Механика грунтов. Пьянков С.А - 16 стр.

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УлГТУ | Ульяновск

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31
ɂɡ ɝɪɚɮɢɤɚ ɜɢɞɧɨ, ɱɬɨ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɧɟɨɛɪɚɬɢɦɨɟ ɭɩɥɨɬɧɟɧɢɟ ɝɪɭɧɬɚ. ɇɚɫ ɢɧɬɟɪɟɫɭɟɬ ɜ
ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɬɨɥɶɤɨ ɩɪɹɦɚɹ ɜɟɬɜɶ ɤ. ɤ., ɨɛɪɚɬɧɚɹ ɜɟɬɜɶ ɤ. ɤ. – ɜɨɡɦɨɠɧɨɫɬɶ ɩɨɞɧɹɬɢɹ ɞɧɚ, ɩɪɢ
ɝɥɭɛɨɤɢɯ ɤɨɬɥɨɜɚɧɚɯ (ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɟɬɫɹ ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɜ ɝɢɞɪɨɬɟɯɧɢɱɟɫɤɨɦ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɫɬɜɟ).
Ʉɨɦɩɪɟɫɫɢɨɧɧɚɹ ɤɪɢɜɚɹ ɩɨɡɜɨɥɹɟɬ ɫɭɞɢɬɶ ɨ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ ɝɪɭɧɬɚ.
ɂɡɨɛɪɚɡɢɦ ɫɧɨɜɚ ɤɨɦɩɪɟɫɫɢɨɧɧɭɸ ɤɪɢɜɭɸ (ɪɢɫ. 3.3):
Ɋɢɫ. 3.3. Ɉɩɪɟɞɟɥɟɧɢɟ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɚ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ
ɇɚ ɧɟɛɨɥɶɲɨɦ ɭɱɚɫɬɤɟ ɪɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɩɪɢɪɚɳɟɧɢɟ ɧɚɝɪɭɡɤɢ ' Ɋ ɢ ɩɨɥɭɱɢɦ ɫɨɨɬɜɟɬɫɬ-
ɜɭɸɳɟɟ
'
ɟ. Ɂɚɦɟɧɢɦ ɞɭɝɭ ɩɪɹɦɨɣ ɢ ɪɚɫɫɦɨɬɪɢɦ ɭɝɨɥ
D
.
Ɍɚɧɝɟɧɫ ɭɝɥɚ ɧɚɤɥɨɧɚ ɤɚɫɚɬɟɥɶɧɨɣ ɤɨɦɩɪɟɫɫɢɨɧɧɨɣ ɤɪɢɜɨɣ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧ-
ɬɨɦ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ (m
o
), tg
D
= m
ɨ
.
ȿɫɥɢ
m
o
< 0,005 – ɝɪɭɧɬ ɦɚɥɨɫɠɢɦɚɟɦɵɣ,
m
o
= 0,005 ÷ 0,05 – ɝɪɭɧɬ ɫɪɟɞɧɟɫɠɢɦɚɟɦɵɣ,
m
o
> 0,05
>
@
1
Ɇɉɚ
– ɝɪɭɧɬ ɫɢɥɶɧɨɫɠɢɦɚɟɦɵɣ.
Ʉɪɨɦɟ ɷɬɨɝɨ ɢɫɩɨɥɶɡɭɟɬɫɹ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨɣ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ

,
1
0
0
e
m
m
Ȟ
(3.1)
ɝɞɟ e
o
– ɧɚɱɚɥɶɧɵɣ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ [Ɇɉɚ
–1
].
'
ɟ = –tg
D
' Ɋ
(–) ɩɨɤɚɡɵɜɚɟɬ, ɱɬɨ ɫ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟɦ ɧɚɝɪɭɡɤɢ
D
ɭɦɟɧɶɲɚɟɬɫɹ.
D
ɬɚɤɠɟ ɦɨɠɟɬ ɯɚɪɚɤɬɟɪɢɡɨ-
ɜɚɬɶ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɶ.
Ⱦɥɹ ɮɭɧɞɚɦɟɧɬɨɜ ɛɨɥɶɲɢɧɫɬɜɚ ɡɞɚɧɢɣ ɢ ɫɨɨɪɭɠɟɧɢɣ ɯɚɪɚɤɬɟɪɧɨ ɧɟɛɨɥɶɲɨɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ
ɞɚɜɥɟɧɢɣ. ɉɨɷɬɨɦɭ ɞɥɹ ɧɢɯ ɩɪɢɦɟɧɹɸɬ ɡɚɤɨɧ ɭɩɥɨɬɧɟɧɢɹ ɝɪɭɧɬɚ – ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧ-
ɬɚ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ ɩɪɹɦɨ ɩɪɨɩɨɪɰɢɨɧɚɥɶɧɨ ɢɡɦɟɧɟɧɢɸ ɞɚɜɥɟɧɢɹ.
de = –m
o
dP
,
(ɞɢɮɮɟɪɟɧɰɢɚɥɶɧɚɹ ɮɨɪɦɚ)
12
12
PP
ee
m
o
(ɪɚɡɧɨɫɬɧɚɹ ɮɨɪɦɚ). (3.2)
Ɋ
D
P'
ɟ
'
ɟ
32
ɋɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨɣ ɨɫɨɛɟɧɧɨɫɬɶɸ ɩɪɢɪɨɞɧɵɯ
ɝɪɭɧɬɨɜ ɧɟɧɚɪɭɲɟɧɧɨɣ (ɟɫɬɟɫɬɜɟɧɧɨɣ) ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ
ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɧɚɥɢɱɢɟ ɬɚɤ ɧɚɡɵɜɚɟɦɨɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨɣ
ɩɪɨɱɧɨɫɬɢ, ɤɨɬɨɪɚɹ ɩɪɨɹɜɥɹɟɬɫɹ ɩɪɢ ɢɯ ɤɨɦɩɪɟɫɫɢ-
ɨɧɧɵɯ ɢɫɩɵɬɚɧɢɹɯ (ɪɢɫ. 3.4). Ȼɥɚɝɨɞɚɪɹ ɧɚɥɢɱɢɸ
ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɵɯ ɢ, ɜ ɱɚɫɬɧɨɫɬɢ, ɰɟɦɟɧɬɚɰɢɨɧɧɵɯ (ɤɪɢ-
ɫɬɚɥɥɢɡɚɰɢɨɧɧɵɯ) ɫɜɹɡɟɣ ɦɟɠɞɭ ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ ɩɪɢ
ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɦɚɥɵɯ ɧɚɝɪɭɡɤɚɯ ɧɚ ɨɫɧɨɜɧɨɣ ɜɟɬɜɢ
ɤɨɦɩɪɟɫɫɢɨɧɧɨɣ ɤɪɢɜɨɣ ɞɨ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ ı
ɫɬɪ
ɧɚ-
ɛɥɸɞɚɟɬɫɹ ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɝɨɪɢɡɨɧɬɚɥɶɧɵɣ ɭɱɚɫɬɨɤ,
ɬ. ɟ. ɨɬɫɭɬɫɬɜɢɟ ɭɩɥɨɬɧɟɧɢɹ. ɉɪɢ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɹɯ, ɧɟ-
ɫɤɨɥɶɤɨ ɛɨɥɶɲɢɯ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨɣ ɩɪɨɱɧɨɫɬɢ ı
ɫɬɪ
, ɜ
ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɹ ɯɪɭɩɤɢɯ ɫɜɹɡɟɣ ɦɟɠɞɭ
ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ, ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɪɟɡɤɨɟ ɧɚɪɚɫɬɚɧɢɟ
ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ (ɭɦɟɧɶɲɟɧɢɟ ɟ). ȼɟɥɢɱɢɧɚ ı
ɫɬɪ
ɜ
ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ ɝɪɭɧɬɚɯ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɜɟɫɶɦɚ ɦɚɥɨɣ
(0,01...0,05 Ɇɉɚ), ɢ ɩɨɷɬɨɦɭ ɞɥɹ ɬɨɝɨ, ɱɬɨɛɵ ɟɟ
ɨɛɧɚɪɭɠɢɬɶ, ɧɭɠɧɨ ɬɳɚɬɟɥɶɧɨ ɫɨɯɪɚɧɹɬɶ ɫɬɪɭɤ-
ɬɭɪɭ ɨɛɪɚɡɰɚ ɝɪɭɧɬɚ ɢ ɩɪɢɤɥɚɞɵɜɚɬɶ ɧɚɝɪɭɡɤɭ
ɦɚɥɵɦɢ ɫɬɭɩɟɧɹɦɢ ɨɱɟɧɶ ɩɥɚɜɧɨ.
ɇɚɢɛɨɥɟɟ ɹɪɤɨ ɜɥɢɹɧɢɟ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨɣ ɩɪɨɱɧɨ-
ɫɬɢ ɩɪɨɹɜɥɹɟɬɫɹ ɜ ɢɥɢɫɬɵɯ ɝɪɭɧɬɚɯ ɢ ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ
ɨɱɟɧɶ ɜɥɚɠɧɵɯ ɝɥɢɧɚɯ, ɧɚɩɪɢɦɟɪ, ɢɨɥɶɞɢɟɜɵɯ ɝɥɢ-
ɧɚɯ ɢ ɞɪ. ɂɦɟɹ ɨɱɟɧɶ ɪɵɯɥɨɟ ɫɥɨɠɟɧɢɟ ɢ, ɤɚɤ ɫɥɟɞ-
ɫɬɜɢɟ, ɜ ɜɨɞɨɧɚɫɵɳɟɧɧɨɦ ɫɨɫɬɨɹɧɢɢ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɭɸ ɜɥɚɠɧɨɫɬɶ, ɷɬɢ ɝɪɭɧɬɵ ɨɛɥɚɞɚɸɬ ɫɬɪɭɤ-
ɬɭɪɧɨɣ ɩɪɨɱɧɨɫɬɶɸ, ɩɨɫɥɟ ɦɚɥɟɣɲɟɝɨ ɩɪɟɨɞɨɥɟɧɢɹ ɤɨɬɨɪɨɣ ɧɚɱɢɧɚɟɬɫɹ «ɥɚɜɢɧɧɨɟ» ɪɚɡɪɭ-
ɲɟɧɢɟ ɫɜɹɡɟɣ ɦɟɠɞɭ ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ ɢ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨɟ, ɨɛɵɱɧɨ ɤɚɬɚɫɬɪɨɮɢɱɟɫɤɨɟ ɞɥɹ ɜɨɡɜɟɞɟɧɧɵɯ
ɧɚ ɧɢɯ ɫɨɨɪɭɠɟɧɢɣ, ɫɬɪɟɦɥɟɧɢɟ ɤ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨɦɭ ɭɩɥɨɬɧɟɧɢɸ ɜɨɞɨɧɚɫɵɳɟɧɧɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ (ɫɦ.
ɪɢɫ. 3.4, ɤɪɢɜɚɹ 3). ȼ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɷɬɨɝɨ ɪɚɧɟɟ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɩɪɨɱɧɵɣ ɝɪɭɧɬ ɩɟɪɟɯɨɞɢɬ ɩɪɚɤɬɢ-
ɱɟɫɤɢ ɜ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɠɢɞɤɨɫɬɢ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɬɚɤɢɟ ɝɪɭɧɬɵ ɢɧɨɝɞɚ ɨɬɧɨɫɹɬ ɤ ɤɚɬɟɝɨɪɢɢ «ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨ
ɧɟɭɫɬɨɣɱɢɜɵɯ». Ɉɞɧɢɦ ɢɡ ɜɨɡɦɨɠɧɵɯ ɩɭɬɟɣ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɫɬɜɚ ɧɚ ɬɚɤɢɯ ɝɪɭɧɬɚɯ ɹɜɥɹɟɬɫɹ ɦɚɤɫɢ-
ɦɚɥɶɧɨɟ ɫɨɯɪɚɧɟɧɢɟ ɜ ɧɢɯ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ.
ȼɨ ɜɫɟɯ ɫɥɭɱɚɹɯ, ɛɥɚɝɨɞɚɪɹ ɧɚɥɢɱɢɸ ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɵɯ ɫɜɹɡɟɣ, ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɶ ɥɸɛɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ
ɧɟɧɚɪɭɲɟɧɧɨɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ ɦɟɧɶɲɟ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ ɬɚɤɨɝɨ ɠɟ ɝɪɭɧɬɚ ɧɚɪɭɲɟɧɧɨɣ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ
(ɢɦɟɸɳɢɯ ɨɞɢɧɚɤɨɜɵɟ ɧɚɱɚɥɶɧɵɟ ɤɨɷɮɮɢɰɢɟɧɬɵ ɩɨɪɢɫɬɨɫɬɢ) (ɫɦ. ɪɢɫ. 3.4, ɤɪɢɜɵɟ 1 ɢ 2).
ɋɨɩɨɫɬɚɜɥɹɹ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɶ ɝɪɭɧɬɨɜ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɜɢɞɨɜ, ɫɥɟɞɭɟɬ ɫɞɟɥɚɬɶ ɨɛɳɟɟ ɩɪɚɤɬɢɱɟ-
ɫɤɢ ɜɚɠɧɨɟ ɡɚɤɥɸɱɟɧɢɟ ɨɛ ɨɬɧɨɫɢɬɟɥɶɧɨ ɦɚɥɨɣ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ ɧɟɫɜɹɡɧɵɯ ɝɪɭɧɬɨɜ ɢ ɛɨɥɶɲɨɣ
ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ ɫɜɹɡɧɵɯ – ɝɥɢɧɢɫɬɵɯ ɝɪɭɧɬɨɜ ɩɪɢ ɞɟɣɫɬɜɢɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɧɚɝɪɭɡɨɤ. Ɋɵɯɥɵɣ ɩɟ-
ɫɨɤ ɜ ɪɟɡɭɥɶɬɚɬɟ ɞɟɣɫɬɜɢɹ ɜɨɡɦɨɠɧɵɯ ɜ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɧɨɣ ɩɪɚɤɬɢɤɟ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɫɠɢɦɚɸɳɢɯ ɧɚ-
ɩɪɹɠɟɧɢɣ ɧɟɜɨɡɦɨɠɧɨ ɫɭɳɟɫɬɜɟɧɧɨ ɭɩɥɨɬɧɢɬɶ ɢ ɬɟɦ ɛɨɥɟɟ ɞɨɛɢɬɶɫɹ ɩɥɨɬɧɨɝɨ ɫɥɨɠɟɧɢɹ.
ȿɳɟ ɦɟɧɶɲɟ ɭɩɥɨɬɧɹɸɬɫɹ ɩɪɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɧɚɝɪɭɡɤɚɯ ɨɤɚɬɚɧɧɵɟ ɤɪɭɩɧɨɨɛɥɨɦɨɱɧɵɟ ɝɪɭɧɬɵ.
ɗɬɨ ɨɛɴɹɫɧɹɟɬɫɹ «ɠɟɫɬɤɨɫɬɶɸ» ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ ɬɚɤɢɯ ɝɪɭɧɬɨɜ, ɧɚɥɢɱɢɟɦ ɧɟɩɨɫɪɟɞɫɬɜɟɧɧɵɯ ɤɨɧ-
ɬɚɤɬɨɜ ɦɟɠɞɭ ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ ɢ ɢɯ ɮɨɪɦɨɣ. Ɋɹɞ ɱɚɫɬɢɰ ɤɪɭɩɧɨɨɛɥɨɦɨɱɧɵɯ ɝɪɭɧɬɨɜ ɩɪɢ ɧɚɝɪɭɡɤɟ
ɩɟɪɟɦɟɳɚɟɬɫɹ ɬɨɥɶɤɨ ɩɨɫɥɟ ɢɯ ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɹ ɢɥɢ ɫɤɨɥɚ ɭɝɥɨɜ. ȼ ɝɥɢɧɢɫɬɵɯ ɝɪɭɧɬɚɯ, ɫɨɞɟɪɠɚ-
ɳɢɯ ɩɥɚɫɬɢɧɱɚɬɵɟ ɱɚɫɬɢɰɵ, ɨɤɪɭɠɟɧɧɵɟ ɩɥɟɧɤɚɦɢ ɫɜɹɡɚɧɧɨɣ ɜɨɞɵ, ɫɜɨɣɫɬɜɚ ɫɠɢɦɚɟɦɨɫɬɢ
ɩɪɢ ɫɬɚɬɢɱɟɫɤɢɯ ɜɨɡɞɟɣɫɬɜɢɹɯ ɩɪɨɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜɟɫɶɦɚ ɹɪɤɨ.
ɗɬɢɦɢ ɠɟ ɨɫɨɛɟɧɧɨɫɬɹɦɢ ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ ɨɛɴɹɫɧɹɟɬɫɹ ɫɭɳɟɫɬɜɟɧɧɚɹ ɪɚɡɧɢɰɚ ɜ ɩɪɨɰɟɫɫɚɯ
«ɪɚɡɛɭɯɚɧɢɹ» ɧɟɫɜɹɡɧɵɯ ɢ ɫɜɹɡɧɵɯ ɝɪɭɧɬɨɜ ɩɪɢ ɢɯ ɪɚɡɝɪɭɡɤɟ. ȼ ɧɟɫɜɹɡɧɵɯ ɝɪɭɧɬɚɯ «ɪɚɡɛɭɯɚ-
ɧɢɟ» ɦɚɥɨ ɢ ɨɛɴɹɫɧɹɟɬɫɹ ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɭɩɪɭɝɨɣ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɟɣ ɱɚɫɬɢɰ. ȼ ɝɥɢɧɢɫɬɵɯ ɝɪɭɧɬɚɯ, ɧɚ-
ɨɛɨɪɨɬ, ɹɜɥɟɧɢɹ ɪɚɡɛɭɯɚɧɢɹ ɹɪɤɨ ɩɪɨɹɜɥɹɸɬɫɹ ɜ ɨɫɧɨɜɧɨɦ ɡɚ ɫɱɟɬ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɹ ɩɥɟɧɨɤ ɫɜɹɡɚɧ-
ɧɨɣ ɜɨɞɵ (ɪɚɫɤɥɢɧɢɜɚɸɳɢɣ ɷɮɮɟɤɬ).
Ɋɢɫ. 3.4. ɋɠɚɬɢɟ ɝɪɭɧɬɚ ɩɪɢ ɧɚɥɢɱɢɢ
ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨɣ ɩɪɨɱɧɨɫɬɢ (1), ɬɨɝɨ ɠɟ
ɝɪɭɧɬɚ, ɧɨ ɧɚɪɭɲɟɧɧɨɣ
ɫɬɪɭɤɬɭɪɵ (2), ɢ ɫɠɚɬɢɟ
«ɫɬɪɭɤɬɭɪɧɨ-ɧɟɭɫɬɨɣɱɢɜɨɝɨ» ɝɪɭɧɬɚ (3)

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