28. Чим обумовлена стисливість грунтів? За рахунок чого відбувається стиснення повністю водонасичених грунтів?
Стисливість грунтів обумовлюється зміною їх пористості внаслідок перепакування частинок, ползучестью водних оболонок, витісненням води з пор грунту. Стиснення повністю водонасичених грунтів можливо тільки за умови витіснення води з пор грунту.
29. Для чого служить одометр (компресійний прилад)?
Одометр - прилад, службовець для визначення стисливості грунту. Деформації в одометрі можливі тільки у вертикальному напрямку, горизонтальні деформації відсутні. Вертикальне напруження змінюється ступенями і є відомим, бічні напруги реактивні і залишаються невідомими. Деформації вимірюються в залежності від зусиль прикладених на штамп ступенями до стабілізації осідання.
30. У яких координатах зображується компресійна крива? Який вигляд має залежність між осіданням штампа одометра і викликає її навантаженням?
Компресійна крива зображується в координатах: коефіцієнт пористості е - тиск P, МПа, Для повністю водонасичених глинистих ґрунтів вона може бути представлена в координатах: вологість W - тиск P, МПа. (Але в цьому випадку практично неможливо фіксувати величину вологості на різних щаблях навантаження) залежність опади штампа S, мм, від навантаження P, МПа, так само може вважатися компресійної кривої.
31. Як записується закон стисливості (або закон ущільнення) в диференціальної і разностной формах?
Закон стисливості (або закон ущільнення) в диференціальної формі має вигляд:
де е коефіцієнт пористості, р- тиск, a - коефіцієнт стисливості, МПа -1. Знак мінус перед a викликаний тим, що при збільшенні тиску коефіцієнт пористості зменшується.
Отримане співвідношення має особливе значення в механіці грунтів і кладеться в основу встановлення ряду її фундаментальних положень: принципу лінійної деформованості, принципу гідроёмкості, диференціального рівняння консолідації та ін. І називається законом ущільнення грунтів.
У разностной формі цей закон записується в наступному вигляді:
і формулюється так: нескінченно мала зміна відносного обсягу пір грунту прямо пропорційно нескінченно малому зміни тиску.
32. Закон Гука в головних нормальних напруг. Скільки незалежних характеристик стисливості ви знаєте?
Закон Гуказапісивается в наступному вигляді:
Оскільки осі х, у і z збігаються з головними осями, дотичні напруження уздовж них дорівнюють нулю, тобто Незалежних характеристик стискання-емости (деформируемости) для ізотропного ґрунту дві: 1) модуль загальної (пружною і залишкової) деформаціі- Е0. МПа і 2) коефіцієнт Пуассона- μ0.
33. Що називається коефіцієнтом Пуассона?
Коефіцієнтом Пуассона називається відношення відносних деформацій поперечної # 949; x до поздовжньої # 949; y взяте з протилежним знаком, в разі, якщо діють тільки вертикальні напруги # 963; z (напруги # 963; х і # 963; у в цьому випадку відсутні).
34.Что називається коефіцієнтом бічного тиску грунту, від чого він залежить і як пов'язаний з коефіцієнтом Пуаасона?
Коефіцієнтом бічного тиску грунту # 958; називається відношення приросту бічного тиску # 916; # 963; x (або # 916; # 963; y) до пріращеніювертікального тиску # 916; # 963; z. при обов'язковому відсутності бічних деформацій (# 949; x = # 949; y = 0), тобто
Бічний тиск в цьому випадку є реактивним. Прикладом може служити грунт, обжимаються в одометрі (компрессионном приладі). Коефіцієнт бокового тиску залежить від виду грунту, його щільності і вологості. З коефіцієнтом Пуассона він пов'язаний наступною залежністю:
Він змінюється в межах від 0 до 1.
35 Закон Дарсі. Яка розмірність коефіцієнта фільтрації? Від чого він залежить? Що таке початковий градієнт фільтрації?
Закон Дарсі записується так:
тобто, швидкість фільтрації ґрунтових вод прямо-пропорційна градієнту напору I і деякому коефіцієнту характеризує водопроникність грунту, т.е.коеффіціенту фільтрації кф. Коефіцієнт фільтрації залежить від виду грунту, розміру його пір (тобто від лінійного розміру пір, але не пористості), від температури рідини (змінюється її в'язкість).
Початковий градієнт фільтрації - величина градієнта фільтрації в глинистих ґрунтах, при якому починається практично відчутна фільтрація. Закон Дарсі з урахуванням початкового градієнта фільтрації виражається наступним чином:
36. Закон Кулона. Що називається кутом внутрішнього тертя?
Під дією зовнішнього навантаження в окремих точках (областях) грунту ефективні напруги можуть перевершити внутрішні зв'язки між частинками грунту, при цьому виникнуть ковзання (зрушення), і міцність грунту може бути перевершена.
Внутрішнім опором частини в пісках буде лише тертя, а в глинах (зв'язкових грунтах) плюс в'язкі, водно-колоїдні зв'язку. Розділити ці опору не представляється можливим.
