Компрессионная кривая

В результате испытаний грунта в одометре при постепенном увеличении можем построить компрессионную кривую.

Компрессионная кривая – график изменения коэффициента пористости грунта с изменением уплотняющего давления.

Примерный вид компрессионной кривой приведен на рис.3.

Анализ характера изменения коэффициента пористости грунта при изменении уплотняющего давления позволяет сделать два важных вывода:

С увеличением уплотняющего давления (р_i)коэффициент пористости (e_i) уменьшается. При этом зависимость e_i-p_i имеет криволинейное очертание.

Остаточные деформации уплотнения значительно больше упругих.

Рис.3. Общий вид компрессионной кривой

Кроме того, многие грунты обладают так называемой структурной прочностью. В этом случае общий вид компрессионной кривой будет иметь вид, рис.4.

Рис.4. Компрессионная кривая с учетом структурной прочности грунта

Структурная прочность обуславливается наличием жестких кристаллических связей между частицами грунта. Уплотнение грунта в этом случае происходит лишь после разрушения этих связей.

Компрессионная кривая может быть так же построена в логарифмических координатах, рис.5.

Рис.5. Компрессионная кривая в логарифмических координатах

В этом случае она представляет собой практически прямую линию и уравнение данной кривой можно записать в виде:

(.4)

где коэффициент компрессии.

Однако применение в расчетах логарифмической зависимости процесса уплотнения грунта от нагрузки приводит к значительному усложнению расчетных моделей и по этому данное представление компрессионной кривой не нашло широкого практического применения.

Закон уплотнения

Уплотнение грунта при увеличении нагрузки происходит по нелинейному закону. Однако в диапазоне уплотняющего давления 100-500 кПа криволинейный характер зависимости e_i-p_i можно аппроксимировать прямой линией (рис.6). При этом погрешность с учётом данного допущения не окажет существенного практического влияния на результаты расчета грунтовых оснований.

Рис.6. Аппроксимирование компрессионной кривой

Математическое представление прямой будет иметь вид:

, (5)

Обозначим . Тогда:

, (6)

где - коэффициент сжимаемости, определяемый экспериментально по графику.

(7)

Используя уравнение (4.3), получим:

(8)

,

или

(9)

(10)

где коэффициент относительной сжимаемости

Уравнение (9) можно представить через относительные деформации грунта ε_i.

(11)

Обобщая вышесказанное можно сформулировать закон уплотнений:

Закон уплотнения - в ограниченных диапазонах нагрузок изменение коэффициента пористости пропорционально изменению уплотняющего давления

Поиск по сайту: