Механика грунтов. Пьянков С.А - 29 стр.

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УлГТУ | Ульяновск

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Ʌɢɧɟɣɧɵɟ ɢ ɧɟɥɢɧɟɣɧɵɟ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ.
ȼ ɨɛɳɟɦ ɫɥɭɱɚɟ ɝɪɭɧɬɚɦ ɫɜɨɣɫɬɜɟɧɧɚ ɧɟɥɢɧɟɣɧɚɹ ɞɟɮɨɪɦɢɪɭɟɦɨɫɬɶ, ɩɪɢɱɟɦ ɜ ɩɪɟɞɟɥɚɯ
ɮɚɡ I ɢ II, ɜ ɧɟɤɨɬɨɪɨɦ ɧɚɱɚɥɶɧɨɦ ɢɧɬɟɪɜɚɥɟ ɢɡɦɟɧɟɧɢɹ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ ɨɧɚ ɞɨɫɬɚɬɨɱɧɨ ɛɥɢɡɤɚ ɤ
ɥɢɧɟɣɧɨɣ.
ɍɩɪɭɝɢɟ ɢ ɩɥɚɫɬɢɱɟɫɤɢɟ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ. ȿɫɥɢ ɜ ɩɪɨɰɟɫɫɟ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɹ ɝɪɭɧɬɚ ɩɪɢ ɞɨɫɬɢ-
ɠɟɧɢɢ ɧɟɤɨɬɨɪɵɯ ɡɧɚɱɟɧɢɣ ɩɪɨɢɡɜɨɞɢɬɶ ɪɚɡɝɪɭɡɤɭ (ɡɚ ɝɪɚɧɢɰɟɣ ɮɚɡɵ I), ɬɨ ɦɨɠɧɨ ɡɚɦɟɬɢɬɶ,
ɱɬɨ ɩɪɢ ɥɸɛɨɦ ɡɧɚɱɟɧɢɢ p, ɞɚɠɟ ɜ ɩɪɟɞɟɥɚɯ ɥɢɧɟɣɧɨɣ ɞɟɮɨɪɦɢɪɭɟɦɨɫɬɢ (ɮɚɡɚ II), ɪɚɡɝɪɭɡɤɚ
ɧɟ ɜɵɡɵɜɚɟɬ ɩɨɥɧɨɝɨ ɜɨɫɫɬɚɧɨɜɥɟɧɢɹ ɨɫɚɞɨɤ ɩɨɜɟɪɯɧɨɫɬɢ ɝɪɭɧɬɚ. ɋɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɩɪɢ ɥɸɛɨɦ
ɡɧɚɱɟɧɢɢ ɞɚɜɥɟɧɢɹ ɨɛɳɚɹ ɨɫɚɞɤɚ ɝɪɭɧɬɚ ɦɨɠɟɬ ɛɵɬɶ ɪɚɡɞɟɥɟɧɚ ɧɚ ɜɨɫɫɬɚɧɚɜɥɢɜɚɸɳɭɸɫɹ
(ɭɩɪɭɝɭɸ) s
e
ɢ ɨɫɬɚɬɨɱɧɭɸ (ɩɥɚɫɬɢɱɟɫɤɭɸ) s
p
. ɉɪɢ ɷɬɨɦ, ɤɚɤ ɩɪɚɜɢɥɨ, s
e
>> s
p
(ɪɢɫ. 5.1).
Ɏɢɡɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɢɱɢɧɵ ɭɩɪɭɝɢɯ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ:
x ɭɩɪɭɝɨɫɬɶ ɦɢɧɟɪɚɥɶɧɵɯ ɱɚɫɬɢɰ ɝɪɭɧɬɚ;
x ɭɩɪɭɝɨɫɬɶ ɜɨɞɵ;
x ɭɩɪɭɝɨɫɬɶ ɡɚɦɤɧɭɬɵɯ ɩɭɡɵɪɶɤɨɜ ɜɨɡɞɭɯɚ.
Ɏɢɡɢɱɟɫɤɢɟ ɩɪɢɱɢɧɵ ɨɫɬɚɬɨɱɧɵɯ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ:
x ɭɩɥɨɬɧɟɧɢɟ ɝɪɭɧɬɚ;
x ɫɞɜɢɝɢ ɱɚɫɬɢɰ ɝɪɭɧɬɚ;
x ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɟ ɱɚɫɬɢɰ ɜ ɬɨɱɤɚɯ ɤɨɧɬɚɤɬɚ.
Ⱦɥɹ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɝɪɭɧɬɨɜ ɫɨɨɬɧɨɲɟɧɢɹ ɦɟɠɞɭ ɭɩɪɭɝɢɦɢ ɢ ɨɫɬɚɬɨɱɧɵɦɢ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɹɦɢ
ɪɚɡɥɢɱɧɵ.
Ɉɛɴɟɦɧɵɟ ɢ ɫɞɜɢɝɨɜɵɟ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ. Ɉɛɳɟɟ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɟ ɢɥɢ ɞɟɮɨɪɦɢɪɨɜɚɧɧɨɟ ɫɨ-
ɫɬɨɹɧɢɟ ɜ ɬɨɱɤɟ ɦɚɫɫɢɜɚ ɝɪɭɧɬɚ ɦɨɠɧɨ ɪɚɡɞɟɥɢɬɶ ɧɚ ɞɜɟ ɫɨɫɬɚɜɥɹɸɳɢɟ. Ɍɨɝɞɚ ɨɛɳɟɟ ɧɚɩɪɹ-
ɠɟɧɧɨɟ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ (ɬɟɧɡɨɪ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ) ɜɵɪɚɡɢɬɫɹ ɤɚɤ ɫɭɦɦɚ ɝɢɞɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɧɚɩɪɹ-
ɠɟɧɧɨɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ (ɲɚɪɨɜɨɣ ɬɟɧɡɨɪ), ɜɵɡɵɜɚɸɳɟɝɨ ɢɡɦɟɧɟɧɢɟ ɬɨɥɶɤɨ ɨɛɴɟɦɚ ɝɪɭɧɬɚ, ɢ ɞɟ-
ɜɢɚɬɨɪɧɨɝɨ ɧɚɩɪɹɠɟɧɧɨɝɨ ɫɨɫɬɨɹɧɢɹ (ɞɟɜɢɚɬɨɪ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ), ɜɵɡɵɜɚɸɳɟɝɨ ɬɨɥɶɤɨ ɢɡɦɟ-
ɧɟɧɢɟ ɮɨɪɦɵ.
ɂɫɩɵɬɚɧɢɹ ɝɪɭɧɬɚ ɫɜɢɞɟɬɟɥɶɫɬɜɭɟɬ ɨ ɬɨɦ, ɱɬɨ ɫ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟɦ ɫɪɟɞɧɟɝɨ ɧɨɪɦɚɥɶɧɨɝɨ ɧɚ-
ɩɪɹɠɟɧɢɹ ı
m
, ɨɛɴɟɦɧɚɹ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɹ İ
Ȟ
ɜɨɡɪɚɫɬɚɟɬ, ɧɨ ɫɬɪɟɦɢɬɫɹ ɤ ɧɟɤɨɬɨɪɨɣ ɩɨɫɬɨɹɧɧɨɣ ɜɟ-
ɥɢɱɢɧɟ. ȼ ɬɨ ɠɟ ɜɪɟɦɹ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟ ɤɚɫɚɬɟɥɶɧɵɯ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ IJ
i
ɧɟ ɦɨɠɟɬ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬɶ ɛɟɫɩɪɟ-
ɞɟɥɶɧɨ ɢ ɜɵɡɵɜɚɟɬ ɜɫɟ ɛɨɥɶɲɟɟ ɜɨɡɪɚɫɬɚɧɢɟ ɫɞɜɢɝɨɜɵɯ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ Ȗ
i
, ɩɪɢɜɨɞɹɳɟɟ, ɜ ɤɨɧɟɱ-
ɧɨɦ ɫɱɟɬɟ, ɤ ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɸ ɝɪɭɧɬɚ. Ɉɬɫɸɞɚ ɦɨɠɧɨ ɫɞɟɥɚɬɶ ɜɚɠɧɵɣ ɜɵɜɨɞ ɨ ɬɨɦ, ɱɬɨ ɪɚɡɪɭɲɟ-
ɧɢɟ ɝɪɭɧɬɚ ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɩɨɞ ɞɟɣɫɬɜɢɟɦ ɫɞɜɢɝɨɜɵɯ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ, ɩɨɷɬɨɦɭ ɝɥɚɜɧɨɣ ɮɨɪɦɨɣ
ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɹ ɜ ɦɟɯɚɧɢɤɟ ɝɪɭɧɬɨɜ ɫɱɢɬɚɟɬɫɹ ɫɞɜɢɝ. Ƚɢɞɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɟ ɨɛɠɚɬɢɟ ɜɵɡɵɜɚɟɬ ɭɩ-
ɥɨɬɧɟɧɢɟ, ɫɥɟɞɨɜɚɬɟɥɶɧɨ, ɢ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟ ɩɪɨɱɧɨɫɬɢ ɝɪɭɧɬɚ.
Ɋɢɫ. 5.1. ɉɪɢɦɟɪ ɤɨɦɩɪɟɫɫɢɨɧɧɵɯ ɢɫɩɵɬɚɧɢɣ ɝɪɭɧɬɨɜ
V
, Ɇɉɚ
p
s
e
s
ɟ
ɉɪɹɦɚɹ ɜɟɬɜɶ ɤ. ɤ.
Ɉɛɪɚɬɧɚɹ ɜɟɬɜɶ ɤ. ɤ.
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ɂɡ-ɡɚ ɞɢɫɤɪɟɬɧɨɝɨ ɫɬɪɨɟɧɢɹ ɝɪɭɧɬɚ ɞɟɣɫɬɜɢɬɟɥɶɧɵɣ ɯɚɪɚɤɬɟɪ ɟɝɨ ɞɟɮɨɪɦɢɪɨɜɚɧɢɹ ɩɪɢ
ɝɢɞɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɦ ɢ ɞɟɜɢɚɬɨɪɧɨɦ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɢ ɛɭɞɟɬ ɡɧɚɱɢɬɟɥɶɧɨ ɫɥɨɠɧɟɟ. Ɍɚɤ, ɩɪɢ ɫɞɜɢɝɟ
(ɞɟɜɢɚɬɨɪɧɨɦ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɢ) ɩɟɫɱɚɧɨɝɨ ɨɛɪɚɡɰɚ ɩɥɨɬɧɨɝɨ ɫɥɨɠɟɧɢɹ ɤ ɦɨɦɟɧɬɭ ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɹ ɨɬ-
ɦɟɱɚɟɬɫɹ ɧɟɤɨɬɨɪɨɟ ɭɜɟɥɢɱɟɧɢɟ ɟɝɨ ɨɛɴɟɦɚ, ɧɚɡɵɜɚɟɦɨɟ ɞɢɥɚɬɚɧɫɢɟɣ. ɉɪɢ ɫɞɜɢɝɟ ɠɟ ɩɟɫɱɚ-
ɧɨɝɨ ɨɛɪɚɡɰɚ ɪɵɯɥɨɝɨ ɫɥɨɠɟɧɢɹ, ɧɚɩɪɨɬɢɜ, ɩɪɨɢɫɯɨɞɢɬ ɟɝɨ ɞɨɩɨɥɧɢɬɟɥɶɧɨɟ ɭɩɥɨɬɧɟɧɢɟ. ɗɬɨ
ɹɜɥɟɧɢɟ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɨɬɪɢɰɚɬɟɥɶɧɨɣ ɞɢɥɚɬɚɧɫɢɟɣ, ɢɥɢ ɤɨɧɬɪɚɤɰɢɟɣ. ȼ ɬɨ ɠɟ ɜɪɟɦɹ ɩɪɢ ɝɢɞ-
ɪɨɫɬɚɬɢɱɟɫɤɨɦ ɨɛɠɚɬɢɢ ɨɛɪɚɡɰɚ ɝɪɭɧɬɚ, ɜ ɫɥɭɱɚɟ ɛɨɥɶɲɢɯ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ, ɦɟɠɞɭ ɱɚɫɬɢɰɚɦɢ
ɦɨɝɭɬ ɜɨɡɧɢɤɧɭɬɶ ɦɟɫɬɧɵɟ ɤɨɧɰɟɧɬɪɚɰɢɢ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ, ɩɪɢɜɨɞɹɳɢɯ ɤ ɟɝɨ ɪɚɡɪɭɲɟɧɢɸ.
ɉɪɢ ɧɟɤɨɬɨɪɨɦ ɩɪɟɞɟɥɶɧɨɦ ɞɥɹ ɞɚɧɧɨɝɨ ɝɪɭɧɬɚ ɡɧɚɱɟɧɢɢ
IJ
i
ɜɨɡɧɢɤɧɟɬ ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɧɟɨɝ-
ɪɚɧɢɱɟɧɧɨɝɨ ɩɥɚɫɬɢɱɟɫɤɨɝɨ ɞɟɮɨɪɦɢɪɨɜɚɧɢɹ, ɱɬɨ ɱɚɫɬɨ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɬɟɱɟɧɢɟɦ ɝɪɭɧɬɚ. Ɍɚɤɨɟ
ɫɨɫɬɨɹɧɢɟ ɧɚɡɵɜɚɟɬɫɹ ɩɪɟɞɟɥɶɧɵɦ.
5.3. ȼɥɢɹɧɢɟ ɪɚɡɥɢɱɧɵɯ ɮɚɤɬɨɪɨɜ ɧɚ ɜɟɥɢɱɢɧɭ ɢ ɯɚɪɚɤɬɟɪ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɣ
1. ɍɫɥɨɜɢɹ ɡɚɝɪɭɠɟɧɢɹ:
x ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨ ɜɨɡɪɚɫɬɚɸɳɚɹ ɧɚɝɪɭɡɤɚ
Ɋɢɫ. 5.2. Ⱦɟɮɨɪɦɚɰɢɢ ɝɪɭɧɬɚ ɩɪɢ ɞɟɣɫɬɜɢɢ ɧɟɩɪɟɪɵɜɧɨ ɜɨɡɪɚɫɬɚɸɳɟɣ ɧɚɝɪɭɡɤɢ
ɑɚɳɟ ɜɫɟɝɨ, ɩɪɚɤɬɢɱɟɫɤɢ ɜ ɫɬɪɨɢɬɟɥɶɫɬɜɟ ɪɚɫɫɦɚɬɪɢɜɚɸɬɫɹ ɥɢɧɟɣɧɵɟ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ, ɬ. ɟ.
ɞɨ ɧɚɩɪɹɠɟɧɢɣ, ɪɚɜɧɵɯ R.
ȼ ɷɬɨɦ ɫɥɭɱɚɟ ɩɪɚɜɨɦɟɪɧɨ ɢɫɩɨɥɶɡɨɜɚɬɶ ɬɟɨɪɢɸ ɭɩɪɭɝɨɫɬɢ ɢ ɢɧɠɟɧɟɪɧɵɟ ɦɟɬɨɞɵ ɪɚɫ-
ɱɟɬɚ ɨɫɚɞɨɤ;
x ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢ ɞɟɣɫɬɜɭɸɳɚɹ ɧɚɝɪɭɡɤɚ
Ɋɢɫ. 5.3. Ⱦɟɮɨɪɦɚɰɢɢ ɝɪɭɧɬɚ ɩɪɢ ɞɟɣɫɬɜɢɢ ɩɟɪɢɨɞɢɱɟɫɤɢ ɞɟɣɫɬɜɭɸɳɟɣ ɧɚɝɪɭɡɤɢ
ɉɪɢ ɦɧɨɝɨɤɪɚɬɧɨɦ ɧɚɝɪɭɠɟɧɢɢ ɨɫɧɨɜɚɧɢɹ ɨɛɳɢɟ ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɢ ɝɪɭɧɬɚ ɫɬɪɟɦɹɬɫɹ ɤ ɧɟɤɨ-
ɬɨɪɨɦɭ ɩɪɟɞɟɥɭ.
V
, Ɇɉɚ
S
R
Ʌɢɧɟɣɧɚɹ
ɞɟɮɨɪɦɚɰɢɹ
ȼɵɩɨɪ
ɝ
ɪɭ
ɧɬɚ
S
V

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