Закон Кулона (1773г.) Має наступний вигляд:
а формулюється: граничний опір грунтів зрушенню прямо пропорційно нормальному тиску.
# 966; -кут внутрішнього тертя - параметр лінійного графіка зрізу зразка грунту;
tg # 966; - коефіцієнт внутрішнього тертя; c - питоме зчеплення.
Результати випробування глинистого грунту прямим зрізом.
37. Від чого залежить кут внутрішнього тертя піску? Що таке кут природного укосу і чи збігається він з кутом внутрішнього тертя?
Кут внутрішнього тертя залежить від крупності і мінералогічного складу піску, від його пористості і в значно меншій мірі від вологості (часто від вологості зовсім не залежить). Кут внутрішнього тертя не збігається за своєю величиною з кутом природного укосу, іменованого іноді кутом "зовнішнього тертя". Кут природного укосу вологого піску може бути більше кута внутрішнього тертя, так як в цьому випадку діють капілярні сили, які утримують укіс від руйнування.
38. Чим викликано опір зрізу зв'язного грунту (глинистого грунту)?
Опір зрізу зв'язкового глинистого грунту характеризується междучастічнимі зв'язками - пластичними водно-колоїдними і крихкими цементаційна зв'язками.
39. Що таке відкрита і закрита системи випробувань глинистого грунту?
При відкритій системі вода має можливість під дією передається на неї тиску виходити з пір грунту назовні, тобто фільтрувати. При закритій системі вода не має можливості виходити з грунту, тобто вода повністю залишається в порах грунту і не переміщається.
40. Що таке повне, ефективне і нейтральне тиску? Що називається гідростатичним і поровим тисками?
Повний тиск - це все тиск, що припадає на даний майданчик. Ефективне тиск - це частина повного тиску, що сприймається мінеральним скелетом грунту.
Нейтральне тиск - тиск, сприймається водою. Таким чином, ефективне і нейтральне тиску складають повний тиск. Гідростатичний і порових тиску складають в сумі тиск в воді, тобто нейтральне тиск. Гідростатичний тиск - це тиск, який встановиться в воді, коли повністю зникне надлишкове по відношенню до нього тиск, тобто поровое тиск.
Ефективним тиск на скелет грунту називається тому, що воно підвищує опір грунту зрізу.
41. Яке мінімальне число дослідів для визначення кута внутрішнього тертя # 966; і питомого зчеплення с?
Оскільки невідомих дві величини, то і мінімальне число дослідів - два (потім вирішуються два рівняння з двома невідомий-ними). Для незв'язного грунту, у якого з = 0, мінімально воз-можения один досвід, за допомогою якого встановлюється величина кута внутрішнього тертя # 966; . Це і є мінімальна кількість дослідів, але виключає можливість статистичної обробки результатів.
42. Які методи визначення характеристик міцності грунтів в польових умовах ви знаєте?
У польових умовах в основному поширені такі методи випробувань: 1) зрушення штампа, прібетонірованного до грунту; 2) зріз цілика, поміщеного в обойму і навантаженого зверху навантаженням; 3) випробування крильчаткою; 4) зондування за допомогою конуса.
При зсуві штампа він зазвичай прібетоніруется до основи і частина цементного розчину затікає в грунт, забезпечуючи контактна зчеплення. Зрушення цілини по суті відтворює зрізний прилад. Навантаження зверху і зсувні зусилля створюються домкратами, що впираються в вертикальний портал і в завзятий масив. Про випробування крильчаткою і зондуванням см.вопрос 43.
43. Що таке крильчатка і яку характеристику міцності можна отримати з її допомогою?
Крильчатка є дві однакові прямокутні взаємно
перпендикулярні, розташовані у вертикальній площині пластинки, насаджені на вертикальну вісь (див. рис.). До цієї осі приклад-
дивать крутний момент М і вимірюється його гранична величина. за
крутним моментом обчислюється опір зрушенню глинистого грунту # 964; s. маючи на увазі, що # 964; s визначається зчепленням грунту (тертя не враховується, тому результати більш надійні для грунтів з відносно малим кутом внутрішнього тертя і при малих глибинах випробувань, де тиск від власної ваги грунту невелика).
При розрахунках приймають зазвичай, що отримується з лопатевим випробувань опір зрушенню # 964; s приблизно дорівнює загальному зчепленню грунту, тобто # 964; s ≈ с.
44. Принцип лінійної деформованості? Яка залежність між загальними деформаціями і напруженнями?
При не дуже великих змінах зовнішніх тисків (1-3кгс / см 2), а для щільних і твердих (5-7кгс / см 2) з достатньою для практичних цілей точністю залежність між деформаціями # 949; і напруженнями # 963; може прийматися лінійної. Це значно спрощує розрахунки і не вносить в них недопустимих погрешностей.Как показано проф. Н.М.Герсевановим (1931), якщо залежність між загальними деформаціями і напруженнями лінійна. то для визначення напружень в грунтах повністю будуть застосовні рішення теорії пружності.
Викладене дозволяє сформулювати принцип лінійної деформованості:
-при невеликих змінах тисків, грунти можна розглядати як лінійно деформуються тіла.