Отправить сообщение, заявку, вопрос

Отправить заявку на посещение мероприятия

Отправить заявку на участие как экспонент

Запросить консультацию специалистов по данному техническому решению

Транспортная геотехника (геомеханика)

Основные закономерности трехосных испытаний. Схема КД

Федоренко Евгений Владимирович
27 июля 2018 года

Рассмотрим основные результаты виртуальных трехосных испытаний по консолидированно-дренированной (КД) схеме в приборе типа А (изотропная консолидация) в программе SoilTest комплекса Plaxis.

Условия опыта: предварительное обжатие всесторонним давлением 100 кПа и последующее разрушение образца нормальноуплотненной глины (NC) девиаторным нагруженем (увеличение только вертикальной нагрузки).

 

 

График 1 Круги Мора

Боковое давление было задано равным 100 кПа, разрушение произошло при достижении вертикального давления 303,5 кПа. Эти точки являются абсциссами полукруга на рисунке 2.

Красная пунктирная линия обозначает заданную в модель прочность: с=1 кПа; ф=30 градусов. Касание круга Мора предельной огибающей означает разрушение образца.

 

 

График 2 Главные напряжения

Точка 1 соответствует первой стадии испытаний - гидростатическому обжатию, поэтому главные напряжения равны и составляют 100 кПа. Затем происходит вторая стадия, в которой вертикальное давление возрастает до разрушающего - 303,5 кПа, при этом горизонтальны напряжения не меняются (100 кПа). Таким образом, линия направлена вертикально и достигает пунктирной красной линии, соответствующей разрушению в состоянии активного давления. Т.е. т.2 может быть вычислена через коэффициент активного давления (Ка=tg(45-30/2)^2=0,333):

100=303,5*0,333 (с округлением).

 

 

График 3 Основная диаграмма трехосных испытаний

Обычно при испытаниях в стабилометре в протоколе присутствует минимальный набор графиков: круги Мора и зависимость осевой деформации от девиатора напряжений q.

Девиатор напряжений в данном случае определяется как разница между вертикальным разрушающим и всесторонним давлениями: 303,5-100=203,5 кПа.

Гиперболическая зависимость этого графика свидетельствует о том, что это усовершенствованная модель грунта. В более простых моделях (например, Кулона-Мора) этот график билинейный (если речь идет об испытаниях NC грунта).

 

 

График 4. Взаимная зависимость объемных и осевых деформаций

Этот график начинается с момента завершения первой стадии (всестороннего обжатия давлением 100 кПа) и по горизонтальной оси полностью соответствует графику на рисунке 3 по величине осевой деформации. Однако, поскольку испытания виртуальные, эта величина является задаваемой в параметрах опыта

и не имеет никакого значения, кроме влияния на графическое отображение кривой (ограничение оси относительной осевой деформации).

Полученный в данном случае график показывает, что при сдвиге происходит доуплотнение грунта, а это означает, что грунт относится к нормальноуплотненному (NC). Однако при достижении объемной деформации величины 0,003346 (по вертикальной оси) происходит достижение траекторией напряжения (в рассмотренном далее графике p-q координат) линии предельного состояния, т.е. происходит разрушение образца. Дальнейшее сдвиговое деформирование образца будет происходить с достигнутой критической пористостью (плотностью) и соответствовать равнообъемному (объемная деформация постоянная) пластическому течению. Таково поведение упругопластических моделей.

 

 

График 5 «p-q» координаты

На рисунке 5 показан основной график в геомеханике, поскольку он отражает траектории нагружения, а это принцип работы моделей грунта и программ численного моделирования. Существует несколько вариантов графиков, однако принципиальной разницы между ними нет, характер траектории в разных вариантах одинаковый, а разница связана с принятыми в разных странах величинами p и q. В программе SoilTest приняты следующие зависимости:

Координаты точки 1 определяются значениями p=100 кПа, q=0. Это соответствует первой стадии опыта - всестороннему изотропному обжатию. Далее происходит девиаторное нагружение (в данном случае, увеличение вертикального давления при постоянном боковом, см. рисунок 2). Траектория нагружения от точки 1 к точке 2 имеет наклон вправо (1:3), что свидетельствует о дренированном испытании (КД) и достигает предельной огибающей (красная пунктирная линия) в точке с координатами:

 

 

Наклон линии предельного состояния в этих координатах определяется на единицу значения оси р величиной q определяемой по формуле:

В случае использования стабилометра типа Б (анизотропная консолидация), графики будут иметь тот же характер, но точка начала будет изменена. Например, при К0=0,5 вертикальное давление будет в два раза больше горизонтального, следовательно, на рисунках 2 и 5 координаты точки 1 изменятся.

 

Федоренко Евгений ВладимировичИнженер технического отдела ООО «Миаком СПб», научный консультант компании НИП-Информатика, к.г.-м.н., г. Санкт-Петербург
Поделиться
Рубрикатор материалов

Сейчас в информационной базе:
рубрик - 71 , авторов - 318 ,
всего информационных продуктов - 2896 , из них
статей журнала - 601 , статей базы знаний - 85 , новостей - 2069 , конференций - 4 ,
блогов - 8 , постов и видео - 105 , технических решений - 4

Copyright © 2016-2019 ГеоИнфо
Все права защищены

Разработка и сопровождение: InfoDesigner.ru