Предельное сопротивление песков сдвигу в зависимости от их плотности » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Предельное сопротивление песков сдвигу в зависимости от их плотности

04.07.2021

На рис. 7.27 отображены результаты опытов на сдвиг, проведенных с так называемым оттавским песком (крупность фракций 20—30 меш) при различной его плотности. Этот песок используется для стандартного испытания цемента (см. стандарт ASTM С-190-44) и характеризуется достаточной однородностью и окатанностью зерен. Из графика следует, что угол внутреннего трения ф песка непосредственно зависит от его плотности и увеличивается вместе с ней. Отрицательное значение начальной относительной плотности Dd песка было установлено с помощью загрузки в срезные приборы песка во влажном состоянии без всякого его уплотнения.

Испытания, проведенные по методу с контролем за напряжениями и отображенные на этом графике, были выполнены автором по поручению Комитета стандартов Д-18 ASTM как некоторая часть исследовательской работы. Весьма близкие результаты были получены на том же типе песка с помощью испытаний при контроле за деформациями в Колумбийском университете и опубликованы Бурмистером (1939 г.).

Таким образом, чем выше плотность песка, тем больше взаимное зацепление зерен и, следовательно, больше сопротивление сдвигу. Данные опытов, приведенные на рис. 7.27, свидетельствуют о том, что увеличение сопротивления песка сдвигу, возникающее за счет действующих в нем внутренних сил, прямо пропорционально нормальному напряжению.

Линейная зависимость между плотностью песка и отвечающим ему углом внутреннего трения φ, определенным в лабораторных условиях, была подтверждена многочисленными опытами в различных местах. Нет никаких данных, свидетельствующих о том, что в полевых условиях реальные значения угла φ в натуре будут сколько-нибудь отличаться от полученных лабораторным путем. Наиболее низкое статическое значение угла φ, полученное для любых песков при проведении испытаний в трехосном напряженном состоянии или на прямой сдвиг, было равно 28°, а наиболее высокое — 45° во всех случаях в зависимости от абсолютной плотности песка. Вместе с тем при испытаниях песка на срез по двум плоскостям были получены более высокие значения φ, вплоть до 60°. Однако эти результаты являются, по-видимому, следствием защемления зерен в приборах такого типа.

По существу, как для абсолютно сухого, так и для полностью водонасыщенного песка значение угла внутреннего трения φ должно быть одним и тем же. В инженерных справочниках, вышедших из печати около 20 лет назад, значение φ для водонасыщенных песков зачастую указывалось на 20—30% ниже по сравнению с его значением для песков в сухом состоянии. Такое различие в углах φ последними данными подтверждено не было. По-видимому, эти данные базировались не на результатах проведенных испытаний, а на наблюдениях за углами естественного откоса в натурных условиях. Волновое воздействие, а иногда и фильтрационные силы, возникающие при стекании по откосам дождевых вод, нередко приводят к более пологим откосам берегов у уреза воды в водоемах и водотоках. Таким образом, может возникнуть неправильное предположение о более низких значениях угла φ в условиях насыщения песка водой.

В этой связи следует, кроме того, отметить, что на поверхности естественного песчаного откоса благодаря самой природе явления не существует какого-либо ограничения для разуплотнения песка, которое связывается здесь со скатыванием его зерен по откосу и которое в толще внутри плотной массы песка сильно затрудняется ввиду защемления отдельных зерен. По этой причине угол естественного откоса aR, как показано на рис. 7.5, не может отражать изменения плотности песка во всей его массе в целом, как это свойственно углам внутреннего трения φ. Об этом уже говорилось ранее.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: