Téma M.2. Stlačitelnost půdy. Pevnost půdy. Filtrační vlastnosti zemin.

M.2.1. Pevná prstencová klec o vnitřním průměru 70 mm, tloušťce stěny 2 mm a výšce 30 mm je vyplněna zeminou, jejíž Poissonův poměr je 0,40. Určete obručová napětí v tuhé kleci, pokud na volné povrchy zeminy působí vyvážený tlak 300 kPa.

Pro vyřešení problému je nutné vypočítat boční tlak v zemině, tzn. napětí v zemině působící v rovině prstence, σ x a σ y. Pro podmínky stlačení půdy bude koeficient bočního tlaku roven

ξ = ν / (1 – ν) = 0,4 / (1 – 0,4) = 2/3.

Napětí v zemině působící v rovině prstence se budou rovnat

σ x = σ y = ξ σ z = 2/3 300 = 200 kPa.

Napětí prstence v tuhé kleci se určují z podmínky rovnováhy průmětů sil na vodorovnou osu ve svislém řezu prstencem protaženým jeho průměrem

2 σ r δ h = σ x D h .

Z výše uvedené rovnice rovnováhy určíme smyčková napětí

σ r = ( σ x D )/(2 δ) = (200 0,07)/ (2 0,002) = 3500 kPa = 3,5 MPa.

M.2.2. Axiální deformace zeminy v utlačovacím zařízení při tlaku 300 kPa je 0,005. Určete modul deformace zeminy, je-li její Poissonův poměr 0,4.

Axiální deformace při stlačení zeminy se vypočítá pomocí vzorce

kde β je koeficient typu napěťového stavu

Ze vzorce pro stanovení osové deformace určíme modul deformace zeminy

E = βσ z / ε z = 0,467 300/0,005 = 28020 kPa = 28,02 MPa.

M.2.3. Počáteční koeficient pórovitosti půdy je 1,0. Určete koeficient pórovitosti půdy při jejím nakládání do kompresního zařízení, pokud se počáteční výška vzorku snížila o 10 %.

Z problémových podmínek vyplývá, že axiální deformace vzorku je

ε z,i = ∆ hi / h 0 = 0,1 h 0 / h 0 = 0,1,

kde h 0 je počáteční výška vzorku.

Závislost osové deformace na změnách koeficientu pórovitosti zeminy má tvar

ε z, i = ( e 0 +− ei ), odkud ei = e 0 – ε z,i (1 + e 0 ) = 1 – 0,1 (1 + 1) = 0,8. (1 e 0)

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 2. Strana 101

M.2.4. Hustota půdních částic je 2700 kg/m3, hustota suché půdy je 1350 kg/m3. Jaká je deformace půdy v kompresním zařízení, pokud se počáteční koeficient pórovitosti sníží o 10 %?

Údaje o hustotě půdních částic a hustotě suché půdy umožňují určit počáteční koeficient pórovitosti

e 0 = ( ρ s – ρ d ) / ρ d = (2700 – 1350) / 1350 = 1,0.

Po zatížení bude koeficient pórovitosti

ei = e 0 – 0,1 e 0 = 0,9 e 0 .

Axiální deformace při změně koeficientu pórovitosti zeminy

je určeno vzorcem

M.2.5. Co ukazuje znaménko mínus na pravé straně diferenciální rovnice Terzaghiho zákona zhutnění?

Graf koeficientu pórovitosti půdy versus tlak je klesající funkcí. V tomto ohledu je derivace koeficientu poréznosti vzhledem k tlaku záporná hodnota. Znaménko mínus tedy znamená, že zvýšení tlaku odpovídá snížení koeficientu pórovitosti.

M.2.6. Hustota půdních částic je 2700 kg/m3, hustota suché půdy je 1350 kg/m3. Při zatížení zeminy v kompresním zařízení tlakem 200 kPa se počáteční koeficient pórovitosti snížil o 10 %. Určete modul deformace zeminy při ν =0,4.

Určete počáteční koeficient pórovitosti půdy

e 0 = ( ρ s – ρ d ) / ρ d = (2700 – 1350) / 1350 = 1,0.

Po zatížení bude koeficient pórovitosti

ei = e 0 – 0,1 e 0 = 0,9 e 0 .

Axiální deformace při změně koeficientu pórovitosti zeminy

kompresní komprese s přihlédnutím k tomu, že ν = 0,4

Modul deformace zeminy je určen vzorcem

E = βσz / ε z = 0,467 200 / 0,05 = 1868 kPa = 1,87 MPa.

M.2.7. Koeficient stlačitelnosti zeminy je 0,0005 m 2 /kN. Poissonův poměr půdy je 0,4. Určete modul deformace zeminy,

jestliže: a) eo = 0; b) eo = 1,0; c) eo = 0.

Koeficienty relativní stlačitelnosti zeminy vypočítáme pomocí vzorce

mv = m 0 / (1 + e 0 ):

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 2. Strana 102

a) mv = 0,0005 / (1 + 1) = 0,00025; b) mv = 0,0005 / (1 + 0,5) = 0,00033; c) mv = 0,0005 / (1 + 0,8) = 0,00028.

Koeficient typu napjatosti při tlaku vypočítáme s přihlédnutím k tomu, že ν = 0,4

Moduly deformace zeminy vypočítáme pomocí vzorce E = β / mv:

a) E = 0,467 / 0,00025 = 1868 kPa;

ČTĚTE VÍCE
Které topidlo je lepší, karbonové nebo keramické?

b) E = 0,467 / 0,00033 = 1415 kPa;

c) E = 0,467 / 0,00028 = 1668 kPa.

M.2.8. Jaký je modul deformace zeminy s ν = 0,3, jestliže při zatížení kulatého razidla o ploše 5000 cm 2 rovné 150 kN bylo sedání razníku 1 cm?

Tah kulaté tuhé matrice je určen Schleicherovým vzorcem

Určete průměr matrice d =

4 0,5 / 3,14 = 0,8 m.

Ze Schleicherova vzorce vypočítáme modul deformace zeminy

M.2.9. Modul deformace zeminy E, stanovený v lisovacím zařízení při e 0 = 0,8, byl 2,5 MPa. Při zohlednění Agishevova korekčního faktoru je hodnota E 0 pro přírodní půdu 10 MPa. Jak se může změnit hodnota E 0 pro přirozenou zeminu, pokud se získá uvedená hodnota E v kompresním zařízení: a) s e 0 = 1,0; b) při e0 = 0,5?

Jak vyplývá z podmínek úlohy, Agishevův koeficient pro e 0 =0,8 je roven

mk = Eo/E = 0/10 = 2,5.

Je známo, že Agishevův koeficient má nejmenší hodnotu pro volné půdy a nejvyšší hodnotu pro husté půdy. To znamená

a) pro e 0 = 1,0 Î E 0 < 10 MPa; b) když e 0 = 0,5 Î E 0 >10 MPa.

M.2.10. Vzorek půdy se testuje ve stabilometru při konstantním bočním tlaku 50 kPa. Pevnostní charakteristiky zeminy jsou: c = 20 kPa; ϕ = 20°. Při jakém vertikálním tlaku dojde k porušení zeminy?

Vertikální tlak bude v tomto experimentu velkým hlavním napětím. K jejímu určení používáme Coulombův–Mohrův zákon pevnosti půdy, zapsaný ve formě výrazu

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 2. Strana 103

Řešení této rovnice pro větší hlavní napětí máme

σ 1 = ( σ 2 + c ctg ϕ ) tan 2 (45 °+ϕ / 2) − c ctg ϕ =

= (50 + 20 ctg 20 °) tan 2 (45 ° + 20 ° / 2) – 20 ctg 20 ° = 159,2 kPa.

K destrukci vzorku půdy ve stabilometru tedy dojde při vertikálním tlaku 159,2 kPa.

M.2.11. Vzorek zeminy se testuje ve stabilometru při konstantním poměru hlavních napětí. Pevnostní charakteristiky zeminy: c=50 kPa; cp = 16°. Je možné zničit vzorek při jakémkoli poměru hlavních napětí? Určete minimální poměr většího hlavního napětí k menšímu hlavnímu napětí, při kterém bude vzorek zeminy zničen během zatížení.

K vyřešení problému používáme Coulombův–Mohrův zákon pevnosti půdy, zapsaný ve formě výrazu

+ c ctg ϕ = tan 2 (45 °+ ϕ ) .

Vezměme k = σ 1 / σ 2 . Pak budeme mít

k + c postýlka ϕ / σ 2

1 + c postýlka ϕ / σ 2

Protože během zatěžování může namáhání nabývat jakékoli

hodnoty, předpokládáme, že σ 2 → ∞. Potom k = tan 2 (45 ° + ϕ /2).

K selhání vzorku půdy dojde, pokud

k = ai / a1 ≥ tan 2 (2 ° + ϕ /45) = tan 2 (2 ° + 45 ° / 16) = 2.

Tedy kmin = 1,761.

Zkontrolujeme výsledek. Nechť k destrukci vzorku dojde při σ 2 = 100 kPa, pak σ 1 = k 100 kPa. Tato data dosadíme do Coulomb-Mohrovy pevnostní rovnice a určíme k:

k = [100 1,761 + 174,371 (1,761 – 1)] / 100 = 1,761 + 1,327 = 3,088.

Z provedené kontroly vyplývá, že k = 3,088 > k min = 1,761. Pokud v dokončené kontrole dáme σ 2 = 1000 kPa, pak

k = [1000 1,761 + 174,371 (1,761 – 1)] / 1000 = 1,761 + 0,133 = 1,894.

Minimální hodnota k = k min je tedy realizována s neomezeným nárůstem průměrného tlaku v zemině.

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 2. Strana 104

M.2.12. Vzorek půdy se testuje ve stabilometru. Pevnostní charakteristiky zeminy: c=50 kPa; cp = 16°. Poměr většího hlavního napětí k menšímu je 3. Určete σ 1 odpovídající porušení vzorku.

K vyřešení problému používáme Coulombův zákon pevnosti půdy –

Mora, psáno jako výraz

Vezměme k = σ 1 / σ 2 . Pak budeme mít

= tan 2 (45 °+ ϕ), odkud

50 ctg 16 [tg 2 (45 + 16 / 2) − 1]

k − tan 2 (45 +ϕ / 2)

Destrukce vzorku odpovídá σ 1 = 3 107,1 = 321,3 kPa.

M.2.13. Vzorek půdy se testuje ve stabilometru. Pevnostní charakteristiky zeminy: c=50 kPa; cp = 16°. Poměr většího hlavního napětí k menšímu je 1,5. Určete σ 1 odpovídající porušení vzorku.

K vyřešení problému používáme Coulombův zákon pevnosti půdy –

Mora, psáno jako výraz

Vezměme k = σ 1 / σ 2 . Pak budeme mít:

8)

50 ctg 16 [tg 2 (45 + − 1]

ČTĚTE VÍCE
Jaký je rozdíl mezi startovacím a provozním kondenzátorem?

k − tan 2 (45 +ϕ / 2)

Získaný výsledek ukazuje, že pro danou trajektorii zatížení v kompresní oblasti nelze vzorek půdy zničit, tzn. σ 1 → ∞ .

M.2.14. Fáze napěťově-deformačního stavu zeminy jsou charakterizovány třemi tlaky: 20 kPa; 200 kPa; 600 kPa. Jaké jsou charakteristické tlaky fází napěťově-deformačního stavu zeminy a udávají jejich hodnoty?

Charakteristické tlaky jsou:

– strukturální pevnost zeminy p str. = 20 kPa;

– počáteční kritický tlak zač. r kr. = 200 kPa;

– limit maximálního kritického tlaku. r kr. = 600 kPa.

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 2. Strana 105

M.2.15. Půda je ve fázi zhutnění. Vyjmenujte typ vztahu mezi napětími v zemině a jejími deformacemi: a) při zatížení; b) při vykládce. Jaký je rozdíl mezi modulem deformace zeminy a modulem pružnosti zeminy?

a) Ve fázi zhutňování při zatížení součet pružných (regenerovatelných) a plastických (nevratných) deformací v zemině lineárně závisí na působících napětích. Koeficientem úměrnosti v tomto vztahu je modul deformace zeminy.

b) Při odlehčení závisí elastické deformace lineárně na napětí. Koeficientem úměrnosti v tomto vztahu je modul pružnosti zeminy.

Modul deformace zeminy tedy stanovuje závislost celkových deformací na napětích a modul pružnosti zeminy závislost elastických deformací na napětích.

M.2.16. Povrch zemního toku má sklon 26° 30′. Koeficient filtrace půdy 100 m/den. Určete přibližnou dobu pro naplnění výkopu o šířce 0,5 m vodou, překročení zemního toku a zasypání pod hladinu podzemní vody.

Určíme hydraulický tlakový gradient

I = (N in. – N out.) / L = tg α = tg 26 ° 30′ = 0,5.

Rychlost filtrace q = kf I = 100 0,5 = 50 m/den.

Rychlost filtrace q (m/s) je rychlost průtoku vody póry jednotkovým průřezem za jednotku času.

Tok půdy urazí dráhu rovnající se šířce příkopu v čase t = L / q = 0,5 / 50 = 0,01 dne. = 14,4 min.

Tuto dobu lze považovat za přibližnou dobu naplnění výkopu vodou.

M.2.17. Mohou v půdě probíhat filtrační procesy, pokud a) I = 0,2, I 0 = 0,3; b) I=0,3, Io=0; c) I=0,3, Io=0,5?

Darcyho filtrační zákon se zohledněním počátečního gradientu hydraulického tlaku I 0 zapisujeme jako: q = kf ( I – I 0 ). To znamená, že k filtraci vody v půdě dochází pouze tehdy, když je gradient hydraulického tlaku I větší než počáteční gradient I0. Když to vezmeme v úvahu, dostáváme se k odpovědím:

b) I = I 0, filtrování nemůže nastat;

c) I > I 0, voda se v půdě filtruje.

M.2.18. Jak lze podle hodnoty pórového tlaku určit dokončení filtrační konsolidace zeminy, jestliže počáteční gradient hydraulického tlaku I 0 =0?

V každém okamžiku tlak na zemi

kde pz je tlak v půdním skeletu (efektivní tlak); pw – tlak v pórové vodě (neutrální tlak).

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 2. Strana 106

Po dokončení filtrační konsolidace je tlak v půdě zcela absorbován její kostrou, tzn. p = pz. Z toho vyplývá, že pw = 0. Znakem dokončení filtrace je tedy nulový tlak v pórech.

M.2.19. Může být modul deformace zeminy a) menší než modul pružnosti; b) vyšší modul pružnosti; c) rovna modulu pružnosti?

Modul deformace zeminy je koeficient úměrnosti mezi napětím a celkovou deformací zeminy, který se rovná součtu elastické a plastické deformace:

σ = ( ε e + ε p ) E .

Modul pružnosti zeminy je koeficient úměrnosti mezi napětím a elastickou deformací zeminy:

Z výše uvedených vztahů vyplývá, že

( ε e + ε p ) E = ε e Ee a Ee ≥ E .

Rovnítko v posledním výrazu nastane, pokud je zemina deformována elasticky a její plastická deformace je nulová. Vezmeme-li v úvahu výše uvedené, dojdeme k následujícím odpovědím:

a) modul deformace zeminy může být menší než modul pružnosti; b) modul deformace zeminy nemůže být větší než modul pružnosti; c) modul deformace zeminy se může rovnat modulu pružnosti.

M.2.20. Je možné použít model lineárně deformovatelného média pro výpočet základu zeminy, pokud jsou napětí v zemině větší než strukturální pevnost zeminy a menší než počáteční kritický tlak?

Stav, kdy jsou napětí v zemině větší než konstrukční pevnost a menší než počáteční kritický tlak, se nazývá fáze zhutňování. Pro tuto fázi platí Terzaghiho zákon zhutnění a princip lineární deformovatelnosti, podle kterého celkové deformace zeminy rovnající se součtu elastických a plastických deformací lineárně závisí na napětích. V tomto ohledu lze pro výpočet hmot zeminy ve fázi zhutňování použít model lineárně deformovatelného média.

ČTĚTE VÍCE
Jakou kompozicí lze ošetřit dům ze dřeva zevnitř?

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 3. Strana 107

Téma M.3. Rozložení napětí v zemní hmotě při působení vnějšího zatížení.

M.3.1. Jaké je normálové napětí v místě působení svislé síly na povrch pružného poloprostoru?

V souladu s Boussinesqovým řešením je normálové napětí v pružném poloprostoru při působení koncentrované síly P na jeho povrchu

kde β je úhel sklonu poloměru – vektoru R bodu, ve kterém je určeno napětí σ z, ke svislici.

V místě působení síly P β = 0, cos β = 1, R = 0 a σ z → ∞.

M.3.2. Jaké je normálové napětí na povrchu pružného poloprostoru působením koncentrované vertikální síly?

V souladu s Boussinesqovým řešením je normálové napětí v pružném poloprostoru při působení koncentrované síly P na jeho povrchu

Na ploše poloprostoru β = 90 0 je cos β = 0, R ≠ 0 a σ z = 0.

M.3.3. Dokažte pomocí teorie napjatosti v bodě a Boussinesqovy hypotézy o rovnosti nule napětí na plochách kolmých k tečné rovině k polokouli se středem v místě působení síly, že hlavní vektor napětí na vodorovná plocha σ R ‘ je rovna σ R cos β, kde σ R – vektor normálových napětí na rovině tečné k polokouli, β je úhel sklonu vektoru σ R ke svislici procházející středem polokoule. polokoule.

K vyřešení problému provádíme potřebné grafické konstrukce. a) b) τ

Na Obr. (a) je prezentována polokoule, napětí σ R působící na plochu kolmou k poloměru – vektoru polokoule a napětí σ ‘ R působící na vodorovnou plochu. Úhel mezi oblastmi, na které působí napětí σ R a σ ‘ R, je roven β. V souladu s Boussinesqovou hypotézou jsou napětí v oblasti kolmé k oblasti působení napětí σ R rovna nule. Podle Obr. (a) na Obr. (b) Je sestrojen Mohrův kruh, který odráží stav napětí v bodě na polokouli. Z

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 3. Strana 108

z grafických konstrukcí Mohrovy kružnice vyplývá, že σ ‘ R = σ R cos β . Tento výsledek je platný pouze v případě, že σ n = 0 a τ = 0, jak je znázorněno na Obr. (A). Jinak Mohrova kružnice neprojde počátkem souřadnicové roviny τ – σ a výsledný vzorec nebude platný.

M.3.4. Povrch pružného poloprostoru je zatížen zatížením rozloženým po obdélníku. Dokažte, že svislé napětí v rohovém bodě zatížené plochy v hloubce z se rovná ¼ napětí ve středovém bodě v hloubce z/2.

Svislá napětí v pružném poloprostoru při působení zatížení rozloženého na obdélníku podél svislic procházejících středovým bodem a rohovým bodem zatěžované plochy se vypočtou pomocí vzorců: σ z = α p ; σ zc = α cp , kde

lbz ( l 2 + b 2 + 2 z 2 )

( l 2 + z 2 ) ( b 2 + z 2 ) l 2 + b 2 + z 2

LB z ( L 2 + B 2 + 2 z 2 )

( L 2 + z 2 ) ( B 2 + z 2 ) L 2 + B 2 + z 2

z L 2 + B 2 + z 2

Dosadíme do vzorce pro určení α l = L /2; b = B/2 a z/2 místo z. Ujistíme se, že po transformacích budou výrazy v hranatých závorkách ve vzorcích pro určení α a α с shodně splývat. Z toho vyplývá, že

α c ( z ) = (1/2 π ) ( π /2) α ( z /2) = α ( z /2) /4 a σ zc = α c ( z ) p = ( α ( z /2) /4) p = az/2/4.

M.3.5. Na plochu pružného poloprostoru působí zatížení rozložené po obdélníku o intenzitě 200 kPa. Určete normálové napětí na ploše: a – ve středu zatěžované plochy; b – v rohovém bodě zatěžované plochy.

K řešení úlohy použijeme vzorce uvedené v odpovědi na M.3.4. Analýza výrazů v hranatých závorkách ve vzorcích pro výpočet koeficientů rozložení napětí α a α c při z = 0 vede k následujícím výsledkům: první člen v hranatých závorkách je roven nule; druhý člen je roven arctanu ∞ = π /2. Z toho vyplývá, že α = 1, α с = 1/4. Pak:

a) σ z = α p = 1 200 = 200 kPa; b) σ zc = α cp = (1/4) 200 = 50 kPa.

M.3.6. Na plochu pružného poloprostoru působí zatížení rozložené po obdélníku o intenzitě 300 kPa. Určete normálová napětí na povrchu ve středu: a – pomocí vzorce σ z = α p; b – metoda rohových bodů.

ČTĚTE VÍCE
Jak vyrobit automatické zavlažování pokojových rostlin vlastními rukama?

K řešení úlohy použijeme výsledek získaný v odpovědi na M.3.5: při z = 0 α = 1, α с = 1/4. Poté se dostaneme k možnostem výpočtu:

a) az = α p = 1 300 = 300 kPa;

b) σ z = ∑σ zc,i = p ∑α c,i = 300 (1/4) 4 = 300 kPa.

Zde je zohledněno, že zatížená plocha je při použití metody rohového bodu rozdělena na 4 obdélníky, pro které je centrální bod, ve kterém se počítá napětí σ z, rohový.

Mechanika půdy. Praktické úkoly. Téma č. 3. Strana 109

M.3.7. Určete svislá napětí v pružném poloprostoru podél středové osy v hloubce 1 m od zatížení na povrchu o intenzitě 200 kPa, rozložená na obdélníku o rozměrech stran: a – 2 × 2 m; b – 4 × 4 m.

K řešení úlohy použijeme vzorce uvedené v odpovědi na M.3.4. Vypočteme koeficienty rozložení napětí α:

Deformační charakteristiky zemin jsou vyžadovány při výpočtu základů pro druhou skupinu mezních stavů. Například při stanovení sedání základů dle SP 22.13330.2016 „Základy budov a staveb“. Testování půdy razítkem se také používá ke kontrole kvality zemin, základů a podlah.

Modul deformace nebo, jak se tomu říká v mechanice kontinua, Youngův modul je koeficient úměrnosti vztahu „deformace-napětí“, který navrhl Hooke ve tvaru:

ve kterém každý stejný přírůstek jednoosého napětí σ odpovídá proporcionálnímu nárůstu přetvoření ε.

Zeminy vykazují lineárně elastické chování až do relativně malého zatížení. I při tomto však dochází k zbytkové deformaci v zemině při odlehčení. Proto se má za to, že při zatížení na mez proporcionality platí Hookova lineární závislost také pro zeminy, ale při vysokém zatížení závisí deformace v zeminách nelineárně na napětích. To je důležité zejména při projektování výškových budov, kdy tlak v patě základů může být více než 1000 kPa. Testování vzorků zeminy ve stabilometru umožňuje stanovit tangenciální deformační modul podobný Youngovu modulu. Podobnost deformačního modulu s Youngovým modulem umožňuje použití řešení z teorie pružnosti při výpočtu sedání základů.

Rozdíly mezi modulem pružnosti a modulem deformace

Modul pružnosti je vždy větší než celkový modul deformace. Modul

pružnost se zjišťuje ze zkoušek vzorků zemin při jejich elastickém chování, ke kterému dochází při odlehčení (větev ab), a modul totální deformace, který charakterizuje chování zeminy za přítomnosti pružných i zbytkových deformací, se zjišťuje ze zkoušek podél nakládací větev Oa.

Modul deformace tečny a sečny

Z Hookova zákona vyplývá, že modul deformace (modul pružnosti) je konstantní. Přitom z následujícího obrázku je zřejmé, že tento zákon platí pouze do bodu a vztahu napětí-deformace.

Je-li řez Oa přímý, pak protažením přímky a určením úhlu jejího sklonu získáme tečný modul deformace

Současně lze přes body O a a vést sečnu, která se shoduje s tečnou k počátečnímu úseku křivky deformace zeminy. Úhel sklonu této sečny bude také roven úhlu sklonu tečny. Proto se v počátečním úseku deformační křivky tečný modul Et shoduje se sečným deformačním modulem Es.

Při nízké úrovni deformace (méně než 0,01–0,05 %) jsou hodnoty modulů deformace tečny Et a sečny Es stejné a charakterizují elastické chování zeminy, tzn. Es = Et = E.

Pokud nakreslíte přímku z počátku do bodu c, pak bude sečna k deformační křivce a její sklon bude určovat hodnotu sečného deformačního modulu Es při úrovni napětí σc odpovídající bodu c. Hodnota tohoto modulu se používá při návrhu mělkých základů se zohledněním přídavku na vývoj určitého stupně zbytkové deformace, omezeného hodnotou návrhové únosnosti základové půdy.

Pokud nakreslíte přímku tečnu k bodu c, pak z úhlu jejího sklonu můžete vypočítat tečný modul deformace Et. Pomocí tohoto modulu lze určit přírůstek sedání základů odpovídající přírůstku vnějšího zatížení např. od dalšího přistavěného podlaží budovy.

Pokud nyní vedeme přímku přes body c a b, pak její úhel sklonu nám umožní vypočítat hodnotu modulu pružnosti při nezatížené zemině.

ČTĚTE VÍCE
Jaká je nejmenší velikost klobouku pro novorozence?

Tento modul Ee se používá k výpočtu množství nárůstu dna jámy během jejího vývoje.

Přímka vedená body b a e se používá k určení modulu Er, který charakterizuje opětovné zatížení zeminy po jejím odlehčení. Například zatížení dna hluboké jámy (více než 5 m) hmotností podlah rovnou hmotnosti vytěžené zeminy.

Při cyklickém zatěžování zeminy se po určitém počtu cyklů „zatížení-odlehčení“ začne zemina chovat elasticky, bez zbytkové deformace. V tomto případě je jeho elastické sedání určeno pomocí modulu pružnosti Ec, který se zjistí ze sklonu přímky gf.

Tento modul se používá např. při návrhu železničního štěrku nebo pevných vozovek.

Stanovení modulu deformace metodou komprese v počítadle kilometrů a metodou triaxiální komprese ve stabilometru

Ve stabilometru se modul totální deformace ukazuje několikanásobně větší než kompresní modul celkové deformace. To je vysvětleno různými typy stavů napětí-deformace, které se vyskytují ve vzorcích zeminy při jejich zatížení, jak je vidět z následujícího obrázku.

Zjištěné hodnoty modulů deformace musí být upřesněny s výsledky testování stejné zeminy s razítky.

Stanovení modulu deformace zeminy pomocí razidla

Zkoušky zemin se provádějí za účelem zjištění deformačních charakteristik zemin před návrhem, výstavbou nebo při sledování kvality zhutnění zemin.

Během testů se stanoví:

⦁ Modul deformace E;

⦁ Počáteční poklesový tlak p sl a relativní poklesová deformace základny ε sl ;

Razítkové zkoušky zemin. Metoda zemního razítka.

Provádění zkoušek ražení.

Stručně lze podstatu statického zkoušení základových půd kolky popsat takto:

Kulatá plochá nebo šroubová matrice se nakládá po etapách (krokech) pomocí zvedáku nebo nakládá břemenem (bloky FBS, desky nebo těžká technika: bagr, nákladní automobil atd.). Zatížení při zkouškách ražení se postupně zvyšuje.

V každé fázi se používají měřiče průhybu nebo snímače posunutí k měření deformace základny odpovídající tlaku v této fázi.

Data se zpracují, zanesou do protokolu a vynese se graf závislosti sedání formy na tlaku S = f(P).

Na základě získaných dat je určen modul deformace E, MPa zeminy.

Pro stanovení deformačního modulu je nutné sestrojit graf závislosti sedání razidla na tlaku pod jeho základnou a v lineárním řezu této závislosti zjistit hodnoty přírůstku a sedání tlaku. Modul je určen úhlem sklonu přímky vedené dvěma body deformační křivky, správněji se pak tento modul nazývá sečný deformační modul.

Je třeba mít na paměti, že za začátek lineárního úseku se považuje tlak na zemi rovný tlaku v domácnosti ve zkušební hloubce a konec stejného lineárního úseku se považuje za tlak rovný dodatečnému napětí z vnější zátěž.

Stanovení modulu deformace zeminy pomocí tlakoměru

Nejčastěji používaný balónkový tlakoměr je ten, který navrhl Menard. Samovrtné a kuželové tlakoměry se používají mnohem méně často. Presiometrické zkoušky lze provádět v rozptýlených a skalnatých zeminách, jejichž jednoosá pevnost v tlaku nepřesahuje 10 MPa. Experimenty měří tlak, změnu objemu nebo poloměr pracovní komory. Po zpracování výsledků měření lze zjistit mezní tlak pl a tlakometrický deformační modul Ep, ten je určen pomocí řešení teorie pružnosti nebo smíšené úlohy teorie pružnosti a teorie plasticity o rozpínání válcová dutina. Interpretace výsledků testu závisí na typu tlakoměru.

Tento typ zkoušení má značnou nevýhodu v tom, že pro provedení zkoušek je nutné nejprve vyvrtat vrt o průměru o něco větším, než je průměr tlakoměru. Navíc při vrtání studny dochází ke zničení půdní struktury u stěn. Tyto dva faktory ovlivňují charakter vztahu „změna objemu pracovní komory – tlak“ v podobě vzniku nelineárního vztahu v úseku deformační křivky.

Při určování charakteristik zemin využívá modul přetvoření přímý řez ab.

Hodnota modulu deformace se zjistí z výrazu:

Modul deformace zemin. Stáhněte si brožuru „GeoStamp“ ve formátu PDF

Razítkovací zkoušky. Stáhněte si brožuru „GeoStamp“ ve formátu PDF

Objednejte testy půdy

Všechna práva vyhrazena, 2010-2030

Kopírování informací z tohoto webu je povoleno pouze s odkazem na http://geostamp.ru

Nabídky zveřejněné na této webové stránce nepředstavují veřejnou nabídku.