Механика грунтов. Пьянков С.А - 12 стр.

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УлГТУ | Ульяновск

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Рубрика: 

23
Ɍɚɛɥɢɰɚ 2.4
Ʉɥɚɫɫɢɮɢɤɚɰɢɨɧɧɵɟ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɟ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ ɝɪɭɧɬɚ
ɇɚɢɦɟɧɨɜɚɧɢɟ Ɉɛɨɡɧɚɱɟɧɢɟ Ɋɚɡɦɟɪɧɨɫɬɶ Ɏɨɪɦɭɥɚ ɞɥɹ ɜɵɱɢɫɥɟɧɢɹ
ɑɢɫɥɨ ɩɥɚɫɬɢɱɧɨɫɬɢ
I
p
ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚ I
p
= W
L
– W
p
ɉɨɤɚɡɚɬɟɥɶ ɬɟɤɭɱɟɫɬɢ
I
L
ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚ
I
L
= (W – W
p
) / (W
L
– W
p
) =
= (W – W
p
) / I
p
ɋɬɟɩɟɧɶ ɜɥɚɠɧɨɫɬɢ
(ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ
ɜɨɞɨɧɚɫɵɳɟɧɧɨɫɬɢ
)
S
r
ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚ S
r
= V
w
/ V
n
= (ȡ
s
/ ȡ
w
)·(W/e)
ɉɨɥɧɚɹ ɜɥɚɝɨɟɦɤɨɫɬɶ
W
sat
ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚ
W
sat
= (p
w
/ p
s
)·e
(
ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜ
ɭ
ɟɬ S
r
= 1
)
Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɨɬɧɨ-
ɫɢɬɟɥɶɧɨɣ ɩɥɨɬɧɨɫɬɢ
(ɢɧɞɟɤɫ ɩɥɨɬɧɨɫɬɢ)
D
ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚ
D =
minmax
max
ee
ee
,
e
max
– ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɝɪɭɧɬɚ ɜ
max ɪɵɯɥɨɦ ɟɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ; e
min
– ɤɨɷɮ-
ɮɢɰɢɟɧɬ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɝɪɭɧɬɨɜ ɜ min
ɪɵɯɥɨɦ ɟɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ
Ɉɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɚɹ
ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɹ ɩɪɨɫɚ-
ɞɨɱɧɨɫɬɢ
sl
H
ɛɟɡɪɚɡɦɟɪɧɚ
H
sl
np satp
ng
hh
h
,,
,
,
ɝɞɟ
pn
h
,
ɢ
psat
h
,
– ɜɵɫɨɬɚ ɨɛɪɚɡɰɚ ɫɨɨɬ-
ɜɟɬɫɬɜɟɧɧɨ ɩɪɢɪɨɞɧɨɣ ɜɥɚɠɧɨɫɬɢ ɢ ɩɨ-
ɫɥɟ ɟɝɨ ɩɨɥɧɨɝɨ ɜɨɞɨɧɚɫɵɳɟɧɢɹ
(w = w(sat)) ɩɪɢ ɞɚɜɥɟɧɢɢ p, ɪɚɜɧɨɦ
ɜɟɪɬɢɤɚɥɶɧɨɦɭ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɸ ɧɚ ɪɚɫɫɦɚɬ-
ɪɢɜɚɟɦɨɣ ɝɥɭɛɢɧɟ ɨɬ ɜɧɟɲɧɟɣ ɧɚɝɪɭɡɤɢ
ɢ ɫɨɛɫɬɜɟɧɧɨɝɨ ɜɟɫɚ ɝɪɭɧɬɚ
zgzp
p
VV
gn
h
,
– ɜɵɫɨɬɚ ɬɨɝɨ ɠɟ ɨɛ-
ɪɚɡɰɚ ɩɪɢɪɨɞɧɨɣ ɜɥɚɠɧɨɫɬɢ ɩɪɢ
zg
p
V
ɉɪɢɜɟɞɟɧɧɵɟ ɜ ɬɚɛɥɢɰɚɯ ɮɨɪɦɭɥɵ ɞɥɹ ɜɵɱɢɫɥɟɧɢɹ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɯ ɢ ɤɥɚɫɫɢɮɢɤɚɰɢɨɧɧɵɯ
ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɯ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤ ɝɪɭɧɬɚ ɩɨɥɭɱɟɧɵ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɩɪɟɨɛɪɚɡɨɜɚɧɢɹ ɜɵɪɚɠɟɧɢɣ, ɹɜ-
ɥɹɸɳɢɯɫɹ ɨɩɪɟɞɟɥɟɧɢɹɦɢ ɷɬɢɯ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤ:
24
2.3. ɋɬɪɨɢɬɟɥɶɧɚɹ ɤɥɚɫɫɢɮɢɤɚɰɢɹ ɝɪɭɧɬɨɜ ɩɨ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɦ ɫɜɨɣɫɬɜɚɦ
ɉɥɨɬɧɨɫɬɶ – ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɦɚɫɫɵ ɬɜɟɪɞɵɯ ɱɚɫɬɢɰ ɝɪɭɧɬɚ ɤ ɢɯ ɨɛɴɟɦɭ. ɗɬɚ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɚ
ɡɚɜɢɫɢɬ ɬɨɥɶɤɨ ɨɬ ɩɥɨɬɧɨɫɬɢ ɫɥɚɝɚɸɳɢɯ ɝɪɭɧɬ ɦɢɧɟɪɚɥɨɜ. Ʉɪɨɦɟ ɬɨɝɨ, ɪɚɡɥɢɱɚɸɬ ɟɳɟ ɧɟ-
ɫɤɨɥɶɤɨ ɩɨɞɨɛɧɵɯ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤ, ɭɱɢɬɵɜɚɸɳɢɯ ɫɨɞɟɪɠɚɧɢɟ ɜ ɝɪɭɧɬɟ ɜɨɞɵ, ɝɚɡɨɜ ɢ ɬ. ɞ.
(ɨɛɴɟɦɧɚɹ ɦɚɫɫɚ ɫɤɟɥɟɬɚ ɝɪɭɧɬɚ, ɨɛɴɟɦɧɚɹ ɦɚɫɫɚ ɚɛɫɨɥɸɬɧɨ ɫɭɯɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ, ɨɛɴɟɦɧɚɹ ɦɚɫɫɚ
ɜɥɚɠɧɨɣ ɩɨɪɨɞɵ).
ɉɥɨɬɧɨɫɬɶ ɝɪɭɧɬɚ ɨɩɪɟɞɟɥɹɸɬ ɜɡɜɟɲɢɜɚɧɢɟɦ ɱɚɳɟ ɜɫɟɝɨ ɩɨ ɨɛɪɚɡɰɭ, ɜɡɹɬɨɦɭ ɜ ɪɟɠɭ-
ɳɟɟ ɤɨɥɶɰɨ, ɢɧɨɝɞɚ ɩɚɪɚɮɢɧɢɪɨɜɚɧɢɟɦ ɢɥɢ ɞɪɭɝɢɦɢ ɦɟɬɨɞɚɦɢ, ɜɬ. ɱ. ɩɭɬɟɦ ɝɚɦɦɚ-ɤɚɪɨɬɚɠɚ.
ɉɥɨɬɧɨɫɬɶ ɬɜɟɪɞɵɯ ɱɚɫɬɢɰ ɧɚɯɨɞɹɬ ɫ ɩɨɦɨɳɶɸ ɩɢɤɧɨɦɟɬɪɚ. ȼɥɚɠɧɨɫɬɶ ɝɪɭɧɬɚ ɭɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚ-
ɸɬ ɜɡɜɟɲɢɜɚɧɢɟɦ ɨɛɪɚɡɰɚ ɟɫɬɟɫɬɜɟɧɧɨɣ ɜɥɚɠɧɨɫɬɢ ɞɨ ɢ ɩɨɫɥɟ ɜɵɫɭɲɢɜɚɧɢɹ (ɞɨ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ
ɦɚɫɫɵ) ɩɪɢ ɬɟɦɩɟɪɚɬɭɪɟ 105(±2) °ɋ.
ȼɥɚɠɧɨɫɬɶ – ɫɨɞɟɪɠɚɧɢɟ ɜ ɝɪɭɧɬɟ ɬɨɝɨ ɢɥɢ ɢɧɨɝɨ ɤɨɥɢɱɟɫɬɜɚ ɜɨɞɵ.
ȼɥɚɠɧɨɫɬɶ ɝɪɭɧɬɚ ɛɵɜɚɟɬ ɜɟɫɨɜɨɣ ɢ ɨɛɴɟɦɧɨɣ. ȼɟɫɨɜɨɣ ɜɥɚɠɧɨɫɬɶɸ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɨɬɧɨ-
ɲɟɧɢɟ ɜɟɫɚ ɜɨɞɵ ɜ ɨɛɪɚɡɰɟ ɝɪɭɧɬɚ ɤ ɜɟɫɭ ɬɜɟɪɞɵɯ ɱɚɫɬɢɰ ɝɪɭɧɬɚ (ɫɤɟɥɟɬɚ). Ɉɛɴɟɦɧɨɣ ɜɥɚɠ-
ɧɨɫɬɶɸ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɨɛɴɟɦɚ ɜɨɞɵ ɜ ɨɛɪɚɡɰɟ ɝɪɭɧɬɚ ɤ ɨɛɴɟɦɭ, ɡɚɧɢɦɚɟɦɨɦɭ ɬɜɟɪ-
ɞɵɦɢ ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ (ɫɤɟɥɟɬɨɦ ɝɪɭɧɬɚ). Ⱦɥɹ ɨɞɧɨɝɨ ɢ ɬɨɝɨ ɠɟ ɝɪɭɧɬɚ ɜɟɫɨɜɚɹ ɜɥɚɠɧɨɫɬɶ ɦɟɧɶɲɟ,
ɱɟɦ ɟɝɨ ɨɛɴɟɦɧɚɹ ɜɥɚɠɧɨɫɬɶ. ȼɥɚɠɧɨɫɬɶ ɝɪɭɧɬɚ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɛɨɥɶɲɟ ɟɞɢɧɢɰɵ ɢɥɢ 100 % (ɧɚ-
ɩɪɢɦɟɪ ɭ ɢɥɚ, ɬɨɪɮɚ).
Ɋɚɡɞɟɥɟɧɢɟ ɮɢɡɢɱɟɫɤɢɯ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤ ɝɪɭɧɬɚ ɧɚ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɟ ɢ ɤɥɚɫɫɢɮɢɤɚɰɢɨɧɧɵɟ
ɜɟɫɶɦɚ ɭɫɥɨɜɧɨ, ɬɚɤ ɤɚɤ ɢ ɬɟ, ɢ ɞɪɭɝɢɟ ɨɞɧɨɜɪɟɦɟɧɧɨ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɢ ɩɪɨɢɡɜɨɞɧɵɦɢ, ɢ ɤɥɚɫɫɢɮɢ-
ɤɚɰɢɨɧɧɵɦɢ
. ɉɨ ɜɟɥɢɱɢɧɟ ɭɞɟɥɶɧɨɝɨ ɜɟɫɚ ɫɭɯɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ ɦɨɠɧɨ ɞɟɥɚɬɶ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɵɟ ɜɵ-
ɜɨɞɵ ɨ ɩɪɢɝɨɞɧɨɫɬɢ ɞɚɧɧɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ ɞɥɹ ɰɟɥɟɣ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɫɬɜɚ. Ƚɪɭɧɬɵ ɫ ɭɞɟɥɶɧɵɦ ɜɟɫɨɦ ɫɭ-
ɯɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ ɜ ɩɪɟɞɟɥɚɯ 11 – 13 ɤɇ/ɦ
3
, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɧɟɩɪɢɝɨɞɧɵɦɢ ɞɥɹ ɰɟɥɟɣ ɫɬɪɨɢ-
ɬɟɥɶɫɬɜɚ. ɉɪɨɱɧɵɦ ɝɪɭɧɬɚɦ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɟɬ ɭɞɟɥɶɧɵɣ ɜɟɫ ɜ ɫɭɯɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɜ ɩɪɟɞɟɥɚɯ
16 – 18 ɤɇ/ɦ
3
.
ɉɨɪɢɫɬɨɫɬɶ – ɫɭɦɦɚɪɧɵɣ ɨɛɴɟɦ ɜɫɟɯ ɩɨɪ ɜ ɟɞɢɧɢɰɟ ɨɛɴɟɦɚ ɝɪɭɧɬɚ, ɧɟɡɚɜɢɫɢɦɨ ɨɬ ɢɯ
ɜɟɥɢɱɢɧɵ, ɡɚɩɨɥɧɟɧɢɹ ɢ ɯɚɪɚɤɬɟɪɚ ɜɡɚɢɦɨɫɜɹɡɢ. Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɪɚɜɟɧ ɨɬɧɨɲɟɧɢɸ
ɨɛɴɟɦɚ ɩɭɫɬɨɬ ɤ ɨɛɴɟɦɭ ɬɜɟɪɞɨɣ ɮɚɡɵ ɝɪɭɧɬɚ, ɜɵɪɚɠɟɧɧɨɦɭ ɜ ɞɨɥɹɯ ɟɞɢɧɢɰɵ.
Ʉɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɢ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɶ ɩɨɡɜɨɥɹɸɬ ɛɨɥɟɟ ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɪɨɜɚɧɧɨ ɨɰɟɧɢɬɶ
ɩɪɢɝɨɞɧɨɫɬɶ ɝɪɭɧɬɨɜ ɞɥɹ ɰɟɥɟɣ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɫɬɜɚ. ɇɚɩɪɢɦɟɪ, ɩɪɢ ɡɧɚɱɟɧɢɢ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ ɩɨ-
ɪɢɫɬɨɫɬɢ ɛɨɥɶɲɟ ɟɞɢɧɢɰɵ ɝɪɭɧɬɵ, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, ɧɟɩɪɢɝɨɞɧɵ ɞɥɹ ɰɟɥɟɣ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɫɬɜɚ. ɉɪɨɱ-
ɧɵɦ ɝɪɭɧɬɚɦ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬɜɭɸɬ ɡɧɚɱɟɧɢɹ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɨɜ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɜ ɩɪɟɞɟɥɚɯ 0,4–0,6. Ʉɪɨɦɟ
ɷɬɨɝɨ, ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɢ ɩɨɤɚɡɚɬɟɥɶ ɬɟɤɭɱɟɫɬɢ ɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜɯɨɞɧɵɦɢ ɩɚɪɚɦɟɬɪɚɦɢ ɜ
ɧɨɪɦɚɬɢɜɧɵɟ ɬɚɛɥɢɰɵ, ɩɨɡɜɨɥɹɸɳɢɟ ɨɩɪɟɞɟɥɹɬɶ ɞɥɹ ɩɪɟɞɜɚɪɢɬɟɥɶɧɵɯ ɪɚɫɱɟɬɨɜ ɩɪɨɱɧɨɫɬ-
ɧɵɟ ɢ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɨɧɧɵɟ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɢ ɝɪɭɧɬɚ.
ɋɬɟɩɟɧɶɸ ɜɨɞɨɧɚɫɵɳɟɧɢɹ, ɢɥɢ ɫɬɟɩɟɧɶɸ ɜɥɚɠɧɨɫɬɢ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɨɬɧɨɲɟɧɢɟ ɨɛɴɟɦɚ
ɜɨɞɵ ɤ ɨɛɴɟɦɭ ɩɨɪ.
ɉɨ ɫɬɟɩɟɧɢ ɜɥɚɠɧɨɫɬɢ ɤɪɭɩɧɨɨɛɥɨɦɨɱɧɵɟ ɢ ɩɟɫɱɚɧɵɟ ɝɪɭɧɬɵ ɩɨɞɪɚɡɞɟɥɹɸɬɫɹ:
S
r
d 0,5 – ɦɚɥɨɜɥɚɠɧɵɟ, 0,5 S
r
d 0,8 – ɜɥɚɠɧɵɟ, 0,8 S
r
d 1 – ɧɚɫɵɳɟɧɧɵɟ ɜɨɞɨɣ.
Ƚɪɭɧɬɵ ɧɚɡɵɜɚɸɬ ɧɚɫɵɳɟɧɧɵɦɢ ɜɨɞɨɣ ɩɪɢ S
r
> 0,8, ɩɨɬɨɦɭ ɱɬɨ ɨɧɢ ɧɟ ɫɨɞɟɪɠɚɬ ɜɨɡɞɭ-
ɯɚ, ɫɨɨɛɳɚɸɳɟɝɨɫɹ ɫ ɚɬɦɨɫɮɟɪɨɣ. ɉɵɥɟɜɚɬɨ-ɝɥɢɧɢɫɬɵɟ ɝɪɭɧɬɵ (ɧɟ ɥɺɫɫɨɜɵɟ) ɧɢɠɟ ɡɨɧɵ
ɚɷɪɚɰɢɢ ɱɚɳɟ ɜɫɟɝɨ ɢɦɟɸɬ S
r
> 0,8. ȼ ɫɜɹɡɢ ɫ ɷɬɢɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɩɨ ɜɨɞɨɧɚɫɵɳɟɧɧɨɫɬɢ ɢɫɩɨɥɶ-
ɡɭɸɬ ɤɚɤ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɫɬɢɤɭ ɩɪɟɢɦɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨ ɞɥɹ ɩɟɫɱɚɧɵɯ, ɤɪɭɩɧɨɨɛɥɨɦɨɱɢɵɯ ɢ ɥɺɫɫɨɜɵɯ
ɝɪɭɧɬɨɜ.

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