Главная страница Случайная страница
КАТЕГОРИИ:
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатикаИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханикаОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторикаСоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансыХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника
Деформационные и прочностные (механические) свойства мерзлых грунтов
|
|
Механические свойства мерзлых грунтов характеризуют способность сопротивляться 1) развитию деформаций — деформационные свойства и 2) разрушению — прочность. Они определяются температурой грунта – чем ниже температура, тем меньше он деформируется под нагрузкой и тем больше его прочность – а также составом и строением грунта, видом нагрузки. Необходимость их изучения связана с их использованием в качестве оснований, среды (вместилища) и материала сооружений. Данные о механических свойствах МГ необходимы также при исследовании ряда мерзлотных процессов и явлений (морозобойное растрескивание, льдовыделение и образование криогенных текстур, пучение и осадка, солифлюкция, термокарст и др.)
Основные понятия и определения:
В общем случае, деформация – это изменение формы и размеров тела (мерзлого грунта) под воздействием нагрузки. Она определяется как разница между его размерами до и после его загрузки. В расчетах чаще используют величину относительной (безразмерной) деформации e» (h1- h2)/h1, где h1 и h2 - значения характерного размера (длины, объема…) до и после загрузки.
Относительная деформация – это разница между характерным размером тела (образца грунта) до и после его загрузки, деленная на начальный размер. Пределы изменения e: 0…1, размерность – доли единицы.
Разрушение является конечным актом деформации. Оно может быть упругим – у твердомерзлых грунтов и пластическим – у пластичномерзлых. Твердомерзлые – это грунты, имеющие низкую температуру, и потому малодеформирующиеся под нагрузкой. Пластичномерзлые грунты имеют более высокую температуру и заметно деформируются под нагрузкой. Наиболее вероятные диапазоны температуры, oC, перехода мерзлых грунтов из пластичного в твердомерзлое состояние или обратно (примерно): у песков -0…-0, 4, у супесей и илов – 0, 5…-3, у суглинков -3…4, 5, у глин -4, 5…-6, 5.
Разрушение твердомерзлого грунта фиксируют по его распаду (развалу) на части, пластичномерзлого – по достижению предельной, допустимой по техническим условиям, деформации или при его переходе в текучее состояние, когда плотность сжимаемого под нагрузкой мерзлого грунта (r=0, 917 т/м3) сравнивается с плотностью воды (r=1т/ м3) и он переходит в жидкообразное (текучее) состояние.
Мгновенная (максимально возможная) прочность sмг – это давление (МПа), которое твердое тело (мерзлый грунт) может выдержать, не разрушаясь, в течение “мгновения” (tмг ). В теории за мгновение принимается период тепловых колебаний атомов tа = 10-13с, практически же – это минимальное время, которое может фиксировать наблюдатель, т.е. период порядка нескольких секунд.