Мирный А. Ю., Мосина А. С.
Изложены сведения о наиболее распространенных механических моделях дисперсных грунтов, теоретическое обоснование метода испытаний трехосного сжатия, его преимущества и недостатки. Описаны современные конструкции установок трехосного сжатия. Рассмотрена процедура проведения испытания трехосного сжатия талых и мерзлых грунтов. Приведена методика интерпретации результатов для получения параметров механических моделей. Для работников изыскательских и проектных организаций, преподавателей геологического и строительного направлений, студентов специальностей ВО 05.03.01, 05.04.01, 08.03.01, 08.04.01, 08.05.01.
УСЛОВНЫЕ ОБОЗНАЧЕНИЯ 6
ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ 7
ПРЕДИСЛОВИЕ 11
ВВЕДЕНИЕ 14
ГЛАВА 1. ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ПРЕДПОСЫЛКИ ТРЕХОСНЫХ ИСПЫТАНИЙ 17
1.1. Напряжения и деформации в грунтах 19
1.2. Деформируемость грунтов 22
1.2.1. Линейный закон деформирования (модель Гука) 24
1.2.2. Логарифмический закон деформирования 27
1.2.3. Степенной закон деформирования 29
1.2.4. Гиперболический закон деформирования 30
1.2.5. Реологические модели грунта 32
1.3. Сопротивление грунтов сдвигу 35
1.3.1. Условие прочности Мора – Кулона 36
1.3.2. Условие прочности Мизеса – Шлейхера – Боткина 39
1.3.3. Условие прочности Друкера – Прагера 40
1.4. Принцип эффективных напряжений 42
1.5. Природное напряженно-деформированное состояние грунтового основания 44
1.6. Траектории нагружения 49
1.7. Напряженное состояние образца при трехосных испытаниях 51
1.8. Различные режимы испытаний и их применение 53
1.9. Численное моделирование трехосных испытаний 58
ГЛАВА 2. КОНСТРУКЦИЯ ПРИБОРА ТРЕХОСНОГО СЖАТИЯ 61
2.1. Устройство камеры стабилометра 64
2.2. Устройство для создания нагрузок 70
2.3. Измерительные каналы 73
2.3.1. Канал измерения сосредоточенной силы 74
2.3.2. Канал измерения давления 75
2.3.3. Канал измерения перемещений 76
2.3.4. Канал измерения изменения объема 79
2.3.5. Специальные каналы измерений 82
2.3.6. Тарировка, калибровка и поверка 82
2.4. Жесткость системы 84
2.5. Вспомогательное оборудование и его размещение 88
2.6. Обслуживание и чистка 92
ГЛАВА 3. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЯ 97
3.1. Подготовка и изготовление образцов 97
3.1.1. Изготовление образцов связных грунтов природного сложения 98
3.1.2. Изготовление образцов несвязных грунтов 102
3.1.3. Изготовление образцов-близнецов 104
3.2. Сборка камеры 109
3.3. Определение параметров испытания 113
3.3.1. Реконсолидация 114
3.3.2. Изотропная консолидация 118
3.3.3. Анизотропная консолидация 120
3.3.4. Водонасыщение и поддержание противодавления 122
3.3.5. Определение скорости деформирования при кинематическом режиме нагружения в режимах КН- и КД-испытаний 123
3.3.6. Испытания с последующей разгрузкой 126
3.4. Контроль качества в ходе испытания 127
3.5. Специальные виды испытаний 129
3.5.1. К0-консолидация 129
3.5.2. Динамические трехосные испытания 132
3.5.3. Испытания негрунтовых материалов и преобразованных грунтов 134
3.5.4. Испытания крупнообломочных грунтов 136
3.5.5. Испытания мерзлых грунтов 138
ГЛАВА 4. ИНТЕРПРЕТАЦИЯ РЕЗУЛЬТАТОВ ИСПЫТАНИЯ 145
4.1. Первичные данные с установки 145
4.2. Получение исходных данных для интерпретации 146
4.2.1. Вертикальная сила и вертикальное напряжение 147
4.2.2. Давление в камере и давление поровой жидкости 152
4.2.3. Изменение высоты и относительные деформации 153
4.2.4. Изменение объема и объемные деформации 155
4.3. Обработка и представление результатов испытания 156
4.3.1. Представление результатов испытания 157
4.3.2. Паспорт прочности грунта 159
4.4. Определение параметров 161
4.4.1. Параметры модели линейно-деформируемого полупространства 163
4.4.2. Параметры деформируемости при разгрузке и повторном нагружении 168
4.4.3. Параметры прочности условия Мора – Кулона 169
4.4.4. Определение параметров консолидации 173
4.4.5. Определение механических параметров мерзлого грунта 174
4.4.6. Механические параметры нелинейных моделей 177
4.5. Оформление протокола испытания 179
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 182
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ 183