Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 23.10.2024

Просмотров: 109

Скачиваний: 0

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

Следовательно:

 

 

 

 

р

к

«

 

 

 

 

 

 

( 1 0 2 )

 

 

 

 

^

 

 

 

 

 

 

 

Если

это так, то

на

основании формулы (100)

 

 

 

 

либо

 

 

 

а <

 

и

 

 

 

 

 

(103)

 

 

 

а

 

 

и .

 

 

 

 

 

(1 0 4 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Последнее соотношение устанавливает,

что

и.

 

есть

вели­

чина отвлеченная и универсальная, т. е. не зависящая

 

 

от

единиц,

в которых выражаются а

и

Рк .

Таким образом,

пользуясь вместо

Р0

величиной

Рк

,

легко

 

вычислить

верхний предел коэффициента уплотнения, который

 

 

имеет

практическое значение, ибо им определяется

 

максимально

возможное значение деформаций грунта. Построив на

основа­

нии формулы (1 0 4 )

график зависимости

Ü - f

(

Р*

),

 

не­

трудно убедиться, что все экспериментальные точки

должны

расположиться в плоскости, ограниченной осями

координат

и

ветвью гиперболы:

 

а Р^ = и .

 

 

 

 

 

(1 0 5 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Для подтверждения указанных соображений проф.

Покров­

ский использовал большой экспериментальный материал.

Как

видно из графика (рис.

8 5 ),

эксперименты подтверждают вы­

воды проф. Покровского о характере связи между

величина­

ми

д и

Рк .

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рк

Далее проф. Покровский предлагает заменить

величину

(которая также должна определяться экспериментально)

дав­

лением на скелет вышележащих слоев грунта..

 

 

Основанием

для

этого предложения

может служить то, что в

 

 

природе

а

Рис. 85

1 4 6


капиллярное давление вызывается весом грунта, либо выше­

лежащего в данный момент, либо когда-чю

вышележавшего.

Отсюда следует, что уплотнение грунта либо

соответствует

весу вышележащей толщи, либо значительно выше этого веса:

трудно представить себе грунт в естественном залегании неуплотненным, так как в этом случае часть нагрузки долж­ на была бы покоиться на воде, что очень маловероятно.

Таким образом, предполагая самый худший случай, когда вся толща вышележащего грунта водонасыщенна и капилляр­ ное давление отсутствует (т. е. грунт находится во взвешен­

ном состоянии),

можно выразить давление

Р на

 

скелет

от вышележащей толщи

Н так і;

 

 

 

 

 

 

 

 

Р = Н

{

g v

-

1),

 

 

 

где

Stv~ объемный вес

грунта.

 

 

 

 

Согласно

этому:

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

« / / (

g * , -

1).

 

 

(106)

Следовательно, используя формулу (1 0 3 ),

можно написать:

 

 

 

 

 

в » --------------

 

 

(107)

По полученному таким образом соотношению можно

вычис­

лить величину

О. , не прибегая

к лабораторному

экспери­

менту.

Но,

как справедливо отмечает проф.

Покровский, эта

формула может быть применена только в тех случаях,

когда

достаточно

уточнены величина и

и соотношение

(1 0 6 ).

На основании

экспериментального материала проф. Покров­

ский установил, что можно ориентировочно принять

и =0,3

и тогда формула

(1 0 7 )

примет вид:

 

 

 

 

 

 

__ а

 

 

 

 

 

 

(108)

 

 

 

н ( Sw - 1 )

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

В заключение

можно сказать,

что хотя эта формула

не

является точной расчетной, все же для приближенных вычис­

лений она применима. Результаты, получаемые при этих

вы­

числениях, всегда будут с некоторым неизвестным

 

запасом

надежности. Основным в приведенных соображениях

необхо­

димо считать то, что, несмотря на чрезвычайную

сложность,

связь между отдельными характеристиками грунта

все

же

может быть установлена с некоторой степенью точности.

 

Если грунт неоднороден, необходимо давление

от

грунта

суммировать послойно.

 

 

 

1 4 7


6 .

Объемное сжатие скелета грунта

 

В 1 9 3 7 г. для

экспериментальной проверки

известного

принципа Терцаги-Герсеванова "несжимаемости

грунтовой

массы" автором по инициативе проф. Покровского

были

по­

ставлены следующие опыты: водонасыщенная глина (физико­

механические характеристики которой указаны ниже) была

в

специальном приборе подвергнута всестороннему

объемному

сжатию.

 

 

 

Прибор, который при этом применялся, показан на рис. 86 .

В стеклянный сосуд А

вставлялась пробка

ß

и

 

через

нее капиллярная стеклянная трубка

В

длиной

50

см.

На

конце трубки укреплялся

резиновый

шланг

Г

с

воронкой Д

на конце. При проведении опыта сосуд

А заполнялся

иссле­

дуемым грунтом и водой так, чтобы часть

трубки В (прибли­

зительно половина) тркже была наполнена водой;

 

другая

часть трубки и резиновый шланг Г

через

воронку

Д

на­

полнялись ртутью.

 

 

 

 

 

 

 

 


Перемещением воронки

JX с ртутью

вверх и вниз

вдоль

шкалы

Е

создавалось соответственно

либо

отрицатель­

ное, либо положительное давление (в системе вода

+ каркас).

Получавшиеся при этом деформации фиксировались по

пере­

мещению границы ртути и воды в трубке 3

вдоль

шкалы Е .

Естественно, вначале была произведена тарировка

прибора,

т. е. прибор был наполнен дистиллированной водой,

 

после

чего воронка перемещалась вверх и вниз.

 

 

 

 

С этим прибором, было проведено два рода опытов:

 

 

1) опыты с грунтовой массой без кипячения, т. е.

 

без

удаления воздуха или газа, могущего быть растворенным

в

воде;

 

 

 

 

 

 

 

 

2) опыты с грунтовой

массой после предварительного

 

8 -

10-часового кипячения грунта в воде.

 

 

 

 

 

Получившиеся при этом результаты приведены на рис.

 

87,

где по оси ординат отложено перемещение границы воды

со

ртутью (т. е. объемное сжатие или расширение), а по

 

оси

абсцисс

-

отрицательное

и положительное давление

в кГ/см^.

Линиям

а

во всех случаях соответствуют объемное сжатие

и расширение прибора

(результаты тарировки).

Линии

Ь

это

средние кривые начального сжатия, а линии

С -

сред­

ние

кривые повторного

сжатия.

 

 

Анализируя эти кривые, можно сделать следующие выводы.

1 4 9