Файл: Скотников В.А. Основы теории проходимости гусеничных мелиоративных тракторов [учеб. пособие].pdf

•билизация осадки штампа (0,1 мм в сутки) была достигнута за период времени около 150 часов. При дальнейшем увеличении нагрузки наблюдается медленный рост деформации с постоянной скоростью, что свидетельствует о наступлении стадии вязкопластического течения. Аналогичные результаты получены и для других торфяников.

Таким образом, в общем случае для торфяного грунта в за­ висимости от его состояния и нагрузки могут иметь место три случая развития деформаций во времени (рис. 2.6):

1) когда осадки стремятся к некоторой конечной стабилизи­ рованной величине, т. е. скорость деформации стремится к нулю;

2)когда осадки могут развиваться длительное время, при­ чем начиная с некоторого момента времени скорость деформа­ ции приобретает постоянное значение;

3)когда скорость деформации увеличивается во времени, •что свидетельствует о появлении прогрессирующего течения.

Если на кривых зависимости осадки от времени отметить, время начала перехода в стадию прогрессирующего течения (рис. 2.6), то, соединив эти точки плавной кривой, получим так называемую кривую длительной прочности. На кривых длитель­ ной прочности (рис. 2.7) можно отметить такие характерные точки (по С. С. Вялову):

а) м г н о в е н н а я п р о ч н о с т ь рыт, т. е. давление (на­ пряжение), вызывающее разрушение при мгновенном приложе­ нии нагрузки (теоретически со скоростью звука). Практически загружение производится более медленно, и поэтому в результате испытаний определяется лишь условно-мгновенная прочность;

Длительная прочность может быть использована при расче­ те (по условию прочности) торфяного грунта на воздействие

S4

кратковременных нагрузок (например, при расчете про­ ходимости болотоходных тракторов); предел длительной прочности — при воздействии нагрузок в течение очень длитель­ ного периода.

Опыты показывают, что для торфяных грунтов условномгновенная прочность в 3—4 раза больше предела длительной прочности.

§ 2.5. Распределение напряжений в торфяных грунтах

Чтобы определить деформации массива грунта и осадки болотоходных тракторов, необходимо знать, как изменяются на­ пряжения в торфе при действии на него внешних сил. Определе­

ча •— основная'в теории распределения напряжений в грунтах.

Вывод Буссинеска основан на допущениях: во-первых, ма­ териал деформируемого полупространства подчиняется закону Гука, и, во-вторых, перемещение каждой точки М грунтового массива зависит от расстояния R до точки приложения силы Р и полярного угла р (рис. 2.8). С учетом этих допущений пере­ мещение точки М по направлению радиуса R выразится следую­ щей формулой:

cos |3

(2-2>

где s — радиальное перемещение точки М; А — коэффициент пропорциональности.

55

Перемещение точки М ь удаленной от силы Р на величину

Я + dR,

где oR — нормальное радиальное напряжение в точке М, дей­ ствующее по площадке п—п (рис. 2.9, а);

В— коэффициент пропорциональности.

ар

R /У

6г /

/г

'г

Вис. 2.9. Радиальное напряжение и вертикальная состав-

"ляющая напряжений в точке М.

Чтобы определить коэффициенты пропорциональности, со­ ставим уравнение равновесия части массива грунта, ограничен­ ной шаровым сечением радиусом Л' (сумма проекций сил на ось z, рис. 2.10):

56

При решении ряда задач механики грунтов особо важное значение имеет вертикальная составляющая напряжений, т. е.

Как видно из выражения (2.8), вертикальная составляющая напряжения от сосредоточенной силы Р, приложенной к поверх­ ности грунтового массива, не зависит от характеристик линейнодеформируемой среды (модулей упругости), а следовательно, применима для любых однородных грунтов. Вблизи точки при­ ложения силы (R-^О) сжимающие напряжения достигают очень большой величины, а в. грунте массива возникают пластические деформации. Поэтому некоторая область около точки приложе­ ния силы не должна рассматриваться и напряжения для прак­ тических целей следует определять только на некотором расстоя­ нии от точки приложения силы Р.

Выражению (2.8) можно придать иной вид, заменив в нем радиус R через координаты точки М (рис. 2.9, а) согласно ра­

58