ما هي الأدوات المستخدمة لتحديد خصائص تشوه التربة. أنظمة. تحديد قدرة التحمل

قوة التربةتسمى قدرتهم على مقاومة الدمار. في الحالة العامة ، يمكن أن يكون تدمير التربة ناتجًا عن قوى ذات طبيعة مختلفة (ميكانيكية ، حرارية ، كهربائية ، إلخ) ، لذلك يتم تمييز الأنواع المقابلة من قوة التربة وفقًا لطبيعة الآثار المدمرة. للأغراض الجيوتقنية ، من المهم أولاً وقبل كل شيء معرفة ذلك القوة الميكانيكيةالتربة ، أي قدرتها على مقاومة التدمير تحت تأثير الضغوط الميكانيكية. إذا تم تحديد خصائص تشوه التربة عند الضغوط التي لا تؤدي إلى التدمير (أي ، دون الحرج) ، فإن معلمات قوة التربة تتوافق مع الضغوط المدمرة الحرجة ويتم تحديدها عند الأحمال النهائية التي تسبب إما فصل الجسم إلى أجزاء (على سبيل المثال) التربة المرنة) أو تغيير لا رجعة فيه في أشكال الأجسام نتيجة تشوه تدفق البلاستيك (للتربة البلاستيكية).

يتم تحديد الطبيعة الفيزيائية لقوة التربة من خلال قوى التفاعل بين عناصرها الهيكلية - البلورات والحبوب والشظايا والركام والجسيمات ، أي تعتمد على نوع وخصائص الروابط الهيكلية. كلما زادت قوة التفاعل بين العناصر الهيكلية للتربة ، زادت قوتها ككل. لذلك ، فإن التربة الصخرية ، التي تسود من بينها الروابط الهيكلية الكيميائية القوية (التبلور والتدعيم) ، تتمتع بقوة أكبر من التربة المشتتة ذات الروابط الهيكلية الفيزيائية والكيميائية الفيزيائية الضعيفة.

نظرًا لأن الضغوط المختلفة (العادية ، العرضية ، الحجمية ، أو مجموعات منها) يمكن أن تعمل على عينة التربة المختبرة ، ثم قياس قوتهايمكن اختيارها أنواع مختلفةالضغوط الحرجة أو نسبتها ، هذه هي التدابير التي معلمات القوة.

الآن ، أكثر من دزينتينتم تطوير ظروف القوة لوصف سلوك التربة الطينية والرملية. وفقًا للتصنيف الذي اقترحه W.-F. تشين ، يمكن تقسيم جميع حالات الإجهاد في التربة إلى واحد واثنين من المعلماتعارضات ازياء. تشمل النماذج ذات المعلمة الواحدة شروط القوة Tresca و Mises و Lade و Duncan. تتضمن النماذج ذات المعلمتين الشروط التي اقترحها Mohr-Coulomb و Drucker-Prager و R. Lade و M.V. Malyshev وآخرون. بعد نشر W.-F. لقد مرت سنوات عديدة تشين (1984) ، تم خلالها اقتراح ظروف القوة أو نماذج التربة ، والتي يمكن تسميتها متعدد المعلمات.تتضمن أكثرها تعقيدًا ما يصل إلى 6 معلمات مستقلة تم تحديدها من تجارب معقدة للغاية ومكلفة. على الرغم من تنوع ظروف القوة ، يتم استخدام القليل منها في الممارسة العملية. هذا ، أولاً وقبل كل شيء ، حالة قوة Mohr-Coulomb ونموذج Cap و سطح متعددنماذج (بريفوست ، 1977 ، 1985 ؛ دافاليا ، 1985). تعتبر المجموعتان الأخيرتان من نماذج التربة أكثر تعقيدًا ولا تسمحان بالحصول على حلول في شكل تحليلي ، لذلك يتم استخدامها في الميكانيكا غير الخطية وحل المشكلات العددية.

في تقييم قوة التربة ، الأكثر استخدامًا نظرية الحالة المحدودةوفقًا لمعايير معينة لقيم الإجهاد الحرجة (المحددة) التي يتم تحديدها بحيث يمكن لعينة التربة الصمود دون تدمير. تسمى حدود القوة مثل هذه الحدود ، عندما يتم تجاوزها ، يحدث تدمير التربة ولا يدرك القوى المطبقة عليها. تتوافق القيم الحرجة للمعلمات مع أنواع مختلفةحالة إجهاد التربة ، والتي يمكن أن تتواجد فيها والتي يمكن أن تتميز بقيم الضغوط الرئيسية σ1 و 2 و 3، و σ1 و 2 و 3على هذا النحو يتم النظر في أغلب الأحيان (الشكل 8.27):

• القص المستوي ( σ1> 0 ، r> 0 ، الشكل. 8.27 أ)؛
• التوتر أحادي المحور σ1 0 ، σ2= σ3= 0 ، شكل. 8.27 ب)؛
• ضغط أحادي المحور (متى σ1> 0, σ2 = σ3= 0 ، شكل. 8.27 في)
• ضغط ثلاثي المحاور (σ2 = σ3 ≠ σ1> 0 ، شكل. 8.27 (د ، د, ه).

أرز. 8.27. مخططات التجارب: على القص (أ): التوتر أحادي المحور (ب) ؛ للضغط أحادي المحور (ج): للضغط ثلاثي المحاور: لتحديد القوة غير المصفاة للتربة (د): قوة التصريف للتربة الرملية (هـ) والطينية (و)

خصائص قوة التربة المتناثرة (زاوية الاحتكاك الداخلي <р ويمكن الحصول على تماسك محدد ج) عن طريق اختبار التربة بالطرق المعملية: القص أو الضغط ثلاثي المحاور ، التوتر ، لكن زاوية الراحة ، المسافة البادئة للختم بسطح كروي أو مخروطي الشكل ، وفي الحقل - اختبارات لقطع التربة أعمدة في حفر أو حفر. يتم إعطاء معلمات خصائص القوة والطرق المختبرية لتحديدها ، التي تنظمها الوثائق التنظيمية الحالية ، في الجدول. 8.30

بالنسبة للتربة الطينية المشبعة بالمياه ذات مؤشر التدفق // ،> 0.5 ، التربة العضوية والمعدنية والعضوية ، والتي يصعب فيها تحضير أعمدة للاختبارات الميدانية أو أخذ عينات للاختبارات المعملية ، خصائص القوة (сn) لحساب القواعد من هذه يمكن تحديد التربة في حالة عدم الاستقرار بالطريقة الميدانية للقص الدوراني في الآبار أو الكتلة.

قيم (أرزالتربة الرملية والتربة الطينية للمنشآت II و III يمكن تحديد مستويات المسؤولية من خلال الطرق الميدانية للقطع الانتقالي والحلقي في الآبار. في الوقت نفسه ، بالنسبة لهياكل المستوى الحادي عشر من المسؤولية ، يتم الحصول على القيم <р و ج يجب تحديدها على أساس مقارنتها بنتائج الاختبارات الموازية لنفس التربة بالطرق المختبرية للقص أو الضغط ثلاثي المحاور ، وفي الميدان - اختبارات قص أعمدة التربة في الحفر أو الحفر.

قيم (رو معيمكن تحديد التربة الرملية والطينية طريقة السبر الثابت. والرمال (باستثناء المياه الغرينية المشبعة) - طريقة السبر الديناميكي.بالنسبة لهياكل المستوى الأول والثاني من مستويات المسؤولية ، يتم الحصول على القيم عن طريق السبر (أرزيجب صقلها على أساس مقارنتها بنتائج الاختبارات الموازية لنفس التربة بالطرق المختبرية للقص أو الضغط ثلاثي المحاور ، وفي الميدان - اختبارات قص أعمدة التربة في الحفر أو الحفر. في حالات أخرى ، يُسمح بتحديد القيم (أرزفقط وفقًا لبيانات السبر [114].

اختبار القص الدوراني للمروحةيجب إجراؤها لتقييم القيم القصوى لمقاومة القص مع والتربة العضوية والمعدنية والعضوية والتربة الطينية ذات اللدائن اللين واتساق السوائل في الظروف غير المصفاة. يجب تنفيذ منهجية الاختبار وتفسير النتائج التي تم الحصول عليها وفقًا لـ GOST 20276-99 (أو ASTM D2573 ، NEN 5106 عند إجراء المسوحات بالاشتراك مع مستثمرين أجانب أو وفقًا لاختصاصاتهم).

يجب أن يتم تحديد خصائص قوة التربة في الظروف المختبرية بواسطة طريقة الضغط ثلاثي المحاور (GOST 12248) ، ويجب استخدام نتائجها لتصحيح بيانات الاختبار للقطع أحادي المستوى. يمكن تنفيذ أنواع أخرى من حالات الإجهاد في أجهزة القص المباشر والحلقية (الشكل 8.28 ، ط) ، في التركيبات مع تشوه العينة (الشكل 8.28 ، ب) ، باستخدام مقاييس قص المكره المختبرية (الشكل 8.28 ، في)وعند اختبار العينات الأسطوانية الصلبة والجوفاء للالتواء (الشكل 8.28 ، د ، ه).يمكن أن تكون عينات التربة على شكل: مكعب ، متوازي السطوح ، أسطوانة صلبة أو مجوفة ، ملف صلب أو مجوف.

الجدول 8.30

طرق تحديد خصائص قوة التربة غير المجمدة

نهاية الجدول. 8.30

أرز. 8.28 مخططات وصور الأجهزة:

أ - القص الحلقي: ب - القص المباشر مع تشويه العينة ؛ ج - نسخة مختبرية من المكره واختبار المكره الميداني ؛ د ، هـ - مخططات لاختبار العينات الأسطوانية الصلبة والجوفاء للالتواء (81. 92]

تُستخدم أجهزة القص الحلقي لتحديد قوة التربة في كل من تشوهات القص الصغيرة والكبيرة (مئات بالمائة). تظهر معظم أنواع التربة انخفاضًا في القوة مع زيادة إجهاد القص بعد الوصول إلى حالة الذروة. يمكن إصلاح هذه العملية في جهاز القص الحلقي ، وكذلك باستخدام جهاز القطع المباشر. تحت التحميل الحركي للعينة.في جهاز القص الحلقي (الشكل 8.29) ، بالإضافة إلى قيم الزاوية القصوى والحد للاحتكاك الداخلي ، يتم قياس المعلمة القوة المتبقية (ص ز ،تستخدم في حساب ثبات المنحدرات ومنحدرات الحفر والجدران الاستنادية وفي نمذجة عمليات الانهيار الأرضي أو حركة التربة في منطقة الصدع على طول مستوى انزلاق تم تشكيله بالفعل. تكمن الميزة الرئيسية لاختبار القص الحلقي في تشوه القص بمنطقة عينة ثابتة طوال التجربة بأكملها ، بالإضافة إلى القدرة على إجراء اختبارات التربة بتشوه القص بأكثر من 10 ... 30٪ ، وهو أمر غير ممكن مع القص المباشر أو أجهزة القص البسيطة. بالإضافة إلى ذلك ، في ظل ظروف القطع الحلقي ، لا يتغير اتجاه الجسيمات في حالة ما بعد الذروة ، والتي تتميز بتماسك شبه معدوم وأقل احتكاك.

عند الاختبار في جهاز القص الحلقي ، تكون التربة في حلقتين (علوية أو سفلية) ، إحداهما تدور والأخرى (علوية أو سفلية) بلا حراك. تجرى التجربة تحت ضغط طبيعي ثابت ، والذي يتحدد بالاعتماد على:

أين ر- الحمولة من وزن البضائع والطوابع والقضيب ؛ جي 0 و ز ،- على التوالي ، نصف القطر الداخلي والخارجي للختم الحلقي.

يتم حساب إجهاد القص من حجم عزم الدوران م

أرز. 8.29 أجهزة القص التي تحدد الضغوط المباشرة والمتبقية: أ - المخططات التجريبية مع الأجهزة الحلقية ؛ س - مخطط الجهاز الدائري ؛ ج - صورة لمقبض حلقي (تم تصنيعه بواسطة Wykeham Farrance)

تتيح طريقة القص الحلقي إعادة إنشاء ظروف مشابهة للظروف الطبيعية في المختبر والحصول على قيم دقيقة جدًا للمقاومة المتبقية ، والتي لا تعتمد فقط على الضغط الطبيعي في مستوى القص ، ولكن أيضًا على معدل القص. عادة ، عند إزاحة المنحدرات ، تُلاحظ سرعة حركة كتل التربة من 5 سم / سنة إلى 50 سم / يوم.

أجهزة القص البسيطة مع تشوه العينة (الشكل 8.28 ، ب)تسمح بمحاكاة الظروف المختلفة لأحمال القص. تم استخدام النتائج في حساب ثبات المنحدرات تحت الماء للأرفف القارية ، والتي تتميز بوجود طبقات من التربة الطينية ؛ عند التنبؤ بسلوك التربة تحت أساس المنصات البحرية أو بالقرب من السطح الجانبي للأكوام. تم تصميم الوحدة لضغط عينة الصرف ثم القص. يحدث تشوه القص بسبب الإزاحة الأفقية للجزء السفلي من العينة بالنسبة إلى الجزء العلوي ، وتنزلق الحلقات فوق بعضها البعض ويظل قطر العينة ثابتًا ، لذا فإن أي تغييرات في الحجم تكون نتيجة للحركة الرأسية للجزء العلوي المشبك. أثناء مرحلة القص للاختبار ، يتم الحفاظ على الارتفاع الرأسي للعينة ثابتًا بواسطة محرك رأسي متصل في التغذية المرتدة إلى مستشعر الخلط. يمكن أن تكون عينات التربة على شكل أسطوانة أو مستطيل أو مكعب.

ميزة هذا الجهاز هي أنه إذا ، في ظل ظروف قطع مستقيميحدث تدمير عينة التربة على طول مستوى أفقي مثبت مسبقًا ، ثم في ظل الظروف تحول بسيطسيستمر الفشل على طول سلسلة من مستويات القص الأفقية (أو الرأسية) فوق أضعف مناطق التربة بأقل مقاومة. على عكس اختبار القص المباشر (حيث يكون من المستحيل عمليًا تحمل الظروف غير الجافة) ، فإن اختبار القص المباشر يحتوي على عينة مغلفة بالمطاط ، مما يسمح بإجراء اختبارات الصرف وغير المصفاة مع الحفاظ على حجم التربة ، وكذلك قياسات ضغط المسام. تتيح الاختبارات في ظل ظروف القص البسيطة تحديد ليس فقط معاملات القوة ، ولكن أيضًا معامل القص ج.

يتم إجراء اختبارات القص أحادي المستوى أو القص الحلقي بشكل أساسي لمثل هذه الظروف لاستقرار التربة ، عندما تكون هناك مستويات تكسير واضحة أو عندما يتم تحديد خصائص القوة على أساس سطح التلامس ipruit. نتائج هذه الاختبارات تتفق بشكل جيد. تكون الضغوط تحت ظروف القص المحيطي أكثر اتساقًا ، ومن الأسهل الحصول على سلالات قص كبيرة وتحديد قوة التربة المتبقية في هذا الاختبار مقارنةً باختبار القص المباشر. تحضير العينة للاختبار في ظل ظروف القص المباشر يتطلب عمالة أقل مقارنة بالقص الدائري.

تشير مقارنة نتائج الاختبار في ظروف القص البسيطة مع نتائج الاختبار في ضغط ثلاثي المحاور أو القص المباشر إلى أنه في ظل ظروف القص البسيطة ، تكون القوة القصوى أقل ، ويكون الفرق في قيم القوة المتبقية أقل أهمية. بالنظر إلى هذه الاختلافات ، يوصى بأخذ قيم مقاومة القص القصوى مع عوامل الاختزال 0.77-0.85.

للدراسات الميدانية لقوة التربة الضعيفة (الخث ، الطمي ، التربة الطينية السائلة والبلاستيكية السائلة) ، يتم استخدام مقياس قص المكره. يتم استخدام جهاز صغير مماثل في المختبر. يتكون الدافع من لوحين متعامدين متطابقين مستطيل الشكل مثبتين على محور عمودي (الشكل 8.28 ، في) ، التي يتم تطبيق عزم الدوران عليها ويتم قياس قيمته الحدية ، للحساب مقاومة القص غير المجفف مع و.

في المنشآت التي تعمل وفقًا لمخططات قص الالتواء (الشكل 8.28 ، د) والتواء الأسطوانة المجوفة (الشكل 8.28 ،<)), образцы фиксируются в основании, и вращение производится вокруг вертикальной оси в верхней части образца. Изначально для этих схем испытаний применялись стабилометры кручения, в 1957 г. W. Kirpatric предложил использовать полые цилиндры грунта, что позволило приводить во вращение верхний нагрузочный штамп, а также создавать давление внутри и с внешней стороны образца. За рубежом приборы для испытаний получили название НСА (Hollow Cylinder Apparatys). При испытании полых цилиндрических образцов (рис. 8.30, في)يتم نمذجة ضغط ثلاثي المحاور الحقيقي مع دوران اتجاهات محاور الضغط الرئيسية (الشكل. 8.30 ، أ).نتيجة لذلك ، يتم إنشاء مجموعة واسعة من المتغيرات المحتملة لحالة الإجهاد المعقدة في عينة التربة ، وهو أمر مهم بشكل خاص للتربة متباينة الخواص: يمكن للمرء تغيير الوضع الرأسي (

أرز. 8.30 اختبارات العينات الأسطوانية المجوفة: أ - الضغوط القصوى والدنيا في تربة الأساس: ب - جهاز HSA (الشركة المصنعة Wykeham Farrance) ؛ في أجهزة تحضير العينات ؛ د - عينة من التربة قبل التركيب في غرفة ثلاثية المحاور

كما لوحظ بالفعل ، عند اختبار التربة ، من الضروري اختيار الظروف التي تتوافق تمامًا مع ظروف العمل الفعلية للتربة عند قاعدة الهيكل المستقبلي. تشمل العوامل الخارجية الرئيسية التي تؤثر على قوة التربة: نوع حالة الإجهاد ، وظروف الاختبار (نظام مغلق أو مفتوح ، وتأثير ضغط المسام ، وما إلى ذلك) ، ومعدل التحميل ، ونمط تحميل العينة (ثابت أو ديناميكي) ، إلخ.

تأثير نوع حالة الإجهاد تحت ظروف القص النقي ، التوتر والضغط أحادي المحور ، والضغط ثلاثي المحاور(تظهر مخططات التجارب في الشكل 8.27) لقوة التربةيمكن تحليلها باستخدام دوائر Mohr في جواز سفر قوة التربة (الشكل 8.31). جواز سفر قوة التربةهو منحنى يغلف دوائر الإجهاد Mohr في إحداثيات الضغوط العادية والقص. دائرة حد موهريتوافق مع حالة الإجهاد النهائية التي تم تحقيقها

لنسبة معينة من الضغوط الطبيعية الأكبر والأصغر ، ولها نصف قطر ص =/ 2 بإحداثيات المركز (/ 2 ؛ 0). لبناء جواز سفر للقوة وفقًا لتحديد القوة المطلقة في ضغط الحجم والضغط والتوتر أحادي المحوربمجموع القيم المزدوجة س ج ضد= ffmax و أوه = <7 П ип (полученных при объемном сжатии не менее чем при трех различных значениях бокового давления <7з) в координатах строят полуокружности радиусами /2 с координатами центров / 2; 0) К семейству полуокружностей добавляют полуокружности радиусами (т р /2и<т с /2с координатами центров (-я р / 2; 0) и (я с / 2; 0), где <т р - предел прочности при одноосном растяжении; я с - предел прочности при одноосном сжатии.

أرز. 8.31. شهادة القوة وفقًا لتحديد القوة القصوى في ضغط الحجم والضغط أحادي المحور والشد

من الرسوم البيانية (الشكل 8.31) يتبع ذلك أن نفس التربة ، اعتمادًا على نوع حالة الإجهاد ، سيكون لها قيم مختلفة لمعلمات القوة النهائية ، أصغر قيمة هي نموذجية لظروف التوتر أحادي المحور البسيط (تمزق) ) ، الأكبر - لظروف الضغط الحجمي.

تعتمد خصائص قوة التربة على سرعة تحميل العينة ، معاملات مقاومة التربة الصخرية والمتماسكة للقص (زاوية الاحتكاك الداخلي (روالالتصاق ج) يختلفان لنفس التربة التي تم اختبارها تحت ظروف القص السريع أو البطيء. مع انخفاض معدل التحميل (زيادة مدة الاختبار) ، تقل قيمة الالتصاق المحدد بشكل طبيعي ، وتزداد زاوية الاحتكاك الداخلي. من أجل تحديد نوع حالة الإجهاد التي تصل فيها ضغوط القص إلى القوة النهائية ، مصطلحات مثل الاستقرار على المدى القصير والطويل.

