Диссертация (1141446), страница 11

Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла (страница 11)

Вкачестве единичного напряжения принято напряжение 1 тс/м2.Можно также выразить степенную зависимость в безразмерном виде [Janbu]:n1 e    ,K B  pa где K B – безразмерный модуль объёмного сжатия,(2.3)pa – атмосферное давление в той системе единиц измерения, в которойизмеряется  ( pa  10 тс / м2  0,1МПа ).Таблица2.2-Параметрыкривыхдеформируемостигрунтовпривсестороннем сжатииГрунткриваяE0, тс/м2nKBГорная массаминимуммаксимумсредняяминимуммаксимумсредняяТери10500171332001986242022003590,970,810,880,620,850,750,451125265422476342391127ГравийногалечниковыйгрунтСравнивая деформируемость горной массы и гравийно-галечниковыхгрунтов (рисунок 2.7), можно заметить, что: горная масса более деформируема (на 20-40%), чем гравийно-галечники,58 объёмные деформации гравийно-галечникового грунта затухают быстрее,чем у горной массы.Длягравийно-галечниковогогрунтазависимость(2.2)имеетболеенелинейный характер, чем у горной массы.Теперьвыражениенайдёмдлявеличинымодуля объёмной деформацииE0 ,которыйсвязываетненапряжения и деформации, аих приращения.

Получаем n  n 1e (2.3)E0E 0 1nE0 .n(2.4)Обозначив n B  1  n ,Рисунок 2.7 - Сравнение зависимостей e=f()EK B   0n , получимn paсжатиикрупнообломочных грунтов при всестороннемnBE0  K B p a   . pa (2.5)В дальнейшем будем принимать:для горной массы n =0,81, E0=1820 тс/м2, K B =281, тогда n=0,19, K B =348,для галечника n =0,75, E0=2200 тс/м2, K B =391, тогда n=0,25, K B =521.Экспериментальные данные о деформируемости крупнообломочныхгрунтов участке формоизменения.Для анализа деформируемости крупнообломочных грунтов на девиаторномучастке нагружения использованы данные Марсала (рисунки 2.8, 2.9), Марачи(рисунки 2.10, 2.11, рисунок 2.3 Приложения), Линеро (рисунок 2.12) и Гупта(рисунок 2.1 и 2.2 Приложения), т.к. только они относятся к крупнообломочным59грунтам, а не к их менее крупнозернистым аналогам..

Они представлены в видезависимости (1-3) от вертикальной осевой линейной деформации eо (en) образцагрунта в стабилометре, а также зависимости радиальной линейной деформацийeбок или объёмной деформации ev от eо (en). Здесь 3 – напряжение обжатия, 1 –напряжение на торцевой грани образца.б)а)Рисунок 2.8 - Результаты испытаний гравийно-галечникового грунтана девиаторном участке (эксперименты Марсала)б)а)Рисунок 2.9 - Результаты испытаний горной массы диоритов на девиаторномучастке (эксперименты Марсала)60а)б)Рисунок 2.10 - Результаты испытаний дроблённого базальтана девиаторном участке (эксперименты Марачи)б)а)Рисунок 2.11 - Результаты испытаний грунта плотины Оровиллна девиаторном участке (эксперименты Марачи)61а)б)Рисунок 2.12 - Результаты испытаний горной массына девиаторном участке (опыты Линеро и др.)Интерес представляют начальные значения модулей сдвига, т.е.

значениямодулей сдвига при первой ступени девиаторного нагружения.Их легко найти из формулы G где T ГTГ(2.6)11  3  – интенсивность касательных напряжений,32eo  eбок  – интенсивность касательных деформаций.3В результате были получены графики изменения начальных значениймодулей сдвига G в зависимости от напряжения обжатия 3 (на рисунках )(рисунок 2.13 и рисунок 2.14). Можно заметить, что модуль сдвига увеличиваетсяс ростом напряжения обжатия. Причём в опытах Гупта и Марачи модули сдвигадля горной массы и гравийно-галечниковых грунтов примерно одинаковы. Вопытах Марсала у гравийно-галечникового грунта модули сдвига примерно в 2раза больше, чем в опытах Гупта (рисунок 2.14).

Для горной массы модулисдвига, полученные Марсалом и Гупта, очень близки между собой (рисунок 2.15),хотя Марсал испытывал довольно рыхлую горную массу, а Гупта – болееуплотнённую.62Рисунок 2.13 - Изменение значенийначального модуля сдвига горноймассы от напряжения обжатияРисунок 2.14 - Изменение значенийначального модуля сдвига гравийногалечникового грунта от напряженияобжатияЗависимость начального модуля сдвига G от напряжения обжатия  (или 3)хорошо аппроксимируется степенной зависимостью вида (рисунки 2.13, 2.14):G  G1 m или G  K G pa  3  pa m(2.7)где G1 – модуль сдвига при напряжении =1 тс/м2,m – показатель степени,K G – безразмерный модуль сдвига.Интересно отметить, что в некоторых случаях для горной массы и длягалечникапоказателистепениблизкик0,6÷0,65(таблица 2.3).Можнопредположить, что величина показателя степени m не связана с величинойпоказателя степени n, т.к.

она различна для горной массы и для галечника.63Таблица 2.3 - Параметры аппроксимирующей функции для зависимостиначального модуля сдвига от напряжения обжатияпараметрГорная массаГравийно-галечниковый грунтМарсалМарачиГуптаМарсалМарачиГуптаG1, тс/м222023002308003050250m0,650,260,630,550,210,65KG98,376,298,1357,380,5111,7Полученные модули сдвига имеют довольно большой разброс значений.Бóльшие значения модулей сдвига характерны для опытов Марачи, а также вопытах Марсала с гравийно-галечниковым грунтом, т.к.

в этих случаяхиспытывался реальный грунт необходимой плотности сложения. Остальныезначения модулей деформации, по-видимому, ниже чем реальные.Анализ показывает, что при обжатии 1 МПа начальный модуль сдвига длягорной массы составляет 4080 МПа. Обработка экспериментальных данныхЛинеро [Linero, Palma, Apablaza], в которых исследовалась горная массапрактически реального зернового состава, показала, что начальный модульдеформации может превышать 100 МПа. Это больше, чем в опытах Гупта,Марачи и Марсала.Сравнение экспериментальных зависимостей со справочными данными.Для проверки полученных значений параметров нелинейной моделисравним их с теми, которые приведены в литературе.

Впервые показательнуюфункцию для описания зависимости модулей деформации от величины обжатияпредложил использовать Janbu [Janbu] в 1963 году. В гиперболической моделигрунта [Duncan, Byrne, Wong, Babry] связь начального модуля линейнойдеформации от обжатия выражается в виде следующей степенной зависимости:n Ei  K pa  3  , pa (2.8)где K – коэффициент, выражающий в безразмерном виде величину модулядеформации,64n – показатель степени.Для модуля объёмной деформации с 1980 года используется аналогичнаяформула: E0  K B pa  3  pa nB(2.9)где KB – безразмерный коэффициент,nB – показатель степени.При этом в этих формулах имеются в виду модули, которые связываютмежду собой приращения напряжений и деформаций, а не их полные величины.Данные формулы похожи на полученные нами.

Можно сравнить параметры,полученные нами (таблица 2.4) с теми, которые приведены в литературе(таблица 2.5, составленная по данным [Saboya, Byrne]).Таблица 2.4 - Полученные параметры деформируемостигрунтгорная массагалечникnB0,190,25m0,650,65KB348521KG98120Таблица 2.5 - Параметры гиперболической моделиАвторКnKBnBТип грунтаMarsal 19735340,372830,14горная масса крепкого базальтаSigner, 19734500,35горная масса крепкого базальтаSigner, 19734000,51горная масса из базальтаMarsal5400,431350,34горная масса из конгломератаMarsal6900,451700,22гравийно-галечниковый грунтMarsal3400,28520,18горная масса из диоритовMarsal4500,372550,18горная масса из базальта4000,211750Sharnon[Duncan, 1980]горная масса трещиноватогоАнализ таблицы показывает, что всегда nnВ.базальта65Сравнение параметров для объёмного деформирования показывает, чтозначение nB похоже, но значения модуля KB взяты нами бóльшие.Сравнение значений параметров для сдвиговых деформаций осуществитьсложнее.

С учётом связи модуля сдвига и модуля линейной деформации черезкоэффициент Пуассона. модуль сдвига K G для деформаций сдвига должен бытьпримерно на 20-30% меньше, чем модуль K для линейных деформаций. Видим,что полученные нами значения K G существенно занижены - K G меньше модуляK в среднем в 4 раза.При сравнении показателя m будем исходить из того, что он долженнаходиться между показателями степени объёмного сжатия nB и сдвига m. Так иполучается.Таким образом, полученные нами эмпирические параметры сдвиговыхмодулей занижены.Теперь сравним полученные нами параметры с теми параметрамигиперболической модели, которые принимают другие исследователи привыполнении расчётов НДС каменно-набросных плотин (таблица 2.6).Таблица 2.6 - Параметры гиперболической моделиИсточник[Mohd Hilton Ahmad][He Yu, Shouju Li, YingxiLiu, Jun Zhang][Dakoulas, Thanopoulos,Anastasopoulos][Wei Zhou, Junjie Hua,Xiaolin Chang, …][Massiera, SzostakChrazanowski, Vautour, …]зонаплотины3B3C3B3C3B3C3B3CnKnBKB0,300,340,320.450.450.350.250.50.585079075060015011008505004000,200,180,160.220.220.100.050.200.20550305290450112.5600400240240Как видим, полученные нами параметры занижены, особенно те, которыехарактеризуют сдвиговые деформации.

Это можно объяснить тем, что грунты,66которые исследовались в стабилометрах, имели меньшую плотность сложения посравнению с той, которая достигает при их укладке в тело плотины.Экспериментальные данные о прочности крупнообломочных грунтов.Нарисунке 2.15показаныпостроенные нами огибающие круговМора, характеризующих предельноенапряжённое состояние. Видно, что иМарсаломиГуптойпрочностьгалечниковыхгрунтовполученавыше, чем прочность горной массы.То же было получено и другимиисследователями.исследованияхНоМарачивпрочностьэтих грунтов получена одинаковой,что, по-видимому, объясняется тем,чтоисследованныегрунты–Рисунок 2.15 - Огибающие кругов Морадля крупнообломочных грунтовразнородные по форме частиц.Все огибающие кругов Мора – криволинейные на участке малых напряжений(до 1,2 МПа), а при больших напряжениях зависимость =f() – линейна.

Характеристики

Список файлов диссертации