene inkluderer styrkeforholdene til Cod, Mises, Lade, Duncan. De to parametermodellene inkluderer betingelsene foreslått av Mohr-Coulomb, Drucker-Prager, R. Lade, M.V. Malyshev et al. Etter publisering av W.-F. Chen passerte mange år (1984), og i løpet av denne tiden har styrkeforhold eller jordmodeller blitt foreslått, som kan kalles multiparameter. De mest komplekse av dem inkluderer opptil 6 uavhengige parametere, bestemt fra svært komplekse og dyre eksperimenter. Til tross for mangfoldet av styrkeforhold, brukes i praksis bare noen få av dem. Dette er først og fremst Mohr-Coulomb styrke tilstand, Cap modellen, og multi-overflate modellen (Prevost, 1977, 1985; Dafalias, 1985). De to siste modellene av jordmodeller er mer komplekse og tillater ikke å skaffe løsninger i en analytisk form, derfor brukes de i ikke-lineær mekanikk og numerisk løsning av problemer [5].

Ved vurdering av jordens styrke er teorien om grense tilstand oftest brukt, ifølge hvilken visse parametere av kritiske (grense) stressverdier som en jordprøve kan tåle uten ødeleggelse, bestemmes. Grensene for styrke er de grenser, over hvilke jordens ødeleggelse oppstår og det oppfatter ikke kreftene som brukes på den. De kritiske verdiene til parametrene tilsvarer forskjellige typer stresstilstand i jorda der den kan være, og som kan karakteriseres av verdiene av hovedspenningene σ1, σ2 og σ3, og σ1, σ2 og σ3 som slike forhold er oftest vurdert (figur 8.27):

• Flyskift (σ1> 0, d> 0, Fig. 8.27, a);

• uniaxial spenning σ1 0, σ2 = σ3 = 0, fig. 8,27, c)

• triaksial komprimering (σ2 = σ3 ≠ σ1> 0, figur 8.27 (g, d, e).

Fig. 8,27. Eksempler på eksperimenter: pas shear (a): på uniaxial spenning (b); for ensidig kompresjon (c): for tresidig kompresjon: for bestemmelse av uopprettholdt styrke av jord (g): drenert styrke av sandaktig (d) og leire (e) jord [5]

Styrkeegenskapene til dispergerte jordarter (vinkelen med indre friksjon er 0,5, organiske og organiske jordarter, for hvilke det er vanskelig å utarbeide feltprøver for feltprøver eller prøvetaking for laboratorietester, kan styrkeegenskapene (c) for beregning av grunnene til disse jordene i en ustabilisert tilstand bestemmes rotasjonsskivefeltmetode i brønner eller en matrise.

Verdier (ris sand og leirejord for strukturer av II og III ansvarsnivåer kan bestemmes av feltmetoder for translasjonelle og ringformede kutt i brønner. Samtidig for strukturer med 11 nivåer av ansvar er de oppnådde verdiene 300

Dersom beregningen av stabiliteten av bakken eller lagerkapasiteten til basene tar hensyn til burvtrykket, blir styrkeparametrene således tatt i effektive spenninger; hvis poretrykk ikke er tatt i betraktning, så fullt ut.

Lastens natur, som også påvirker jordens styrkeparametre, manifesteres på forskjellige måter for å overføre ytre påkjenninger til bakken. De kan være statiske (under virkningen av konstante eller langsomt varierende belastninger) eller dynamiske (under virkningen av variabler, sykliske, periodiske, impulssladninger, etc.). Egenskapene og mønstrene for ødeleggelse av samme jord i statiske eller dynamiske forhold er forskjellige, derfor under dynamiske effekter, styrkes jordens styrke ved spesielle metoder.

Hva bestemmer jordens styrke

Jordens rolle i byggingen

Jorden er grunnen til bygningen, den er ikke synlig, den er under konstruksjon, men dens rolle i konstruksjonen er enorm. Fra basenes styrke avhenger av bygningens levetid, hvor mye huset vil bli, hvor mange jordskjelv det vil tåle. Stabiliteten og holdbarheten til den fremtidige bygde strukturen påvirkes av jordens styrkeegenskaper, som er ansvarlig for at bygningen ikke synker eller skråner.

Lastemønstre for jordprøver: a - ekte triaksial komprimering; b-planet deformasjon; b - triaksial komprimering.

Jord har deformasjonsegenskaper, som ikke bør glemmes!

Basenes styrke er avhengig av hvor mye stress det kan tåle uten å bli forskjøvet eller deformert. Husk tårnet i Pisa, som hvert år flere og flere lener seg til bakken. Dette skjedde fordi arkitekten som skapte dette legendariske tårnet ikke tok hensyn til at jorda under tårnet ikke er sterk nok til en slik struktur.

Bestemmelse av styrkeegenskapene til jord med en gitt pålitelighet.

For å unngå slike hendelser må bakken oppfylle visse standarder - GOST. Hvis byggherrer og arkitekter ikke tok hensyn til jordens deformasjonsegenskaper og virkningen av eksterne faktorer, ville antall ruiner øke. Det er ikke bare nødvendig å ta hensyn til alle mulige innflytelsesfaktorer på fremtidige bygninger, men også å beregne maksimalverdien av denne innflytelsen.

I fysikk er karakteristikken for jordens styrke preget av styrkeforholdet til Coulomb-Mohr. Hvis du helt dyper inn i fysikk, bestemmes jordens styrkeegenskaper av slike indikatorer for friksjonskrefter som vinkelen av indre friksjon og adhesjon. Disse egenskapene tillater deg å bygge en bærekraftig bygning som ikke synker og bøyer seg over.

Forholdet til landet er ikke statisk, det endres under påvirkning av naturlige og kunstige faktorer. På grunn av jordens foranderlige tilstand blir det nødvendig å studere egenskaper og samspill med det ytre miljø.

Det er flere styrkeegenskaper for jord, kombinasjonen av indikatorene bestemmer påliteligheten og styrken av basen. En person som ikke er knyttet til fysikk eller konstruksjon, vil det være vanskelig å forstå, men profesjonelle byggere og landmålere vil alltid hjelpe deg. Forberedelse for å bygge et hus er en arbeidskrevende og ansvarlig prosess, og livet til fremtidige innbyggere i et hus avhenger av kvaliteten på konstruksjonen. Av denne grunn sikrer myndighetene at konstruksjonen oppfyller alle etablerte normer og standarder.

De viktigste styrkeegenskapene til jorda

Ordning av jordprøving, avhengig av opprinnelig tilstand.

  1. Jordens granulometriske sammensetning er andelen partikler av forskjellige størrelser som danner denne jorda (uttrykt i prosent). Størrelsen på partikler i hver berg er forskjellig: i lerstein er det millimeter, i grove bergarter er det hundrevis og titalls centimeter.
  2. Bulkmasse er jordens masse, hvis volum er 1 cu. se. En viktig betingelse er at massen skal bestemmes, med naturlig fuktighet og porøsitet på jorden.
  3. Bulkmasse er en av de viktigste egenskapene som bestemmer jordens styrke. Det avhenger av fuktighet og porøsitet av jordiske bergarter. Massetettheten av den faste fasen beregnes også, det vil si massen av en enhet av jord, men uten massen av vann.
  4. Naturlig fuktighet - mengden vann i jorda under naturlige forhold. Fuktigheten varierer sterkt avhengig av rasen som studeres. Mengden fuktighet kan gjøre den samme rasen av forskjellig styrke. Motstanden av grunnlaget avhenger direkte av naturlig fuktighet.
  5. Jordens porøsitet. Hvis vi betrakter denne egenskapen fra siden av fysikken, kan den defineres som forholdet mellom jordens porevolum og dets totale volum, porøsiteten uttrykkes som en prosentandel. Porøsitet er hovedkarakteristikken for tettheten til basen, hvor styrkeegenskapene er direkte avhengige.
  6. Jordplastisitet er også en viktig faktor for å bestemme jordens styrkeegenskaper. Plasticitet er en indikator på hvor mye press jorden kan tåle uten å bryte kontinuiteten. Plastitet betyr også bevaring av den resulterende formen etter at det har blitt ytre ytre på jorda. Plasticitet avhenger av fuktighet og sammensetning av jorden.
  7. Stickiness eller stickiness av jord er jordens evne til å holde seg til verktøy og strukturer med en viss mengde vann i den.
  8. Hevelse og krymping av jorda. Hvis vanninnholdet økes i jorda, vil det øke i volum - dette er hevelse, og hvis det blir redusert, blir volumet mindre - dette er krymping.