استقرار قصير المدى يفترض حدوث عدد من الظروف في مجموعة من التربة الطينية الضعيفة المشبعة بالمياه ذات النفاذية المنخفضة ، أثناء البناء وأثناء تشغيل المنشأة. وتشمل هذه الظروف التحميل السريع للقاعدة ، ونقص الصرف ، وضغط المسام المفرط. في هذه الحالة ، تقدر قوة التربة الطينية شروط التحميل غير المصقول.

استقرار على المدى الطويل يتم تقييمها من حيث إمكانية الصرف والتوحيد الجزئي (أو الكامل) للتربة مع تبديد ضغط المسام وتثبيت التشوهات. تنشأ هذه الظروف على الفور أثناء البناء في التربة الخشنة الحبيبات والرملية ؛ في التربة الطينية ، يستمر استقرار التشوه لفترة أطول. عندما تحدث هذه الظروف ، تقدر قوة التربة بـ ظروف التحميل المستنزفة.

في بعض الحالات ، من الضروري تحديد استقرار القاعدة على المدى القصير والطويل. على سبيل المثال ، أثناء بناء جسر في تربة القاعدة المشبعة بالمياه ، سيكون الصرف غائبًا عمليًا ، وبعد التثبيت ، ستتغير القوة أثناء الصرف والتوحيد. في الحالة الأولى ، من الضروري إجراء اختبارات غير مجمعة غير مغطاة ، في الحالة الثانية - مجمعة أو مجمعة - غير مجرفة.

تشمل ظروف الاختبار التي تؤثر على قوة التربة في المقام الأول دوائر الاختبار المغلقة أو المفتوحة (غير المصفاة أو المصفاة).

خيارات القوة المجففة محدد في إعدادات القطع المباشر والضغط ثلاثي المحاور (اختبارات الصرف الموحدة).عند تحديد القوة في نظام مفتوحيمكن إخراج الماء من التربة عند تحميلها. ونتيجة لذلك ، فإن الحمل الذي يحدث عند النقل إلى الأرض (حول)ضغط المسام (و)يتلاشى تدريجياً ويمكن أن ينخفض ​​إلى الصفر تحت التحميل البطيء. في التربة غير المشبعة بشكل كامل ، لا يؤخذ ضغط المسام في الاعتبار. تحت تحميل استنزافتعتمد قوة التربة إلى حد كبير على ما إذا كانت التربة تتعرض للضغط أو التمدد من الحمل الخارجي. إذا توسعت التربة (على سبيل المثال ، المنطقة الواقعة أمام الجدار الاستنادي) أو تقلصت (خلف الجدار الاستنادي) ، فإن قوة التربة ستكون مختلفة. قوة التربة في التمدد أقل من قوة الانضغاط.

معلمات غير مستنزفة القوة مع وتم الحصول عليها من نتائج الاختبارات غير الموحدة غير المقيدة في التركيبات ذات القطع المباشر والضغط ثلاثي المحاور ،والتي تعكس سلوك التربة الطينية ذات النفاذية المنخفضة في أي سرعة تحميل ، حتى لو كانت بطيئة للغاية. السرعة العالية لبناء الهيكل وعدم وجود إمكانية الصرف لا تسمح للتربة بالتماسك والتأثير على قوتها. عند تحديد قوة التربة المشبعة بالمياه في نظام مغلقيتم عزل التربة عن البيئة الخارجية ، ولا يمكنها امتصاص أو إطلاق الماء عند تحميلها ، ويظل محتواها الرطوبي ثابتًا. الضغط المسامي (أو المحايد) الناتج عن تحميل العينة (و)يزيد بما يتناسب مع الحمل المطبق (حول)حتى لحظة تدمير العينة أو تظل ثابتة عند جهد ثابت معين حول.

مقاومة القص مع sفي التربة العضوية والمعدنية والعضوية المشبعة بالماء ، يُسمح بالتعرف على قيمة الالتصاق المحدد مع(حسب الطريقة (ر= 0) ، مما يجعل من الممكن حساب قدرة التحمل واستقرار الأساسات والمنحدرات وفقًا لمخططات التصميم المتاحة باستخدام البرامج القياسية. تعد الدراسات الميدانية للتربة العضوية والمعدنية والعضوية باستخدام دافع رباعي الشفرات في بعض الحالات الطريقة الوحيدة الممكنة لتحديد خصائصها الميكانيكية. تُستخدم القوة غير المدببة كعامل تصنيف في ، على سبيل المثال ، معيار BS البريطاني. في الجدول. يوضح الشكل 8.31 تصنيف التربة وفقًا للقوة غير المصرفة.

وجود أو عدم وجود ضغط الجحر في التربة له أهمية كبيرة في دراسة قوتهم. في معظم الحالات ، تتم معالجة نتائج الاختبار باستخدام حالة قوة كولوم أو موهر كولوم. تعتمد قوة التربة وفقًا لـ Coulomb على الضغط الطبيعي ، والذي يمكن التعبير عنه من حيث الضغوط الكلية والفعالة. عند تحديد معلمات القوة في الضغوط الكاملة ، لا يؤخذ ضغط المسام في الاعتبار ، بافتراض أنه يتبدد في ظل ظروف الصرف الكامل ، لذلك ، يتم إجراء الاختبارات في مرحلة القص وفقًا لمخطط مفتوح ، مما يسمح بتصريف وتحميل العينة في خطوات مع الإمساك حتى يستقر تشوه القص تمامًا. إذا تم قياس ضغط المسام ، وهو أمر ممكن فقط عندما تكون العينات مشبعة تمامًا بالماء ولا يوجد تصريف ، فعند إجراء التجارب وفقًا لمخطط القص غير الموحّد أو الموحّد غير المصقول ، فمن الممكن تحديد معلمات القوة في الضغوط الفعالة. كلما زاد ضغط المسام و،يتم نقل الجزء الأصغر من الضغط الخارجي إلى هيكل التربة. لمراعاة تأثير ضغط المسام ، وفقًا لـ K.

أين حول"- ضغط فعال و- ضغط المسام؛ ج "- تماسك محدد (من حيث الضغوط الفعالة).

الجدول 8.31

مقاومة القص للتربة في الاختبارات غير المجففة

تنوع التربة	مقاومة القص غير المجفف CN. كيلو باسكال
قوة منخفضة للغاية
قوة منخفضة جدا	10 < с„ < 20
قوة ضعيفة	20 < مع و < 40
قوة متوسطة	40 < مع و < 75
قوة عالية	75 < مع و < 150
قوة عالية جدا	150 < с„ < 300
قوة عالية للغاية	مع و> 300

وبالتالي ، إذا تم أخذ ضغط الجحر في الاعتبار في حسابات ثبات المنحدرات أو قدرة تحمل الأساسات ، فسيتم أخذ معلمات القوة في الضغوط الفعالة ؛ إذا لم يؤخذ ضغط المسام في الاعتبار ، فعندئذٍ بالكامل.

طبيعة التحميل ،التي تؤثر أيضًا على معاملات قوة التربة ، تتجلى في طرق مختلفة لنقل الضغوط الخارجية إلى التربة. يمكن أن تكون ثابتة (تحت تأثير أحمال ثابتة أو متغيرة ببطء) أو ديناميكية (تحت تأثير الأحمال المتغيرة ، الدورية ، الدورية ، النبضية ، إلخ). تختلف ميزات وأنماط تدمير نفس التربة في ظل ظروف ثابتة أو ديناميكية ، وبالتالي ، في ظل التأثيرات الديناميكية ، تتم دراسة قوة التربة بطرق خاصة.

SP 22.13330.2011
إصدار محدث من SNiP 2.02.04-88
مؤلف سمي NIIOSP على اسم N.M. Gersevanov

الفصل 5.3. ص:

1. المعلمات الرئيسية للخصائص الميكانيكية للتربة التي تحدد قدرة تحمل الأساسات وتشوهها هي خصائص قوة وتشوه التربة (زاوية الاحتكاك الداخلي φ ، التصاق محدد ج، القوة المطلقة للضغط أحادي المحور للتربة الصخرية RCمعامل التشوه هومعامل التشوه المستعرض υ للتربة). يُسمح باستخدام معلمات أخرى تميز تفاعل الأساسات مع التربة الأساسية والتي تم إنشاؤها تجريبيًا (قوى الرفع المحددة أثناء التجميد ، عوامل صلابة القاعدة ، إلخ).
   ملاحظة علاوة على ذلك ، ما لم يُذكر خلاف ذلك ، فإن مصطلح "خصائص التربة" لا يعني فقط الخصائص الميكانيكية ، ولكن أيضًا الخصائص الفيزيائية للتربة ، بالإضافة إلى المعلمات المذكورة في هذا البند.

SP 50-101-2004 "تصميم وترتيب الأساسات
وأساسات المباني والمنشآت "
مؤلف NIIOSP لهم. N.M. Gersevanova ، المؤسسة الحكومية الموحدة Mosgiproniselstroy

البند 5.1.8
تشمل الخصائص الفيزيائية والميكانيكية للتربة ما يلي:

• - كثافة التربة وجزيئاتها والرطوبة (GOST 5180 و GOST 30416) ؛
• - معامل المسامية.
• - توزيع حجم الجسيمات في التربة الخشنة والرمال (GOST 12536) ؛
• - الرطوبة عند حدود اللدونة والسيولة ، وعدد اللدونة ومؤشر السيولة للتربة الطينية (GOST 5180) ؛
• - زاوية الاحتكاك الداخلي والتماسك النوعي ومعامل تشوه التربة (GOST 12248 و GOST 20276 و GOST 30416 و GOST 30672) ؛
  

  انظر القيم التنظيمية لهذه الخصائص - الملحق أ SP 22.13330.2016

• - مقاومة الشد تحت ضغط أحادي المحور ، مؤشرات التليين والذوبان للتربة الصخرية (GOST 12248).

بالنسبة للتربة المحددة ، التي تم تحديد ميزات التصميم الخاصة بها في القسم 6 ، وعند تصميم الهياكل تحت الأرض (القسم 9) ، يجب تحديد الخصائص المحددة في هذه الأقسام بشكل إضافي. وفقًا لمهمة خاصة ، يمكن تحديد الخصائص الأخرى للتربة اللازمة للحسابات (على سبيل المثال ، الخصائص الريولوجية) بشكل إضافي.
تشمل الخصائص الفيزيائية للتربة ما يلي:
بالنسبة للتربة المحددة ، فإن ميزات تصميم أسسها موضحة في القسم 6 من SP 22.13330.2011 ، وعند تصميم أسس الأجزاء تحت الأرض من الهياكل (انظر القسم 9) ، يجب إضافة الخصائص المحددة في هذه الأقسام يحدد.
تشمل التربة ذات الخصائص غير المواتية المحددة ما يلي:

تربة الهبوط
تورم التربة
التربة المالحة
التربة العضوية والمعدنية والعضوية
التربة الطينية
التربة السائبة
التربة الغرينية
الرفع من التربة
التربة الثابتة

لتعريف خصائص التربة الرفيعة ، راجع صفحة الموقع "ميزات تصميم التربة Heaving"

عند تحديد مقاومة التربة للتصميم رقواعد المنازل الخشبية التي تنتمي إلى فئة المسؤولية المخفضة الثالثة ، وفقًا للقيم الجدولية R0(B.1-B.10 من الملحق ب) ليس مطلوبًا تحديد الخصائص الفيزيائية والميكانيكية مثل:

زاوية الاحتكاك الداخلي ، الالتصاق المحدد ، معامل التشوه ومعامل التشوه العرضي للتربة (GOST 12248 ، GOST 20276 ، GOST 30416 و GOST 30672) ؛

شاهد مثالاً لتحديد خصائص التربة لاستبدال الأساس على صفحة الموقع الإلكتروني: "مثال على حساب أساس منزل خشبي"

تعريفات

الملحق أ.

1. معامل المسامية هـتحددها الصيغة (انظر A.6 GOST 25100-2011)

   ه = (ρ ث - ρ د) / ρ د ، (أ .5)

   ρ s - كثافة الجسيمات (الهيكل العظمي) للتربة ، الكتلة لكل وحدة حجم للجسيمات الصلبة (الهيكلية) للتربة جم / سم 3 ؛
   ρ د هي كثافة التربة الجافة ، وهي نسبة كتلة التربة مطروحًا منها كتلة الماء والجليد في مسامها إلى حجمها الأولي ، جم / سم 3 ، تحددها الصيغة

1. كثافة التربة الجافة (الهيكل العظمي) ρ دتحددها الصيغة (انظر A.16 GOST 25100.2011)

   ρ د = ρ / (1+ ث) ، (أ -8)

   أين ρ هي كثافة التربة ، جم / سم 3 (انظر GOST 5180) ؛
   ث- رطوبة التربة الطبيعية ،٪
   

1. مؤشر التدفق I L- نسبة فرق الرطوبة المقابلة لحالتين من التربة: طبيعي W وعند حد التدحرج Wp ، إلى رقم اللدونة Ip
   A.18 GOST 25100-2011 ، مؤشر التدفق انا d.u. ، هو مؤشر على حالة (تناسق) التربة الطينية ؛ تحددها الصيغة

   أنا L = (w - w p) / I p، (A.9)

   أين w هو محتوى الرطوبة الطبيعي للتربة ، ٪ (انظر GOST-5180-84) ؛
   w p - الرطوبة عند حدود التدحرج ، ٪ (انظر GOST 5180) ؛
   I p - رقم اللدونة ، ٪ ، (انظر A.31 GOST 25100-2011)

1. عدد اللدونة أنا ص(انظر A.31 GOST 25100-2011) ،٪ ؛ تحددها الصيغة

   أنا p = w L - w p ، (A.17)

   حيث w L هو محتوى الرطوبة عند نقطة الإنتاج ، ٪ (انظر 4 GOST 5180) ؛
   w p - الرطوبة عند حدود التدحرج ، ٪ (انظر 5 GOST 5180)

الانضغاطية- قدرة التربة على التناقص في الحجم بفعل قوة خارجية تتميز بمعامل الانضغاطية م 0(ظل منحدر منحنى الضغط) ، الذي تحدده الصيغة (انظر 5.4 GOST 12248-2010)

م 0 = (e i - e i + 1) / (p i + 1 - p i) 5.32

e i و e i + 1 - معاملات المسامية المقابلة للضغوط p i و p i + 1.

