Катедра „Геотехника Лабораторни упражнения по Земна механика



Дата14.01.2017
Размер44.31 Kb.



Катедра „Геотехника”

Лабораторни упражнения по Земна механика

зимен семестър 2014/2015 г.





Лабораторно упражнение №6

Якост на срязване. Триосово изпитване

1.Триосово напрегнато състояние


Разрушаването на почвените образци по предварително зададена повърхнина на срязване (вж. Упражнение №5) е по-неточният метод за определяне параметрите на якостта на срязване. По-подходящо (особено за свързани почви) е изпитването в апарат за триосов натиск или т.нар. триосово изпитване (triaxial test). За разлика от плоскостното срязване в условията на триосово (ососиметрично) напрегнато състояние пряко се прилагат и измерват главните нормални напрежения – 1 и 3 = 2.

Изпитването се извършва с цилиндрични почвени образци, върху които първоначално се задава равномерен всестранен натиск (3), а в последствие напрежението по вертикалната ос (1) се увеличава, докато не настъпи разрушение на почвения образец. Разрушението обикновено настъпва в наклонени площадки (под ъгъл ), за които съотношението на тангенциалните и нормалните напрежения е най-неблагоприятно, т.е. за които е достигнато гранично напрегнато състояние, съгласно критерия на Моор Кулон.

Схема на напрегнатото състояние и една от граничните окръжности на Моор са показани на фиг. 1. Аналитичната зависимост между главните напрежения и якостта на срязване, както и теоретичният ъгъл на срязване могат да бъдат получени от геометричните зависимост на схемата (вж. и т. 3).

Фиг. 1 – Схема на напрегнатото състояние при триосово изпитване

2.Апарат за триосово изпитване


Апаратът за триосово изпитване е най-разпространената система за изпитване на почвени образци. В различни варианти, той може да отчита не само якостни, но деформационни и динамични параметри на почвите. При минимално оборудване той е пригоден за създаване на условията от фиг. 1 както и измерване на напреженията, от които зависи напрегнатото състояние. Основният елемент – камера за налягане, както и допълнителните елементи и измервателна апаратура са показани на фиг. 2.

В съответствие с казаното в т. 1, разрушението в апарата става вследствие на разликата между главните нормални напрежения (1, 3). Тази разлика се нарича девиатор1 и е показател за размера на максималните тангенциални напрежения в дадена точка. При равни главни напрежения (1 = 2 = 3) тангенциалните напрежения са равни на нула във всички площадки, т.е. в образеца няма да настъпи разрушение, а ще се намира в условията на чиста компресия (изменение на обема).



Фиг. 2 – Принципна схема на апарат за триосово изпитване (triaxial cell)

3.Критерий за разрушение и якостни параметри


Критерият за разрушение е математическо (и механично) условие, което описва граничното напрегнато състояние на материалите преди и/или след разрушение. Най-често се дефинира като функция на главните напрежения и якостните параметри на материала. При почвите основните якостни параметри се описват от и участват в закона на Кулон (вж. Упражнение №5). Ако за определяне на главните напрежения се използват графо-аналитичните окръжности на Моор, комбинирането на двете дава най-разпространеният и фундаментален критерий за разрушение на почвите, този на Моор-Кулон (Mohr Coulomb failure criterion). Ако се използват геометричните зависимости от фиг. 1, математическият запис на този критерий може да бъде представен като:

, като ъгълът за площадката на срязване е:

От това уравнение (по графичен или аналитичен път) могат да бъдат определени параметрите на якостта на срязване ( и c), ако са известни стойностите на главните напрежения при разрушение на поне три образеца от изследваната почва (; ; ). Отчитането на търсените параметри може да стане, както е показано на фиг. 3, чрез обща апроксимираща допирателна към построените окръжности на Моор.



Фиг. 3 – Метод за определяне на якостните показатели чрез окръжности на Моор

Якостните параметри могат да бъдат дефинирани както за пълни, така и за ефективни напрежения (вж. Упражнение №4). Различните условия на работа на почвите се обуславя от това дали филтрацията е свободна (дренирани условия) или затруднена (недренирани условия), както и от скоростта на натоварване (статично, динамично, сеизмично и т.н.).


3.1.Дренирано състояние


При изпитване в дренирани условия системата е “отворена”, т.е. филтрирането на водата от образеца е свободно и при малка скорост на натоварване, практически не възниква порен натиск. Връзката между пълните и ефективните напрежения е:




3.2.Недренирано състояние


При изпитване в недренирано състояние, системата е „затворена”, т.е. филтрацията е възпрепятствана. Вследствие на това, независимо от скоростта на натоварване, винаги възниква порен натиск, чиито стойности могат да бъдат измервани. За този случай връзката между ефективните и пълни напрежения е:





4.Допълнителна информация





Дата:……………………

Изготвил:




Гр. София




спец……….., курс……….




Заверил:
















1 В световната литература и съгласно принципите на механиката, девиаторът на напреженията за условията на триосово напрегнато състояние, се дефинира като q = 0,5.(1­3). Тук е прието, че q* =  = 1­3  = 2q.

Стр. от

ф.№





База данных защищена авторским правом ©obuch.info 2016
отнасят до администрацията

    Начална страница