Skjema for brudd på grunnkonstruksjonen av basen under frysing på grunn av hevingskrefter og under tining på grunn av en reduksjon i styrkeegenskapene på grunn av overflod av vannmetning av basen.

Kanskje dette er de mest nødvendige egenskapene til jordens styrke. Under bygging er det nødvendig å ta hensyn til hver enkelt faktor separat og deres kombinasjon. Hvis en indikator er normal, betyr det ikke at den andre også tilfredsstiller byggestandarden. Før byggingen må det utføres et kompleks av geologiske og geodetiske verk. Etter letingarbeid får du en geologisk og geodisk konklusjon, på grunnlag av hvilken det er mulig å utføre designarbeid.

Ingeniør- og geologiske undersøkelser gir deg et omfattende bilde og egenskaper av området eller området du trenger å bygge. Disse undersøkelsene er en tidkrevende prosess som krever mye tid og spesifikk informasjon. Hovedoppgaven til undersøkelsen er å bestemme den geologiske delen, vannstanden og jordvalg.

Disse undersøkelsene kan ikke unngås før konstruksjonsstart, bare på grunnlag av de oppnådde fakta vil du kunne begynne å bygge ditt drømmehus.

Jordens styrkeegenskaper

Derfor, når α = 0, σ n.

Ved a = 45 ° sin 2 α = 1,

maksimumsverdier og er lik:

når en maksimumsverdi, dvs. σ n. = σ med

da tar skjærspenningen maksimalt

I volumet av stein i den mest ugunstige tilstand er det således seksjoner i forhold til hvilken virkemidlet styres langs normal eller i en vinkel nær 45 °, dvs. seksjoner hvor maksimale normale og skjærspenninger virker. Det er derfor den største deformasjonen av bergarter under kompresjon observeres i kraftens retning, og klyvingssprekk forekommer langs seksjoner som danner med retningen

virkende kraftvinkel nær 45 °, dvs. nær vinkelen θ max.

Mohrs teori er teorien om ultimate stress.

I jordmassivet påvirkes hvert punkt av tre hoved- og seks tangentielle påkjenninger (figur 8.5), med σ 1> σ 2> σ 3.

Figur 8.5 - Fordeling av de viktigste normale spenninger på et hvilket som helst sted i jordmassivet

Ifølge Mohrs teori, bestemmer to vanlige spenninger σ 1 og σ 3 styrken av jord, σ 2 påvirker ikke styrken.

Styrken i henhold til Mohrs teori er skrevet som følger:

σ 1 - [σ [σ szh s.. ]] σ 3 ≤ [σ komp. ]

hvor σ komp. - uniaxial trykkstyrke; σ p. - uniaxial strekkfasthet

Grafiske forhold for styrke kan reflekteres i form av Mohr diagrammer (figur 8.6).

Figur 8.6 - Mohr-diagram som viser de spenninger som er forårsaket av virkningen av krefter langs tre seksjoner som går gjennom aksene σ 1, σ 2, σ 3

Diagrammet viser at hvert punkt på sirkeloverflaten karakteriserer normale (σn) og tangensielle spenninger (τ) av et strengt definert område i jordkroppen, og disse spenningene kan beregnes.

Så for eksempel for å bestemme stresset σ n. og τ, som virker på en hvilken som helst plattform AB, som er anbrakt i en vinkel a til planet II av hovedspenningene, legger verdiene til hovedspenningene σ 1 og σ 3 langs abscissenaksen og bygger en sirkel på deres forskjeller som på diameteren ("sirkel av spenninger "Eller" Mohrs sirkel "), hvis senter C ligger midt i avstanden mellom punkt AD. Ved punktet C, innstilling av vinkelen 2 α, får vi punktet B, hvor koordinatene er henholdsvis OK og VK, er σ n og τ.

Fra figur 8.7 følger:

Figur 8.7 - Bestemmelse av normale og tangentielle spenninger som virker ved et gitt punkt på et vilkårlig sted,

ved hjelp av mohr-diagrammet

Fra høyre trekant VKS har vi:

τ = BK = BC sin 2 α = σ 1 - 2 σ 3 sin 2 α

σ n. = OK = OA + AC + CK = σ 3

σ n. = σ 1 cos 2 α + σ 3 sin 2 α

Dermed er det kunnskap om de viktigste normalspenninger, det er mulig å beregne de normale (σn) og tangent (τ) stressene som virker på det på et hvilket som helst sted i jordkroppen.

For å bestemme jordens styrke er bygget på de spesifikke verdiene av σ 1 og σ 3 sirkler av spenninger, som reflekterer grensevekt for spesifikke σ 1 og σ 3. Disse kretsene kalles marginale (figur 8.8).

Figur 8.8 - Mohr-diagram for den ultimate tilstanden til rasen

Ved hver av grensebelastningssirklene (figur 8.8) er ordinatene til punktene B, B 'og B "lik grense tangensielle spenninger i øyeblikket umiddelbart før ødeleggelsen av fjellet med tilhørende kompressive normale spenninger K, K', K". Hvis en tangent (konvolutt) trekkes til spenningsgrense sirkler, danner den en vinkel med abscissen akse φ = θ max. og

På y-aksen kutter av segmentet C. I samsvar med betingelsen om å begrense likevekt må punkt B, B og B 'være på denne tangensen, hvis ligning har formen:

τ = σ n. tg φ + C

Verdiene av φ og C i denne ligningen er parametrene for jordens styrke; C karakteriserer tilstedeværelsen og styrken av strukturelle bindinger, dvs. virkningen av kohesive krefter, eller simpelthen kohesjon, i megapascaler, og φ er intensiteten av veksten av skjærmotstanden (chipping) av fjellet med økende normal belastning, dvs. dens indre friksjon. Vinkel φ er konvensjonelt kalt vinkelen av indre friksjon, og tan φ er koeffisienten av intern friksjon.

Det fremgår også av figur 8.8 at retningen AB bestemmer plattformens retning, langs hvilken på dette tidspunkt, i begrensende tilstand, kan skjæringen av fjellet og ødeleggelsen forekomme. Denne spaltningsplattformen danner en vinkel a med plattformens retning over hvilken en stor hovedspenning virker. Siden vinkelen 2 a = 90 ° φ, så er α = 45 ° + φ / 2 derfor under betingelsene for begrensende stresstilstand, "klyvningsområdet"

skrånende i en vinkel på 45 ° + φ / 2 til retningen av området med den største spenningen. På hvert punkt av den ekstremt intense steinen kan det være to slike steder. Parringsstedene er plassert i en vinkel på 45 ° ± φ / 2.

Således er Mohrs grensebelastningssirkler og Mohr-konvolutten, uttrykt av Coulomb-ligningen, faktisk teorien om jordens styrke

Comte Coulon - Mora.

2. Bestemmelse av jordstyrke

I praksis beregnes jordens styrke vanligvis ved hjelp av følgende indikatorer: uniaxial trykk- og strekkfasthet, vedheft og indre friksjonsvinkel.

a) Jordstyrke for ensaksial kompresjon refererer til jordens styrkeegenskaper. Jordens styrke bestemmes ofte ved å knuse dem under betingelser for fri lateral ekspansjon. I dette tilfellet virker brytekraften kun i en retning, derfor kalles en slik test enaksaks komprimering, dvs. tilstanden til jordens begrensende tilstand er oppfylt (figur 8.9)

σ 1> σ 2 = σ 3 = 0.

Figur 8.9 - Diagram over jordens arbeidsforhold under uniaxial kompresjon

Beregningen av motstanden mot kompresjon er laget på grunnlag av antagelsen om en homogen spenningstilstand i jordprøven ved å bruke formelen:

hvor P-seksjonen - anstrengelsen knuses;

F er tverrsnittet av prøven, m 2.

Det skal bemerkes at kompresjonstesten skal utføres i forholdet mellom prøvehøyde og diameter h / d ≥ 2. Dette skyldes at kompresjonszonene (a) i figur 8.10 oppstår ved å legge jorden i den. Derfor, når h / d ≤ 2, samler disse sonene, derfor kommer jordens ekstra styrke, det vil si at vi får overskatte verdier av σ g..

Figur 8.10 - Tetningssoner

Grafisk kan trykkstyrken uttrykkes av Mohr-sirkelen.

σ 3 = 0 σ 1 = σ komp.

Figur 8.11 - Kompressiv styrke

Uniaxial trykkstyrke er til en viss grad en betinget egenskap av jordens styrke, avhengig av mange faktorer. Ikke desto mindre er definisjonen av σ szh i ingeniør-geologisk praksis utbredt, da det muliggjør en omtrentlig vurdering av grunnlagets lagerkapasitet på steinete jordarter, bestemmer vedheft og vinkel på indre friksjon av fjellet og vurderer styrke som byggemateriale.

b) Jordens styrke uniaxial spenning

Strekkfastheten til bergarter er en av bergets viktigste egenskaper, den kan brukes mye både for en komparativ vurdering av bergets styrkeegenskaper og for beregning av verdien av vinkelen av indre friksjon og adhesjonskoeffisienten. På samme måte som uniaxial komprimering, simulerer det jordens arbeid under betingelsen σ 1> σ 2 = σ 3 = 0.

Styrken av bergarter og enkeltspenningen (σ ras, MPa) beregnes med formelen:

σ ras. = P F sek..

hvor P sek. - maksimal verdi av strekktrykk F er tverrsnittsarealet av prøven.

Grafisk er strekkstyrken uttrykt i forhold til Mohr-spenningssirkelen i følgende form (figur 8.12).

Figur 8.12 - Strekkstyrke

Eksperimentelle data på trykk- og strekkstyrke. Tabellen viser dataene for σ ss og σ raser.

Tabell 8.1 - Strekkstyrke σ p og uniaxial kompresjon σ komp av noen bergarter

Tabellen viser at strekkstyrken er en størrelsesorden mindre enn trykkfastheten. Dette skyldes det faktum at τ p bare evaluerer styrken av strukturelle bindinger, og i kompresjonsstyrken, i tillegg til styrken av strukturelle bindinger, er skjærkraften allerede involvert.

c) Kobling og vinkel på indre friksjon

Kobling og vinkelen med indre friksjon av jord er hovedindikatorene som karakteriserer jorda i forskjellige stresstilstander. Det er mange metoder for å bestemme c og φ. Av disse er de følgende metodene mest brukt:

- i henhold til styrken av enaksial komprimering og spenning;

- i henhold til volumkomprimering (stabilometri);

- i henhold til skjærprøver.

Bestemmelse av adhesjon og vinkel på indre friksjon av jord i henhold til styrken av ensaksial kompresjon og spenning

For å bestemme c og φ, utføres jordprøver for ensaks komprimering og spenning (tabell 8.1). Bygg et pass av jordens styrke (konvolutt av maksimale sirkler av stress Mora). Bestem vinkelen av indre friksjon (φ) og kobling (e).

Figur 8.13 - Ordningen for bygging av jordstyrkepasset

Resultatene som oppnås ved denne metoden er ganske vilkårlig, men de kan brukes som estimater.

Akselerert metoder for å bestemme styrkeegenskaper jord:

1. Metoden for å bestemme skjærmotstanden til steinprøver, utviklet av forfatteren, er som følger. Cylindriske prøver er i utgangspunktet laget av blokker av sandstein, gips, bergsalt og andre studerte bergarter. Deretter kuttes prøvene for å danne sprekker, og arbeidsflatene av sprekkene blir behandlet for dannelse av uregelmessigheter med en høyde på 0,03-0,5 mm. Deretter lastes prøven med en sprekk med trinnvis økende kompressorkrefter som forårsaker kompressive spenninger σ i prøven. Samtidig skal σ ikke overstige 0,6 av gjennomsnittsverdien av styrken til prøveemnet for kompresjon σ komp. Deretter produserer flere skift adskilt av en sprekk av deler av prøven ved hvert trinn av lasting og måling av friksjonsvinkelen φ av prøvematerialet. Kompressive spenninger σ ≤ 0,6 σ sr forårsaker ikke mikrodestrukturer og plastiske deformasjoner i prøveemnet, noe som gjør at prøven kan brukes til etterfølgende tester, og høyden av uregelmessighetene i de angitte grensene gir nøyaktig måling av ekte friksjonsvinkler φ. Hvis høyden av uregelmessighetene går utover de angitte grensene (0,03-0,5 mm) for de listede materialene, fører dette til en skarp økning i friksjonsvinkelen φ, dvs. måling er ikke friksjonsvinkelen til materialet, men friksjonsvinkelen på ru overflater, og målefeil. Etter å ha bestemt friksjonsvinkelen φ av materialet, blir prøven lastet med trykkraft før den kollapser og kompresjonsstyrken σ szh av prøvenes materiale bestemmes.

Ifølge dataene er parameteren beregnet med:

c = σ cr / 2 tg (45 ° - φ 2)

og skjærmotstand i henhold til formelen

Ved hjelp av den foreslåtte metoden er det mulig å beregne skjærmotstanden til bergarter, spesielt stein og halvrock, ved ganske enkelt bestemte indikatorer for trykkstyrke og friksjonsvinkel for bergarter.

2. Metode for å bestemme strekkstyrken ved å knuse sylindriske prøver langs en generatrix. En sylindrisk prøve med en høyde lik diameteren er plassert mellom presseplatene slik at trykkkraften er rettet parallelt med sylinderens sideflater. Ansiktsflater

Sylinderen må være glatt og i nær kontakt med presseplatene. Beregningen utføres i henhold til formelen

hvor σ ganger - strekkfasthet, MPa; P-brytende belastning, N;

F er prøveområdet på overflaten av splittet, m 2.

Sprengningen av de oppnådde verdiene av strekkfastheten til bergarter er som regel mye lavere enn når den testes på annen måte (variasjonskoeffisienten for individuelle prøver vanligvis ikke overstiger 6-10%).

3. Metoden for koaksiale slag er utviklet ved All-Russia Research Institute for bestemmelse av steinstyrke for å bryte og komprimere. Den er basert på ødeleggelsen av steinskiver med en diameter på 30-120 mm og en høyde på 8-11 mm.

Bestemmelse av adhesjon og vinkel på indre friksjon av jord i henhold til styrken av ensaks komprimering og friksjon

For å bestemme C og φ, blir jorda testet for enaksial kompresjon (σ komp.). Da er friksjonen bestemt fra den forberedte skjærflaten (φ) og et jordstyrke datablad er konstruert ut fra disse dataene (figur 8.14).