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

до точки К , а затем становится продолжением

главной

ветви деформации ABKF . Это важно, так как

цикличность

вах грунта, т. е. последующая загрузка за пределами

цикла

порождает такие же силы Р£ , какими они были бы

без

на наблюдается и в случае сдвига

(рис.

1 1 5 ) . Если

взять

образец на пределе текучести и подвергнуть

его

испытанию

на сдвиг при постепенно возрастающем давлении

Р

,

мы

получим точки,

лежащие на прямой

Ob

, проходящей через

начало координат. Эта прямая

называется

г л а в н о й

в е т в ь ю

с д в и г о в .

Если,

аналогично

случаю

сжатия, дойдя,

положим, до точки

т

,

произвести

разгруз­

ку и затем повторную загрузку, то в результате мы

будем

иметь петлю

m a b .

При дальнейшем загружении за

преде­

лами точки ГЛ , т. е.

начиная

с точки

Ь ,

кривая

сдвигов

вновь ляжет на главную ветвь.

Таким образом,

кривая

сдви­

поверхности частиц, замерзают при температуре -7 0 ;

-80°С .

Взгляды лроф. А. Ф. Лебедева, изложенные в

настоящей

главе, оказали большое влияние на формирование

современ­

ных представлений о молекулярных взаимодействиях в

мел­

ла проделана громадная работа П. А.

Ребиндером, Б.

В. Де­

рягиным, Е. М. Сергеевым, М. Н. Гольдштейном, Н. Я.

Дени­

совым, Н. Н. Масловым,

С, В. Нерпиным и другими

советс­

кими учеными. Современное состояние вопроса освещается

в

следующих работах: Л а р и о н о в А. К.

Инженерно—гео­

логическое изучение структуры рыхлых осадочных

пород.

"Недра",

М„ 1968; Н е

р л и н С. В., Ч у д н о в с к и й

А.

Ф.

Физика почвы. "Наука",

М.,

1967;

С е р г е е в

Е.М .,

Г о л о д к о в с к а я

Г. А., 3 и а н г и р

о. в Р .С .,

Оси­

п о в

В.

М , Т р о ф и м о в е . Т.

Грунтоведение.

Изд.

МГУ,

М„

19 7 1 . ( П р и м ,

р е д.).

обязательно присутствовали вода и газ (чаще всего

воздух).

Как известно, при воздействии на такую систему

внешней

нагрузки происходит уменьшение ее объема вначале за

счет

сжатия и дальнейшего растворения свободного газа и

затем

за счет удаления поровой воды.

В двухфазном грунте внешняя нагрузка в первой стадии ее

приложения ложится полностью на воду, заполняющую

поры

скелета, и только тогда, когда эта вода под действием

на­

грузки (точнее разности напоров) станет удаляться

в

места

с меньшей разностью напоров, внешняя нагрузка станет

пе­

рекладываться на скелет, т. е. нейтральное давление

(давле­

ление (давление в скелете) станет возрастать.

Известно,

что только эффективное давление (в

отличие от

нейтрально­

го) способно породить деформации в

дисперсном грунте,

по­

этому деформации будут продолжаться до тех пор, пока

ней­

тральное давление не станет равным нулю (или в

некоторых

случаях равным начальному градиенту), а эффективное

дав­

ление будет равно внешнему или внешнему за вычетом

дав­

ления, порождаемого начальным градиентом. Для

уяснения

процесса сжатия грунтовой массы от действия внешней

на­

грузки приведем следующие рассуждения.

Представим себе, что мы взяли образец дисперсного

грун­

та, находящийся в двухфазном состоянии (скелет-вода),

по—

дно, наложили на поверхность образца жесткий

пористый

штамп площадью

Р

и стали сжимать этот образец

пере­

менной, всеувеличивающейся внешней нагрузкой

Р .

Пусть

этот образец имеет поперечное сечение, равное

1, и высоту,

равную 1 + <£г0

, где

<г0 —коэффициент пористости

си­

стемы.

При приложении внешней нагрузки

р

= ~р~

будет

происходить деформация, и высота образца, равная

h

,

со­

кратится на некоторую величину, равную

dh

.

При

этом

коэффициент пористости приобретет новое значение и

станет

равным величине

а

.

Тогда,

согласно рис.

116,

можно

записать,

что

dh =

d a .

Известно

из предыдущего,

что

деформация в такой системе происходит только за счет

из­

менения ее пористости, и при этом

(как

это

видно

из

рис. 116)

d a

= а 0 -

а:

, а

h

= 1 + <£г0

, т о

отно­

сительная

деформация

~~

и,

следовательно,

модуль сжатия

1+£0

•—£ Л

= -£-

(244)

dh

Зная зависимость между

а

и

не представляет

тру-

да установить зависимость модуля

от внешней

на-

грузки

р .

р

Если отложим по оси абсцисс значение

,

а

по

оси

ординат значение коэффициента пористости

а

,

получим гра­

вается возможным для любого значения

определить соответ­

ствующее значение модуля сжатия

Используя рис.

к

С

Р

PL

Рис.

117

117, можно показать, что, например, для значения

р х

зна­

чение

модуля сжатия

Е0

можно получить,

проведя

хорду

AB

, в этом случае:

а следовательно:

- c t g a ( l + e 0).

Поскольку мы имеем дело с двухфазным грунтом,

у

кото­

рого все поры заполнены водой, то пористость,

естественно,

будет

пропорциональна

весовой влажности

Gw .

Отсюда

следует, что кривую АВС

можно построить путем

опреде­

ления изменения влажности от воздействия

£

ß

и,

казалось

бы, мы можем считать,

что пористость

и влажность

W грунта являются показателями его

деформации и

плотно­

сти. Однако практика показала, что при построении

компрес­

сионных кривых по изменению влажности они часто не

отра­

жают фактической зависимости <Г = /

(

Р

),

так

как в

образце, взятом из массива, где ранее действовала

внешняя

нагрузка, превышающая бытовое давление

PQ ,

могут

возникнуть при его изъятии из массива растягивающие

уси­

лия. В этом случае первые

порции внешней нагрузки, прило­