Сопротивление песков растяжению и их «балочная» прочность » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Сопротивление песков растяжению и их «балочная» прочность

04.07.2021

В тех случаях, когда потенциальное сопротивление песка сдвигу обусловливается обжимающим давлением, песок будет вести себя в основном как твердое тело. При таких условиях песок будет обладать «балочной» прочностью и будет сопротивляться изгибу. Это положение может быть подтверждено в лаборатории экспериментом, показанным на двух фотографиях (рис. 7.28). Резиновая футбольная камера заполнялась песком. К камере подсоединялся воздушный насос. При этом внутри камеры создавался практически вакуум. Неуравновешиваемое избыточное давление наружного воздуха давит на резиновую камеру, прижимая зерна песка друг к другу, и вся песчаная масса становится на ощупь твердой. В этих условиях, как показано на рис. 7.28, а, заполненная песком камера вследствие предварительного его уплотнения начинает работать как балка. В таком состоянии камера с песком может нести без заметного изгиба сосредоточенную нагрузку в 15 фунтов, приложенную к ее центру. Однако, как показано на рис. 7.28, б, песчаная балка немедленно теряет свою прочность под приложенной нагрузкой, как только воздушный насос от футбольной камеры будет отключен. Следует отметить, что «балочная» прочность, демонстрируемая на рис. 7.28,а, возникает в результате всестороннего давления, не превышающего 1 ат, или приблизительно 1 т/фут2. При объемном весе грунта, равном в невзвешенном состоянии 105 фунт/фут3 и во взвешенном 62 фунт/фут3, эффективное вертикальное давление σ1, приблизительно соответствующее 1 ат, будет создаваться весом слоя грунта при его мощности только 19 футов, если он лежит выше свободной поверхности воды, или 33 фунтам грунта в подводном состоянии.

Соответствующее той же глубине боковое давление σ3 в песчаной толще зависит, однако, от множества переменных факторов и обычно не превосходит 0,4 или 0,5 σ1. Таким образом, условия, иллюстрируемые рис. 7.28, в песчаной толще в природной обстановке почти никогда точно не воспроизводятся. Поэтому описанный эксперимент служит только для качественной демонстрации преобразования песка, подверженного обжатию, в твердое тело и не может быть использован для какой-либо количественной оценки «балочной» прочности.

На подобном принципе основан вакуумный метод испытаний при трехосном напряженном состоянии. Этот метод имеет преимущество перед другими в том отношении, что отпадает необходимость в какой-либо заполненной жидкостью камере давления, подобной изображенной на рис. 7.10, которая требуется для проведения традиционных испытаний. В этих условиях обжимающее давление σ3 будет отвечать разрежению воздуха внутри резинового цилиндра, достигаемому с помощью воздушного насоса и измеряемому манометром.

Частичное насыщение песка капиллярной влагой может придавать песчаной массе некоторое незначительное кажущееся сцепление и, следовательно, некоторую небольшую прочность на растяжение.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: