Определение коэффициента фильтрации по кривым зависимости степени консолидации грунтов от времени » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Определение коэффициента фильтрации по кривым зависимости степени консолидации грунтов от времени

03.07.2021

Методика проведения компрессионных испытаний в лабораторных условиях описывалась в общих чертах ранее. На рис. 6.11 показан метод оформления их результатов в графическом виде с использованием полулогарифмической шкалы применительно к отсчетам по мессуре, снимавшимся в период одного этапа загрузки. В этом частном случае нагрузка, приложенная к образцу, оставалась неизменной почти 5 дней, т. е. более длительное время по сравнению с обычно принимаемым — 24 ч. Такой метод проведения опыта был, по-видимому, принят с целью выделить так называемый вторичный эффект консолидации.

Сравнение экспериментальной кривой времени (сплошная линия на рис. 6.11) с теоретической (пунктирная линия) показывает, что вид обеих кривых достаточно хорошо согласуется на первой половине AD их длины. Для того чтобы выполнить более тщательное сопоставление экспериментальных и теоретических значений рассматриваемых величин, устанавливают вначале нулевое значение кривой консолидации, выраженной в %, как это показано на рис. 6.11. Некоторая неожиданная начальная деформация сжатия грунта в момент приложения к образцу нагрузки при лабораторном испытании может вызываться причинами, отличными от явления, связанного с отжатием воды из пор, например некоторым выжиманием грунта в щель между воспринимающей нагрузку пластинкой-фильтром и загрузочным кольцом, в которое загружается грунт.

Положение на чертеже линии 0%-ной консолидации определяется теоретически следующим образом. Участок AB кривой консолидации носит приближенно характер параболы. Следовательно, расстояние z1 между теоретической 0%-ной линией и точкой 1 кривой, которая соответствует времени t1, должно опредялиться зависимостью z12 = t1. Аналогично этому для точки 2 кривой мы будем иметь z22 = t2. Примем, как это показано на рис. 6.11, для точки 1 t1 = 0,25 мин, а для точки 2 t2 = 1 мин = 4t1. Тогда z1 = 1/2z2. Мы можем получить далее z1 графически как разность отсчетов, соответствующих точкам 2 и 1. После этого, откладывая на чертеже еще раз значение z1, но уже выше точки 1, получим точку теоретической кривой 0%-ной консолидации. Она обозначена на рис. 6.11 через х. Процедура повторяется в том же порядке для точек 3 и 4, для которых t3 = 0,5 мин и t4 = 2 мин: далее с точками 2 и 5, где t2 = 1 мин и t5 = 4 мин. Таким образом, получим еще две точки, характеризующиеся точками х. Горизонтальная линия, проведенная через эти три точки, будет представлять собой теоретическую линию 0%-ной консолидации.

Теоретическая линия 100%-ной консолидации получается с помощью чисто эмпирического приема, основанного на множестве сравнительных анализов результатов лабораторных экспериментов и теоретических значений рассматриваемых величин. Этот способ заключается в следующем. Проводится касательная к точке D перегиба экспериментальной кривой времени. Другая касательная проводится к конечному участку кривой EF. Пересечение этих двух касательных дает точку G, через которую проводится горизонтальная линия, принимаемая за теоретическую линию 100%-ной консолидации. Расстояние по вертикали между теоретическими линиями 0%-ной и 100%-ной консолидации делится затем на 10 равных частей для того, чтобы дать возможность оценить промежуточные теоретические значения той или иной степени консолидации. Несколько отличающийся, но в основном подобный эмпирический прием был разработан Тейлором.

Определение коэффициента фильтрации по первичной кривой сжатия компрессионного опыта дает надежные результаты только для сравнительно слабоводопроницаемых глин с коэффициентами фильтрации ниже 1*10в-7 см/сек = 6*10в-6 см/мин. Для более проницаемых глин и илов с целью определения значений k проводятся фильтрационные испытания на приборах с изменяющимся напором.

Некоторые разновидности глинистых грунтов характеризуются настолько ярковыраженным вторичным эффектом консолидации, что в ряде случаев вся кривая «консолидация — время» на полулогарифмической шкале имеет вид почти прямой наклонной линии вместо типичной кривой в виде перевернутой буквы S (см. рис. 6.11) для глин с явно выраженным первичным эффектом консолидации. Этот так называемый вторичный эффект консолидации представляет собой явление, в некоторой мере аналогичное ползучести других перенапряженных материалов в пластическом состоянии. Причиной такого вторичного эффекта является, по-видимому, медленно развивающееся скольжение зерна по зерну или пластиночки по пластиночке, слагающих грунт, в процессе его уплотнения, происходящего при взаимном перемещении частиц. В этом явлении некоторую роль может также играть склонность к ползучести самих пластинообразных глинистых частиц. Когда интенсивность таких пластических деформаций отдельных частиц грунта или их скольжения друг по другу меньше скорости удаления избыточной воды из сокращающегося объема пор между частицами, преобладают вторичные эффекты, и это находит отражение в форме кривой «консолидация— время». Факторы, которые влияют на скорость вторичной консолидации грунтов, пока еще не полностью изучены, и до настоящего времени не разработано никаких методов для точного и надежного анализа и количественного прогноза этого явления.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: