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

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 120

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

Более близкие к действительному значению Е„ дают: фор­ мулы И. И. Черкасова, позволяющие вычислять модуль дефор­ мации по параметрам модели грунтового основания: числу твер­ дости А, степени упрочнения п и коэффициенту восстанавливаю­ щейся осадки Св:

Е - _

L

J L ' V Z ^ '

< 2 ' 2 5 )

С„

+

л У А

 

В заключение следует отметить, что модуль полной дефор­ мации торфяных грунтов зависит от времени действия нагрузки (табл. 2.8.).

Т а б л . 2.8. Зависимость модуля полной деформации от времени действия нагрузки и удельного давления

 

Модуль полной деформации в кг/см-

при

Удельное д.шленне,

 

 

 

кг/см-

1=30 минут

/=24 часа

/=400 часов

 

0,1

13,7

8,7

2,5

0,2

6,9

4,7

1,7

0,3

5

3,3

1,4

0,4

3,9

2,6

1,3

0,5

3,1

2,1

1,3

В обшем же, как показывают исследования, модуль полной деформации торфяных грунтов в десятки и сотни раз меньше Еп для минеральных грунтов.

§ 2.8. Несущая способность торфяной залежи

Как было показано выше (см. § 2.2.), при увеличении на­ грузки на штамп наблюдаются' две фазы напряженного состоя­ ния грунта (по Н. А. Цытовичу):

1) уплотнения и локальных сдвигов; 2)' развития значитель­ ных сдвигов.

Фаза развития значительных сдвигов соответствует оконча­ тельному формированию уплотненного ядра и полному использо­ ванию несущей способности грунта. В этой фазе напряженного состояния происходит полное разрушение прочности массива и значительное возрастание вертикальной деформации штампа (проваливание.штампа в грунт).

Удельное давление, при котором небольшое приращение на­ грузки вызывает огромный рост деформаций основания, назы­ вается его несущей способностью (пределом несущей способ­ ности).

69



Несущая способность минеральных грунтов определяется экспериментально методом вдавливания штампов или с помощью формул, выведенных на основании теории предельного равнове­ сия (Н. П. Пузыревекий, Терцаги, В. В. Соколовский, В. Г. Березанцев и другие):

 

 

 

р п р = Aq +

Bb +

Дс,

(2.26)

где

р п р

предел несущей

способности;

 

А,

В, Д

— постоянные для данного грунта коэффициенты,

 

 

 

зависящие от его угла

внутреннего

трения ф,

 

 

 

вида нагрузки и формы штампа;

 

 

q

интенсивность боковой пригрузки, равная весу

 

 

 

слоя грунта (/г)

от ограничивающей

поверхно­

 

 

сти до

уровня

подошвы штампа;

 

 

 

q =

yh;

b

ширина штампа;

с

сцепление.

 

Интересно

отметить,

что с

увеличением размеров штампа

несущая способность минерального грунта, как видно из урав­ нения (2.26), возрастает (рис. 2.17).

При бесконечно большом увеличении размеров штампа кри­ вая вдавливания превращается в кривую сжимаемости, и предел

несущей

способности рпр-*~°°.

Это

вполне объяснимо, так

как

 

 

_

с

беспредельным

повышением

 

 

Р

опорной

площади

возможность

 

 

 

боковых

деформаций и

разви­

 

 

 

тие

 

значительных

сдвигов

 

 

 

исключается. Наоборот,

умень-

 

 

- • ^ ^ ^

шение размеров штампа сни-

 

 

S 'C^"V"

жает

предел

несущей

опособ-

 

о I-?

вг>о\ в}г\

н о

с т и

 

грунта,

который

при

п

о

6->-0

 

становится минимальным.

Рис. 2.17. Зависимость предела несу-

 

 

^.

 

 

 

опре-

щей

способности от опорной пло-

 

 

Экспериментальные

 

 

щади.

деления

несущей

способности

 

 

 

торфяных

грунтов

показали,

что они обладают аномальными свойствами по сравнению с ми­ неральными. Исследованиями С. С. Корчунова установлено, что несущая способность торфяной залежи зависит не только от вида

торфа « его физико-механических свойств, но

также от

размеров

и формы штампа. При этом с повышением

площади

опорной

поверхности несущая способность торфа уменьшается, увеличе­ ние же периметра штампа при прочих равных условиях приводит к росту предела несущей способности (табл. 2.9).

Влияние формы и размеров штампа на несущую способ­ ность торфяной залежи можно объяснить различным характе­ ром разрушения торфяных грунтов по сравнению с минераль-

70


Т а б л .

2.9.

Зависимость

предела

несущей

способности торфа

 

от

периметра штампа (по

С. С. Корчунову)

Отношение

сторон

Периметр, см

Предел несущей способ­

ности, кг/см2

Круглый

 

112

 

0,7

1 : 1

 

 

126

 

0,74

1 : 2

 

 

134

 

0,88

1:4

 

 

158

 

0,86

1:8

 

 

202

 

0,87

П р и м е ч а н и е .

Площадь штампа 1000

си2 ,

торф

низинный, оссково-топяной, сте­

пень разложения 30%.

ными. Как уже отмечалось выше, торф разрушается без выпо­ ра, в виде среза по периметру штампа и сжатия под опорной подошвой.

' Предел несущей способности торфяной залежи определяет­ ся из выражения

 

 

р

0 + В 0 ~F ^ ,

(2.27)

где А0

коэффициент,

учитывающий сопротивление

торфа

 

 

сжатию;

 

 

В0

сопротивление срезу по периметру;

 

П

периметр штампа;

 

F

площадь штампа.

 

 

Коэффициенты

Ай И 5 0

для некоторых

видов

торфяников

приведены в табл. 2.10.

 

 

 

 

 

 

Т а б л . 2.10. Расчетные коэффициенты для

определения

предела

 

насущей способности (по С. С. Корчунову)

 

 

 

Вид торфяной залежи

Степень раз­

Влажность,

% |

Л 0 , кг'см2

Ва, кг/см2

 

ложения, %

Осоковая

4 5 - 50

455

 

0,19

 

4,75

Гшгаовая низинная

го

1000

 

0,324

 

8,1

То

же

2 5 - 30

566

 

0,376

 

9,42

То

же

25

1000

 

0,358

 

8,95

Осоковая

30

455-- 5 2 5

 

0,464

 

6,62

То

же

30

730

 

0,182

 

4,56

Древесно-тростниковая

3 5 - 45

354-- 4 0 0

 

0,88

/

4,95

Сосново-пушицевая

4 0 - 60

525-- 5 6 6

 

0,315

 

6,64

Древесно-осоковая

3 5 - 40

455-- 5 2 5

 

0,51

'

6,1

Медиум-залежь

2 5 - 35

810-- 1000

 

0,249

 

6,89

Осоково-тростниковая*

3 0 - 40

480-- 7 1 0

 

0,64

 

2,4

То

же*

3 5 - 40

490-- 7 1 0

 

0,8

 

1,37

Тростниковая*

3 5 - 40

250-- 6 1 5

 

0,58

 

4,16

Древесно-осоковая*

3 5 - 45

290-- 1000

 

0,65

 

3,6

* По д&нным П. А. Дрозда.


Исследования показали, что для вычисления предела несу­ щей способности торфяных грунтов можно пользоваться форму­ лами, полученными по теории предельного равновесия, в част­ ности

Р п Р = ctgcp

1

+ sin ф

1

+ sin ф

.

1

— sin ф

1

— sin ф

 

 

(2.28)

 

 

 

 

 

где ф — угол внутреннего

трения;

 

 

слл — длительное сцепление, определенное

методом

вдавли­

вания сферического штампа.

 

 

Т а б л . 2.11. Предел

несущей способности

торфов

 

Торф

Степень разло­

жения, %

Сосново-пушицевый 50 Осоково-тростниковый 35 Древесно-тростниковый 35

Влажность, %

658

600

732

Предел несущей способ­ ности, кг/см*

плоский штамп

по формуле

(2.28)

сл

0,41

ООО СО 00

0,78

0,82

Как видно, в уравнение (2.28) не входит отношение пери­ метра к площади штампа, от которых зависит предел несущей способности. Однако результаты определения рпр показывают (табл. 2.11), что расхождение между данными, полученными ме­ тодами сферического и плоского штампов, достаточно удовлет­ ворительны. Это дает основание рекомендовать метод шарового штампа для приближенной оценки несущей способности торфя­ ной залежи, учитывая, что определение с д л сферическим штам­ пом сокращает сроки испытаний и менее трудоемко, чем опреде­ ление р п р плоскими штампами.