Menu

Поиск по сайту

Собрание уникальных книг, учебных материалов и пособий, курсов лекций и отчетов по геодезии, литологии, картированию, строительству, бурению, вулканологии и т.д.
Библиотека собрана и рассчитана на инженеров, студентов высших учебных заведений по соответствующим специальностям. Все материалы собраны из открытых источников.

Модель объемных сил

Процесс консолидации грунта представляет собой взаимодействие перемещающихся фаз грунта. Можно считать, что защемленные пузырьки газа перемещаются вместе со скелетом грунта, а жидкая фаза (вода) — относительно подвижного скелета грунта. Все это создает силы взаимодействия между этими фазами в виде массовых или объемных сил. Действие этих сил на скелет грунта и газ определяется силами взвешивания и фильтрационными силами. Поэтому расчетная схема (модель) явлений консолидации грунта состоит в учете действия объемных фильтрационных сил в той или иной системе уравнений принимаемой расчетной модели скелета грунта и в дополнении ее уравнениями, описывающими процесс консолидации грунта. Такую модель консолидирующейся грунтовой среды В. А. Флорин назвал моделью объемных сил.

Если для скелета грунта принять модель линейно деформируемой среды, то для плоской задачи в соответствии с системой уравнений

 [image]

Таким образом, получена замкнутая система уравнений модели объемных сил, конкретные задачи которой иногда называют связанными задачами теории упругости и теории консолидации. Неизвестными в этой системе являются четыре взаимосвязанные величины ах, стг, тЖ2 и Я. При решении этой системы уравнений должны выполняться соответствующие начальные и граничные условия.

Начальные условия = 0) рассмотрим для простейшего случая отсутствия защемленного газа (|3 = 0), т. е. двухфазного грунта (з= = 0) и мгновенного приложения внешней нагрузки. Учитывая, что воду, а тем более твердые частицы можно считать несжимаемыми и что за начальный период, т. е. I = 0, невозможно отжатие воды из пор грунта, следует принять положение, что в начальный момент времени в полностью водонасыщенном грунте невозможно изменение его пористости или коэффициента пористости. Принимая во внимание, как ранее было принято в§8.4, что изменение коэффициента пористости связано с изменением суммы напряжений, т. е. условие (2.21), как следствие невозможности изменения объема пор в начальный момент приложения внешней нагрузки, можно сделать вывод, что сумма напряжений от этой нагрузки должна быть равна нулю, т. е. 0О = 0. Поэтому система уравнений линейно деформируемой двухфазной среды, которой должно удовлетворять начальное напряженное состояние, имеет вид

(8.41)[image]

На граничных водопроницаемых поверхностях для любого момента времени I > 0 касательные и нормальные напряжения должны быть равны заданным, а напоры в воде равны нулю. На водонепроницаемых границах касательные напряжения должны быть равны заданным, а сумма нормальных напряжений и давлений в воде — внешней нормальной нагрузке. Кроме того, на водонепроницаемой границе скорости движения скелета грунта и воды по направлению нормали п к границе должны быть равны нулю. В случае учета линейной ползучести скелета грунта система уравнений модели объемных сил будет отличаться от (8.39), (8.40) в основном тем, что вместо уравнения консолидации (8.40) в ней будет уравнение консолидации (8.38).

Модель объемных сил может быть использована и в случае принятия для скелета грунта модели среды теории предельного равновесия. Замкнутая система будет состоять из уравнений равновесия, уравнения предельного равновесия (2.6) и уравнения консо

лидации (8.29). В случае модели объемных сил смешанной задачи теории упругости и теории пластичности добавятся соответствующие геометрические и физические уравнения.

Решения конкретных задач на основе модели объемных сил получаются весьма сложными, число их ограничено и некоторые из них описаны в работах [9, 33]. Только в связи с развитием применения в механике грунтов метода конечных элементов и все большим увеличением возможностей ЭВМ в последние годы наметилась тенденция к разработке решений ряда прикладных задач на основе описанных выше простейших и более сложных моделей объемных сил.

 

Оставьте свой комментарий

Оставить комментарий от имени гостя

0
  • Комментарии не найдены

Последние материалы

Заключение (Грунты)

При построении курса учитывалась необходимость его использования для различных гидротехнических специальностей и специализаций. В качестве основной части для студентов всех гидротехнических специальностей следует считать обязательным прочтение гл. 1—7. В гл. 8...

25-08-2013 Просмотров:5814 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Представления о решении задач нелинейной механики грунтов

На современном этапе развития нелинейного направления механики грунтов оформились два основных подхода к решению практических задач расчета грунтовых оснований и сооружений: нелинейно-упругий и упругопластический (А. К. Бугров, С. С. Вялов...

25-08-2013 Просмотров:8756 Грунты и основания гидротехнических сооружений

Прочность грунтов при сложном напряженном состоянии

Для сред и материалов, обладающих сплошностью, предложено много различных условий прочности. Для оценки прочности грунтов наиболее широкое распространение получило условие Мора—Кулона (2.38), не содержащее промежуточного главного напряжения а2 и тем...

25-08-2013 Просмотров:5408 Грунты и основания гидротехнических сооружений