ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГРУНТОВ ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ Водопроницаемость грунтов

ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГРУНТОВ. ЗАКОН ЛАМИНАРНОЙ ФИЛЬТРАЦИИ

Водопроницаемость грунтов Наличие системы сообщающихся пор является условием водопроницаемости. От водопроницаемости зависит скорость уплотнения грунта. Движение воды вызывает вымыв частиц грунта. Движение воды происходит под действием возникающей в воде разности давлений. Движение воды можно считать струйнопараллельным, ламинарным.

Закон ламинарной фильтрации в грунтах (А. Дарси, 1885 г. ) Q – объем воды, протекающей параллельными струями сквозь водопроницаемое тело k – коэффициент фильтрации F – площадь поперечного сечения грунта I – гидравлический градиент (уклон) - потеря напора, l – длина пути фильтрации t - время

Закон ламинарной фильтрации в грунтах (А. Дарси, 1885 г. ) Расход жидкости Скорость фильтрации жидкости в грунте прямо пропорциональна гидравлическому градиенту

Коэффициент фильтрации - скорость фильтрации при гидравлическом градиенте =1. Измеряется см/сут Зависит от механического пористости структуры Песок глина состава грунта

Пределы применимости закона ламинарной фильтрации

Начальный градиент Связные грунты могут быть водонепроницаемыми, но только при градиентах, не превышающих некоторых начальных значений Чтобы началась фильтрация воды в глинистых грунтах, необходимо преодолеть вязкое сопротивление сдвигу слоев воды, заполняющих их поры

Механическая модель сжатия грунтовой массы

Влияние водопроницаемости на скорость сжатия

Эффективные и нейтральные напряжения Давление в грунте при сжатии = давление в скелете (эффективное) + давление в воде (нейтральное) P – нагрузка на грунт, F – площадь поперечного сечения - давление на высоте Z, - объемный вес водонасыщенного грунта, - объемный вес воды, h – пьезометрическая высота

ТРЕНИЕ В ГРУНТАХ. ПРЕДЕЛЬНОЕ СОПРОТИВЛЕНИЕ СДВИГУ. ЗАКОН КУЛОНА

Прочность в грунтах Давление в грунте = = эффективное + нейтральное может преодолеть внутренние связи в грунте, трение между частицами нарушение сплошности нарушение прочности и устойчивости Сопротивление сдвигу = сопротивление трению + сопротивление связности

Оценка сопротивления сдвигу Необходима для Расчетов на прочность Определения давления на ограждения Определения предельных нагрузок в основаниях сооружений Расчета устойчивости откосов при оползнях Расчета устойчивости земляных сооружений Определяется в лаборатории, опытным путем с использованием сдвигового прибора, для грунтов ненарушенной структуры.

Трение и скольжение в грунтах

Испытание грунтов на сдвиг односрезные сдвиговые приборы 2 х срезные сдвиговые приборы 3 х осного сжатия (стабилометры) зондирование искусственное обрушение откосов лопастные испытания (крыльчатка) метод шарикового штампа (См. литературу)

Испытание грунтов на сдвиг

Испытание грунтов на сдвиг. Диаграмма перемещений при прямом плоскостном срезе. f – максимально возможное предельное значение сопротивления сдвигу при данной величине уплотняющего давления

Закон Кулона для сыпучих грунтов (1773 г. ) τ σ3 τ σ2 σ1 δ φ σ1 σ2 σ3 σ

Закон Кулона для связных грунтов (). τ σ3 τ σ2 φ σ1 δ C σe σ1 σ2 σ3 σ

Закон Кулона Сопротивление грунта сдвигу есть функция первой степени от нормального давления С – сцепление грунта, связности φ – угол внутреннего трения давление

Угол трения Для сыпучих грунтов (песков) = 24 - 40 мелкие крупные Для глинистых грунтов = f (W) = 0 - 45 о

Сцепление грунта Сцепление – сопротивление структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц независимо от внешнего давления

Теории прочности Теория прочности Мора