الفصل 5.1.6. ص:

1. بناءً على قيم القص الأفقي والأحمال العادية المقاسة أثناء الاختبار ، يتم حساب القص والضغط الطبيعي τ و σ ، MPa ، باستخدام الصيغ:

   τ = 10Q / A ؛ (5.3)
   σ = 10F / A ؛ (5.4)



2. التصاق محدد جو زاوية الاحتكاك الداخلي φ تُعرَّف التربة على أنها معلمات اعتماد خطية

   τ = تان (φ) + ج (5.5)

   يتم تحديد τ و بواسطة الصيغ (5.3) و (5.4) = Q / A ، (5.1) إجهادات القص و
   = F / A ، (5.2) - ضغوط طبيعية
   Q و F - القوة العرضية والعادية لمستوى القص ، على التوالي ، kN
   أ - منطقة القطع ، سم 2

معامل التشوه حسب اختبارات الضغط E k- معامل في الرياضيات او درجة التناسب بين الضغط والتشوه الكلي الخطي النسبي للتربة الناشئ تحت هذا الضغط ، والذي يميز التشوهات المتبقية والمرنة لرمال التربة الناعمة والغرينية والتربة الطينية والتربة العضوية والمعدنية والعضوية ، (انظر 5.4 GOST 12248-2010)

المصدر: GOST 12248-2010 كثافة التربة ρ - نسبة كتلة التربة ، بما في ذلك كتلة الماء في مسامها ، إلى الحجم الذي تشغله هذه التربة (جم / سم 3 طن / م 3)
كثافة التربة الجافة ρد - نسبة كتلة التربة الجافة (باستثناء كتلة الماء في مسامها) إلى الحجم الذي تشغله هذه التربة (جم / سم 3 طن / م 3)
كثافة جزيئات التربة ρ s هي نسبة كتلة التربة الجافة (باستثناء كتلة الماء في مسامها) إلى حجم الجزء الصلب من هذه التربة (جم / سم 3 طن / م 3). سعة الرطوبة الكاملة Wo - أقصى محتوى ممكن في التربة لجميع أنواع المياه الممكنة عندما تمتلئ مسامها بالكامل.

ث جلس = ن ث/ pd

حيث: n - المسامية f.u.
ρ ثهي كثافة الماء ، جم / سم 3 ،
ρ د - كثافة التربة الجافة.

في الجدول. يوضح الشكل 9 القيم التقريبية لكثافة جزيئات التربة التي لا تحتوي على أملاح قابلة للذوبان في الماء ومواد عضوية

الخواص الميكانيكية للتربة- هذه هي قدرتها على مقاومة التغيرات في الحجم والشكل نتيجة القوة والتأثيرات الجسدية.

تشوه- سعة التربة قوة- سعة التربة

مقاومة تطور التشوهات. مقاومة الدمار

تتأثر الخواص الميكانيكية بطبيعة الروابط الهيكلية للجسيمات ، والتركيب الحبيبي والمعدني ، ورطوبة التربة. الخصائص الميكانيكية الرئيسية للتربة هي: الانضغاطية؛ مقاومة القص نفاذية الماء.

الانضغاطية.

تسمى قدرة التربة على التناقص في الحجم تحت تأثير الأحمال المضغوطة الانضغاطية أو الاستقرار أو التشوه. وفقًا للبنية الفيزيائية ، تتكون التربة من جزيئات فردية بأحجام مختلفة وتكوين معدني (هيكل التربة) ومسام مملوءة بسائل (ماء) وغاز (هواء). عندما تحدث ضغوط انضغاطية ، يحدث التغيير في الأحجام بسبب انخفاض أحجام المسام الموجودة داخل التربة المليئة بالماء. وبالتالي ، تعتمد الانضغاطية على العديد من العوامل ، أهمها التركيب الفيزيائي ونوع الروابط الهيكلية للجسيمات وحجم الحمل.

وفقًا لطبيعة الانكماش ، يتم تقسيم التشوهات المرنة والبلاستيكية. تحدث التشوهات المرنة نتيجة الأحمال التي لا تتجاوز القوة الهيكلية للتربة ، أي عدم تدمير الروابط الهيكلية بين الجزيئات وتتميز بقدرة التربة على العودة إلى حالتها الأصلية بعد إزالة الأحمال. تدمر التشوهات البلاستيكية الهيكل العظمي للتربة ، وتكسر الروابط وتتحرك الجزيئات بالنسبة لبعضها البعض. في الوقت نفسه ، تعمل التشوهات البلاستيكية الحجمية على ضغط التربة بسبب التغيير في حجم المسام الداخلية ، وتشوهات القص البلاستيكية - بسبب التغيير في شكلها الأصلي وحتى التدمير. عند حساب انضغاط التربة ، يتم تحديد خصائص التشوه الرئيسية في ظروف معملية وفقًا لمعامل الانضغاط النسبي ومعامل الضغط الجانبي ومعامل التمدد العرضي.

مقاومة القص

مقاومة القص النهائية هي قدرة التربة على مقاومة حركة أجزاء من التربة بالنسبة لبعضها البعض تحت تأثير الضغوط العرضية والمباشرة. يتميز هذا المؤشر بخصائص قوة التربة ويستخدم في حسابات أسس المباني والهياكل. تسمى قدرة التربة على تحمل الأحمال دون الانهيار بالقوة. في التربة الرملية وغير المتماسكة الحبيبات الخشنة ، تتحقق المقاومة بشكل أساسي بسبب قوة الاحتكاك للجسيمات الفردية ؛ تسمى هذه التربة فضفاضة. تتمتع التربة الطينية بمقاومة أعلى للقص ، tk. جنبا إلى جنب مع قوة الاحتكاك ، يقاوم القص بواسطة قوى التماسك. في البناء ، يعتبر هذا المؤشر مهمًا في حساب أسس الأساس وتصنيع أعمال الحفر بالمنحدرات.

يتم تحديد مقاومة القص للتربة الطينية بواسطة معادلة كولوم:

بالنسبة للتربة الرملية ، بسبب نقص قوى التماسك ، تأخذ مقاومة القص الشكل:

نفاذية الماء

تتميز نفاذية الماء بقدرة التربة على تمرير الماء من خلالها تحت تأثير فرق الضغط ويتم تحديدها من خلال البنية الفيزيائية للتربة وتكوينها. Ceteris paribus ، مع بنية فيزيائية ذات محتوى أقل من المسام ، ومع غلبة جزيئات الطين في التركيبة ، ستكون نفاذية الماء أقل من تلك الموجودة في التربة المسامية والتربة الرملية ، على التوالي. لا ينبغي الاستهانة بهذا المؤشر ، لأن في البناء ، يؤثر على استقرار أعمال الحفر ويحدد معدل ضغط التربة الأساسية.

الخصائص الرئيسية لانضغاط التربة هي معامل التشوه الكلي E أو معامل الانضغاط النسبي ، معامل التمدد العرضي (نسبة بواسون) ومعامل الضغط الجانبي.

1. عامل الانضغاط النسبي. عند حساب الرواسب غالبًا ما تستخدم عامل الانضغاط النسبي، والتي تحددها الصيغة:

نعبر عن التعبير من الصيغ و . نحن نساوي الأجزاء اليمنى من هذه المقادير ، ونحلها بالنسبة إلى م ، نحن نحصل:

أو mv * p i = s i / h

الذي - التي. معامل الانضغاط النسبي يساوي المسودة النسبية s أنا/ح لكل وحدة ضغط فعال.

2. معامل التشوه الكلي ه هو معامل التناسب بين الضغوط والسلالات النسبية. يتم تحديده في الميدان وظروف المختبر. الطريقة الأكثر شيوعًا هي إجراء اختبارات الضغط مع معالجتها اللاحقة. في هذه الحالة ، سيكون معامل التشوه الكلي مساويًا لـ:

;

أين β - معامل مع مراعاة استحالة التمدد الجانبي للتربة (للرمال والطين الرملية β = 0.76 ، طمي β = 0.63 طين β = 0,42.

عند اختبار التربة بقطر د الختم وفقًا لنتائج الاختبارات المعملية ، ه يحددها الحساب بواسطة الصيغة

E \ u003d (1-ν 2) * w * d * ∆p / ∆S

3. معامل الضغط الجانبي ξ تعتبر نسبة زيادة الضغط الجانبي (أو) إلى زيادة الضغط الرأسي الفعال مع الغياب الإجباري للتشوهات الجانبية:

وفقًا للبيانات التجريبية ، تختلف قيم معاملات الضغط الجانبي في الحدود التالية: للتربة الرملية ξ = 0.25-0.37، طين ξ = 0.11-0.82. قيمة ξ يتم تحديده في أجهزة ضغط ثلاثية المحاور.

4. معامل التمدد المستعرض ν التربة (نسبة بواسون) تساوي نسبة التشوهات الأفقية النسبية للعينة ε x إلى العمودي النسبي εz ، بمعنى آخر..

تتميز مقاومة التربة للقص بضغوط عرضية في حالة الحد ، عندما يحدث تدمير التربة. يتم التعبير عن النسبة بين الظل المحدد τ والضغوط الطبيعية لمناطق القص σ بواسطة حالة قوة Mohr-Coulomb

Tsytovich I.A. ميكانيكا التربة

τ = σtg φ + ج,

أين φ هي زاوية الاحتكاك الداخلي ؛ مع- التصاق محدد.

خصائص القوة φ و معتحدد في ظروف المختبر والميدان. بالنسبة للحسابات الأولية والنهائية لأسس المباني والهياكل من الفئتين الثانية والثالثة ، يُسمح بأخذ قيم φ و معحسب الجدول 1.17 و 1.18.

الجدول 1.17. القيم التنظيمية لقابض محدد ج، كيلو باسكال ، وزوايا الاحتكاك الداخلي φ ، درجة ، التربة الرملية

رمل	صفة مميزة	قيم مع ه
		0,45	0,55	0,65	0,75
حصى وكبير	مع φ	2 43	1 40	0 38	- -
مقاس متوسط	مع φ	3 40	2 38	1 35	- -
صغير	مع φ	6 38	4 36	2 32	0 28
مغبر	مع φ	8 36	6 34	4 30	2 26

ملحوظة. تشير القيم الواردة في الجدول إلى رمال الكوارتز (انظر الجدول 1.12).

الجدول 1.18. القيم التنظيمية لقابض محدد ج، كيلو باسكال ، وزوايا الاحتكاك الداخلي φ ، درجة

فتيلة	معدل العائد	صفة مميزة	قيم معو φ عند معامل المسامية ه
			0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
طمي رملي	0 < انا ≤ 0,25	مع φ	21 30	17 29	15 27	13 24	- -	- -	- -
	0,25 < انا ≤ 0,75	مع φ	19 28	15 26	13 24	11 21	9 18	- -	- -
لوام	0 < انا ≤ 0,25	مع φ	47 26	37 25	31 24	25 23	22 22	19 20	- -
	0,25 < انا ≤ 0,5	مع φ	39 24	34 23	28 22	23 21	18 19	15 17	- -
	0,5 < انا ≤ 0,75	مع φ	- -	- -	25 19	20 18	16 16	14 14	12 12
طين	0 < انا ≤ 0,25	مع φ	- -	81 21	68 20	54 19	47 18	41 16	36 14
	0,25 < انا ≤ 0,5	مع φ	- -	- -	57 18	50 17	43 16	37 14	32 11
	0,5 < انا ≤ 0,75	مع φ	- -	- -	45 15	41 14	36 12	33 10	29 7

ملحوظة. قيم معو φ لا تنطبق على تربة اللوس.

1.5.1. تحديد خصائص القوة في ظروف المختبر

في ممارسة أبحاث التربة ، يتم استخدام طريقة قطع التربة على طول مستوى ثابت في أجهزة القطع أحادية المستوى. للحصول على φ و معمن الضروري قطع ثلاث عينات من التربة على الأقل بقيم مختلفة للحمل الرأسي. وفقًا لقيم مقاومة القص التي تم الحصول عليها في التجارب ، رسم بياني للاعتماد الخطي τ = F(σ) وإيجاد زاوية الاحتكاك الداخلي φ والتماسك النوعي مع(الشكل 1.5).

أرز. 1.5 الاعتماد على مقاومة قص التربة τ على الإجهاد الطبيعي σ

هناك نوعان من المخططات التجريبية الرئيسية: القطع البطيء لعينة التربة المضغوطة مسبقًا إلى الدمج الكامل (اختبار التصريف الموحد) والقطع السريع بدون ضغط مسبق (اختبار غير موحد - غير مجفف).

القيم φ و مع، التي تم الحصول عليها بطريقة القص الموحد البطيء ، لتحديد مقاومة تصميم التربة ، وكذلك لتقييم قدرة تحمل القاعدة ، التي تكون في حالة مستقرة (يتم إدراك جميع الضغوط من الحمل الخارجي من قبل هيكل التربة). القيم φ و مع، التي تم الحصول عليها عن طريق طريقة القطع السريع غير الموحد ، لتحديد قدرة تحمل الطمي والطين المشبع بالماء المضغوط ببطء ، الطمي ، السابروبيل ، التربة الخثية والجفت. في مثل هذه التربة ، قد تحدث حالة غير مستقرة (وجود ضغط زائد في المياه المسامية) بسبب تماسكها البطيء أو النقل السريع للحمل من الهيكل (الصوامع ، الخزانات ، مستودعات المواد الخام ، إلخ).

طريقة لتحديد خصائص القوة φ و معفي ظل ظروف ضغط ثلاثي المحاور ، يتوافق إلى حد كبير مع حالة الإجهاد للتربة عند قاعدة الهيكل. يتم إجراء الاختبار على أداة تخضع فيها عينة التربة لضغط هيدروستاتيكي شامل وضغط رأسي (محوري) إضافي. لتحديد خصائص قوة التربة ، يتم إجراء سلسلة من الاختبارات بنسب ضغط مختلفة ، مما يؤدي إلى فشل العينة ، كنتيجة لكل تجربة ، تكون قيم أكبر 1 وأصغر σ 3 من يتم الحصول على الضغوط الطبيعية الرئيسية في لحظة التدمير. بيانياً ، يتم تمثيل العلاقة بين الضغوط العرضية والعادية الرئيسية باستخدام دوائر Mohr ، كل منها يعتمد على الاختلاف في الضغوط σ 1 و σ 3 (الشكل 1.6).

أرز. 1.6

يفي الظل المشترك لهذه الدوائر بشرط القوة (1.5) ويسمح لنا بتحديد الخصائص φ و مع .

في أجهزة الضغط ثلاثية المحاور ، يتم إجراء الاختبارات التالية:

• - غير مجرَّب - لا يوجد تصريف للمياه من عينة التربة أثناء التجربة بأكملها ؛
• - مجمعة - غير مجرفة - يتم توفير الصرف أثناء تطبيق الضغط الهيدروستاتيكي ويتم ضغط العينة تمامًا ، ولا يوجد تصريف أثناء تطبيق الأحمال المحورية ؛
• - تم تصريفه - يتم توفير الصرف أثناء الاختبار بأكمله.

يتم إجراء اختبارات غير مصبوبة للتربة المشبعة بالمياه لتحديد خصائص القوة ، معبراً عنها من حيث الضغوط الكلية (الكلية). يتم إجراء اختبارات الصرف لتحديد خصائص القوة ، معبراً عنها من حيث الضغوط الفعالة. في هذه الحالة ، أثناء التجربة ، يجب تحقيق حالة التربة الموحدة بالكامل. يمكن أيضًا تحديد خصائص قوة التربة ، معبرًا عنها من حيث الضغوط الفعالة ، لعينات التربة التي تم اختبارها في حالة موحدة بشكل غير كامل ، بشرط أن يتم قياس الضغط في المياه المسامية أثناء التجربة.

السمة الكمية لقوة التربة الصخرية هي قوة الانضغاط أحادية المحور RC، يتم تحديدها عن طريق سحق عينة التربة وتحسب بالصيغة

R مع = ص/F,

أين رهو الحمل في لحظة تدمير عينة التربة ؛ Fهي منطقة المقطع العرضي لعينة التربة.

1.5.2. تحديد خصائص القوة في المجال

يشبه اختبار القص الميداني في مستوى معين من عمود التربة المحاط بمشبك حلقي اختبار القص المختبري في أجهزة القص أحادية المستوى. تجرى الاختبارات في حفر ، حفر ، انجرافات ، إلخ. للحصول على الخصائص φ و معتحديد مقاومة القص لثلاثة أعمدة على الأقل عند الأحمال الرأسية المختلفة. مخططات الاختبار هي نفسها الموجودة في المختبر. القيم φ و معتم العثور عليها على أساس بناء التبعية (1.5) ، كما هو موضح في الشكل. 1.5

تحديد المجال للخصائص φ و معفي جدران البئر يتم تنفيذ طرق القطع الحلقي والمتعدد. يتم عرض مخططات الاختبار في الشكل. 1.7 تستخدم هذه الطرق لاختبار التربة على أعماق تصل إلى 10 أمتار (قطع حلقي) وحتى 20 مترًا (قطع تدريجي). تستخدم طريقة القطع الحلقي قالب تمدد مع شفرات طولية ، بينما تستخدم طريقة القطع المتعدية شفرات عرضية. بمساعدة الختم الفاصل ، يتم ضغط الشفرات في جدران البئر ويتم إنشاء ضغط عادي على الجدران. في طريقة القص الحلقي ، يتم قص التربة بسبب تطبيق عزم الدوران ، وفي طريقة القص متعدية ، يتم تطبيق قوة سحب. للحصول على φ و معمن الضروري إجراء ثلاث جروح على الأقل عند ضغوط طبيعية مختلفة على جدران البئر ورسم الاعتماد τ = F(σ) (انظر الشكل 1.5).

أرز. 1.7

أ- جرس؛ ب- تدريجي؛ في- المكره الدوراني: 1 - ريش ؛ 2 - طوابع فاصلة ؛ 3 - آبار 4 - قضبان 5- أجهزة تكوين وقياس القوة

تسمح لك طريقة القص الدوراني باستخدام المكره المضغوط في كتلة التربة أو في قاع البئر (انظر الشكل 1.7) بتحديد مقاومة القص τ ، لذلك يوصى باستخدامها في التربة الطينية الضعيفة والطمي ، السابروبيل والتربة الخثية والجفت ، لأن زاوية الاحتكاك الداخلي بالنسبة لهم تساوي عمليا الصفر ويمكننا أن نأخذ مع= τ. يتم إجراء اختبارات المكره على أعماق تصل إلى 20 مترًا.

لتحديد خصائص القوة في المجال ، يتم استخدام طرق انتفاخ التربة وانهيارها في أعمال المناجم. القيم φ و معمحسوبة من شروط الحد من توازن كتلة التربة المنتفخة والمنهارة.

يمكن تحديد زاوية الاحتكاك الداخلي للتربة الرملية باستخدام السبر الثابت والديناميكي. وفقًا لبيانات السبر الثابت ، تحتوي الزاوية على القيم التالية:

qc، الآلام والكروب الذهنية	1	2	4	7	12	20	30
φ ، درجة	26	28	30	32	34	36	38

ترد قيم φ وفقًا لبيانات السبر الديناميكي في الجدول. 1.19 بالنسبة للهياكل من الصنف الأول والثاني ، من الضروري مقارنة بيانات السبر بنتائج اختبارات القص لنفس التربة. بالنسبة للمباني من الدرجة الثالثة ، يُسمح بتحديد فقط من نتائج السبر.

الجدول 1.19. قيم زوايا الاحتكاك الداخلي للتربة الرملية وفقًا لبيانات الصوت الديناميكي