Efectele dinamice asupra solurilor și structurilor pot fi cauzate de diferite motive:
• tehnologie de construcție
excavați, compactați solul cu vibratoare și buldoexcavatoare);
• condițiile operaționale și tehnologice (transportul terestru și subteran);
• ingineria locală și procesele geologice (rafale, valuri, explozii puternice etc.);
• mișcări tectonice moderne în partea superioară a crustei pământului și care apar pe suprafața sa (cutremure)
Influențele dinamice pot fi subdivizate în mod condiționat ca fiind amiabile. care pot acționa de multe ori pentru un timp relativ lung, sunt puternice. care poate acționa pentru o perioadă scurtă de timp, poate chiar o singură dată (suflare, explozie). Până în momentul acțiunii, eforturile pot fi subdivizate în cele exagerate și care au o durată scurtă de viață.
35. Creepul amortizat
Esențială pentru a practica este stadiul de fluaj abuzat și, în unele cazuri, stadiul de fluaj constant. Curentul progresiv în fundațiile structurilor nu ar trebui în niciun caz să fie permis, deoarece duce la deformări catastrofale ale bazelor.
Există mai multe teorii în fluaj. Aplicarea unei teorii particulare depinde de tipul stării de stres a materialului și de structura acestuia. Experimentele au arătat că teoria fluxului ereditar liniar oferă rezultate satisfăcătoare pentru solurile argiloase. Ecuațiile de bază pentru rezolvarea problemelor din această teorie sunt: 1) ecuația stării de stres-tulpină a solurilor și a solului;
2) ecuația de compresibilitate a apei poroase care conține gaz.
Ecuația stării stresului-tulpină a solurilor sub formă de fluaj amortizat și încărcare unică are forma:
unde: - deformarea instantanee la un moment dat; - inițială
momentul de timp; - deformarea suplimentară acumulată în timpul de la începutul încărcării solului, proporțională cu tensiunea inițială. intervalul de timp al acțiunii sarcinii și o anumită funcție. în funcție de timpul scurs de la momentul respectiv (kernelul de fluaj).
În cazul încărcării continue, formula (6.13) are forma:
Miezul de fluaj pentru solurile dispersate este adesea reprezentat sub forma unei dependențe exponențiale confirmată de experimente:
unde - parametrii de alunecare (coeficientul de corecție a creerului și coeficientul de atenuare a fluajului), determinat experimental.
◊ Determinarea parametrilor miezului exponențial al fluajului
La determinarea parametrilor de fluaj al solurilor argiloase praf, pentru fiecare etapă de încărcare, se determină:
1) coeficientul presiunii inițiale a porilor
unde: - presiunea inițială a apei din pori (presiunea neutră) măsurată imediat după încărcare; - presiunea totală la o anumită etapă de încărcare;
2) coeficientul de compresibilitate relativă a solului într-o stare finală stabilizată pentru o anumită etapă de încărcare (coeficient de compresibilitate relativă finită). definite prin formula:
unde: - sedimentul de sol stabilizat la o anumită etapă de încărcare; - presiunea totală la o anumită etapă de încărcare; - înălțimea stratului de sol de testare pentru o anumită etapă de încărcare.
3) coeficientul de compresibilitate relativă la momentul aplicării sarcinii (coeficientul de compresibilitate relativă primară). determinată prin formula (care rezultă din formula (6.3)):
unde și coeficienții de filtrare și consolidare la începutul sigiliului de compresie (de exemplu, cu gradul de consolidare sau).
Mai mult, ratele relative de depunere ale probei sunt determinate de fluajul solului pentru diferite intervale de timp, iar de-a lungul acestora - valoarea coeficientului de atenuare a fluajului. Pentru aceasta, este reprezentat un grafic (figura 6.8). pe care se determină valoarea:
Aici - rata precipitațiilor; - presiune; - grosimea stratului deformabil.
Fig. 6.8. Determinarea coeficientului de atenuare a fluajului. Apoi se determină coeficientul secundar de compresibilitate relativă (datorită fluajului scheletului solului):
unde este timpul de stabilizare completă a pescajului în stadiul dat al încărcăturii
În cele din urmă, calculați coeficientul kernelului de fluaj:
. (6.20) Deoarece procesul de creep este continuu, este nevoie de câteva zile pentru a determina parametrii de fluaj.
36. Studiile experimentale au arătat că în diferite soluri sedimentul se dezvoltă în moduri diferite. În unele soluri, sedimentul este asociat numai cu procesul de consolidare a filtrării, în altele, consolidarea filtrării și fluajul se dezvoltă în paralel, în timp ce altele - după finalizarea consolidării filtrației, începe să curgă. Procesul de dezvoltare a precipitațiilor în timp depinde în principal de următorii factori:
- caracterul aplicării sarcinii (o singură etapă, mai multe etape).
Prin urmare, la calcularea sedimentului în timp, se folosesc trei modele principale de sol:
1) un sistem de particule cu o singură componentă (sau cvasi-unică);
2) un sistem de particule cu două componente (cvasi-două canale);
3) un sistem de particule cu trei componente (trifazate).
Se utilizează un model cvasi-o fază pentru a determina precipitarea în soluri nisipoase (umede, uscate sau cu apă saturată). Se utilizează un model cvasi-două faze pentru a determina precipitarea în soluri argiloase cu apă argilă. Modelul trifazat este cel mai frecvent utilizat și se utilizează pentru a determina precipitațiile în soluri saturate cu apă (), luând în considerare presiunea inițială a porilor la gradientul inițial de presiune.
◊ Determinarea precipitațiilor pentru un model cvasi-o fază
Se presupune că sedimentul apare numai datorită fluajului scheletului solului, cu condiția ca procesul de consolidare a filtrării să fie complet finalizat. Din moment ce kernelul fluajului (6.15)
reprezintă rata de fluaj a solului sub unitatea de tensiune constantă, creepul va afecta numai în timpul fluxului precipitatului în timp, iar cantitatea totală de nămol trebuie stabilizate au expresia anterioară:
unde este coeficientul de compresibilitate relativă a scheletului de sol pentru fluaj, calculat prin formula:
unde - coeficienții de consolidare primară și secundară a solului.
Deoarece în conformitate cu formula (6.20)
apoi, înlocuind (6.22) în (6.21), obținem expresia pentru precipitarea totală:
În cazul unei sarcini locale, valoarea stratului echivalent ar trebui înlocuită cu valoarea.
38. Studii de caz ale proceselor wave în soluri sub impactul dinamic - privind măsurarea sistemelor de decontare, luând în considerare proprietățile generalizate ale solurilor cu apropierea de natura, permițându-le să descrie matematic. La momentul actual - un model: un mediu extrem de elastic (liniare și neliniare), mediu (HA Rahmatulina) mediu model vâscoelastic (Lyakhov), model neliniar al dilatat (AP Sinitsyn).
Cele mai caracteristice curbe ale schimbărilor în sarcini dinamice în timp, cauzate de funcționarea mașinilor:
încărcări periodice. Armonice: turbo-agregate, rotoare, alte mașini cu piese rotative. Polifrequency: mașini cu mecanisme de conectare a manivelei (compresoare cu piston).
încărcături neperiodice. Impuls - ciocane de fierar. Motorul complex al motorului de laminare.
39. Fenomenele care apar în solurile aflate sub influențe dinamice
Pentru soluri necoezive vrac fenomen caracteristic vibrokompressii, având ca rezultat compactarea vibrațiilor de nisip până la starea de dens, în cazul în care solul nu a fost prigruzhen. În prezența sigiliului nisip prigruzki extern va avea loc numai atunci când au raportat oscilații de accelerație la sol depășind așa-numita critică, densificarea completă de nisip nu este încă atins (Tsytovich, 1973). La un nivel ridicat de efecte dinamice soluri nisipoase saturate cu apă prezintă capacitatea de a lichefierii, însoțită de o pierdere completă a stabilității solului. fenomene similare sunt observate în timpul cutremurelor puternice atunci când relativ construcție rigidă se afunde în sol câțiva metri, de multe ori la role mari.
Solurile argiloase datorate prezenței conectivității sunt mai rezistente la impacturile dinamice decât solurile nisipoase. Totuși, datorită consistenței plastice și curgerii acestor soluri, încărcările dinamice pot cauza distrugerea structurii lor, care trebuie eliminate în proiectare și construcție.
Cu toate acestea, trebuie remarcat faptul că fenomenele observate în timpul puternice nisipuri cutremure de lichefiere și distrugerea structurii solurilor coezive nu poate explica exhaustiv cazurile în care se răsturnă clădiri gazdă rigide după un cutremur poziție aproape orizontală (cutremur în Niigata și Taiwan). Pentru o evaluare satisfăcătoare a stabilității dinamice a clădirilor în plus față de studiul condițiilor de sol ale distrugerii baze în propagarea undelor de plastic în sol trebuie considerate drept condiții de echilibru dinamic al forțelor aplicate fundației în timpul călătoriilor undelor seismice. Soluția acestei probleme arată că, atunci când valul trece pe sub o clădire, ea începe să se clatine, iar în unele zone sub baza, există o creștere bruscă a presiunii de contact (Sinitsyn, 1978). Evident, acest lucru se datorează pierderea completă a capacității purtătoare de baze de sol de clădiri, din care de construcție, inclusiv fundații proiectate ținând cont de cerințele anti-seismice. În acest caz, cele menționate în Sec. 11.1 dinamica calculelor și construcțiilor la sol trebuie efectuate împreună.
Efectele consemnate ale compactării vibraționale a nisipurilor sau chiar diluarea lor sunt observate sub influențe dinamice intense. Cu toate acestea, numeroase observații arată că, chiar și în cazul contuziilor foarte mici, fundamentele clădirilor și structurilor existente pot suferi precipitații pe termen lung, care nu ating nici un milimetru pe an. Această proprietate a solurilor care acumulează deformări microscopice în starea limitată se numește vibro-creep. Astfel, efectele dinamice asupra solurilor determină propagarea valurilor și vibrațiile bazelor și structurilor. Aceste fluctuații pot fi nefavorabile pentru oameni și pentru o serie de procese de producție de înaltă precizie, iar în cazul în care frecvențele vibrațiilor libere și forțate coincid (în condiții de rezonanță), ele reprezintă o amenințare la adresa integrității structurilor. Solurile de bază susceptibile la vibrații pot fi compactate și, în anumite condiții, se pot lichefia, adică își pierd complet stabilitatea.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: