View
49
Download
2
Category
Preview:
DESCRIPTION
Deformacijska Svojstva Tla
Citation preview
DEFORMACIJSKA SVOJSTVA TLA OPĆENITO O ODNOSU NAPREZANJE-DEFORMACIJA: Deformacija se ostvaruje nakon PROMJENE stanja naprezanja.
linearna deformacija posmična deformacija zapreminska deformacija
relativna deformacija : ε = ∆hh
∆VV
ukupna deformacija = ZAPREMINSKA + DISTORZIONA ZAPREMINSKA - zadržan oblik, mijenja se volumen (može se ostvariti samo istjecanjem vode iz pora) DISTORZIONA- mijenja se oblik, ne mijenja se volumen (može se ostvariti i bez istjecanja vode iz pora)
Tlo NIJE homogen izotropan materijal: ISTI materijal pri različitim stanjima nanošenja
naprezanja i deformacija ponaša se različito.
Modeli tla
br. NAP.-DEFORM.
KRIVULJA
FIZIKALNI MODEL
MATEM. MODEL NAZIV MODELA
1 σ
ε
T
ε∗=σ E IDEALNO
ELASTIČNI MODEL
(teorija elastičnosti)
2 σ
εσ0
WT
0 00
0
0>ε⇒σ=σ=ε⇒σ<σ<
KRUTO IDEALNO PLASTIČAN
MODEL (ČISTO TRENJE)
(teorija plastičnosti)
3 σ
εσ0
W
T
00
0
1
< < ⇒ =
= ± ∗ ⇒ >
σ σ ε
σ σ ε ε
0
0 E
KRUTI MODEL SA OČVRŠĆIVANJEM
ILI OMEKŠAVANJEM
4 σ
εε
σ0
0
WT
σ σ ε ε
σ σ ε ε
< ⇒ <
= ⇒ >0
0
0
0
ELASTIČAN
IDEALNO PLASTIČAN
MODEL
5 σ
εε
σ0
σ σ εσ
ε
σ σ σ σ ε ε
< <
< = ± ∗ −
0
0 0
; =
E
E
0
1; ( 0)
ELASTIČAN MODEL SA
OČVRŠĆIVANJEM ILI
OMEKŠAVANJEM
W
T
Najčešće se koriste modeli tla:
- za stanje ispod razine loma ⇒ elastičan model - za stanje nakon loma ⇒ idealno plastičan model
Deformacije tla uslijed dodatnih naprezanja ovise o:
- granulometrijskom i mineraloškom sastavu tla
- vlažnosti
- porozitetu
- prethodnim stanjima naprezanja u tlu
- načinu na koji se mijenja stanje naprezanja
- uvjetima deformacije
METODE ODREĐIVANJA DEFORMACIJSKIH SVOJSTAVA TLA
Određivanje deformacijskih svojstava tla vrlo je složeno zbog:
- tlo je heterogen i izotropan materijal - tlo je porozan materijal - ponašanje tla je nelinearno - postojeće tehnološke mogućnosti mjerenja su ograničene - dobivanje neporemećenih uzoraka je skupo, a za neka tla predstavlja tehnološki problem Ispitivanje deformacijskih svojstava:
LABORATORIJ (edometar, troosni uređaj) TERENSKI POKUSI (probna ploča, probno opterećenje, penetracijski pokusi) Vrste laboratorijskih pokusa za ispitivanje deformacijskih svojstava tla (prema Withman i/Lambe)
TEST IZOTROPNA KOMPRESIJA
EDOMETARSKO ISPITIVANJE
TROOSNO ISPITIVANJE
ČISTO SMICANJE
OSNOVN
I UVJETI
σ
σ
σ
σ0
0
0
0
�������
σ
σ
Z
Z σ
σσ0
0
0∆
∆σ0
� konst.;�� raste
N
T
N
T
TIP
DEFORMACIJE
zapremninska primarno zapremninska ali s
nešto distorzije
zapremninska s distorzijom
distorzija ali i nešto
zapremninske
TRAG
NAPREZANJ
A
p
q
K1
p
q
β
K0
p
q
K1
Ko
p
q
K1K
o
UPOTREBA
za izučavanje čistih
zapremninskih deformacija
za vrlo jednostavne slučajeve, opisuje približno terenske
uvjete
najčešći način ispitivanja odnosa
naprezanja i deformacije
jednostavno ispitivanje smicanja
EDOMETARSKI POKUS
Ispitivanje deformacije sa spriječenim horizontalnim (bočnim) širenjem.
MODUL STIŠLJIVOSTI zz
KMε∆σ∆
=
Teorija elastičnosti:
ε ε σ σννσx y y= = = =
−0
1 x z
( )( )( )ν−ν+
ν−=
2111EMK
EDOMETAR:
Ispituje se potpuno zasićeni uzorak u kojem se deformacija odvija istiskivanjem vode iz uzorka.
Mijenja se vertikalno opterećenje (P) i mjeri vertikalna deformacija (∆h). Vertikalna
deformacija odvija se samo na račun promjene volumena pora: ∆h =∆e
EDOMETAR RASTAVLJENA ĆELIJA EDOMETRA
EDOMETARSKI dijagram:
relativna deformacija: ε =+∆e
eo1
modul stišljivosti: v
oK a
e1M +=
ε∆σ∆
=
koef. promjene volumena: mMv
K=
1
koef. stišljivosti: a ev = −
∆∆σ
indeks stišljivosti: C ec = −
∆∆ logσ
modul bubrenja: Cr
Veza između deformacijskih svojstava koje se određuju pokusom u edometru
MODUL STIŠLJIVOSTI
MODUL PROMJENE
ZAPREMNINE
KOEFICIJENT KOMPRESIJE
INDEKS KOMPRESIJE
MODUL STIŠLJIVOSTI
v
vkM
ε∆σ∆
= v
k m1M =
v
0k a
e1M +=
( )C
0k C435.0
e1M∗
σ∆∗+=
MODUL PROMJENE
ZAPREMNINE k
v M1m =
v
vvm
σ∆ε∆
= 0
vv e1
am+
= ( ) σ∆∗+∗
=0
Cv e1
C435.0m
KOEFICIJENT KOMPRESIJE
k
0V M
e1a +=
( ) VV me1a ∗+=
VV
eaσ∆∆
−= σ∆∗
= CV
C435.0a
INDEKS KOMPRESIJE
( )k
sr0C M435.0
e1C∗σ∗+
= ( )
v
sr0C
m435.0
e1C σ∗+=
435.0aC srv
Cσ∗
= v
C logeCσ∆
∆−=
Casagrande je predložio (1963) grafičku konstrukciju određivanja pritiska predkonsolidacije σ'p. Za dobar dio tipova koherentnih tala, asimptota edometarske krivulje opterećenja pri σ'v > σ'p je u polu-logaritamskom mjerilu na dijagramu, pravac. Konstrukciju za neke materijale cesto nije moguće provesti (prašinasta tla, lesovi-prapori, nekoherentna tla).
σ
e
ASIMPTOTANA KRIVULJU
TOČKA MAKSIMALNEZAKRIVLJANOSTI
p vσ 'log
a /2
a /2
KOMPRES IJE
HORIZONTALATANGENTA U TOČKI A
A
Casagrande-ova konstrukcija određivanja pritiska predkonsolidacije
Burmister je predložio konstrukciju za određivanje pritiska predkonsolidacije iz edometarske krivulje, koja ima granu rasterećenja i opterećenja (rasterećenje na polovinu prethodnog opterećenja).
e
logσ 'vσ 'p
KARAKTERISTIČNITROKUT
GEOMETRIJSKISLIČANTROKUT
Burmister-ova metoda određivanja pritiska predkonsolidacije
TROOSNA KOMPRESIJA
SILA NA KLIPP
KLIPČELIJA ISPUNJENATEKUĆINOM POD PRITISKOM
UZORAK
POROZNEPLOČICE
MANOMETAR ZAMJERENJE PRITISKA U
ČELIJI
DREN ZA VODU SMANOMETROM ZAMJERENJE PORNOGPRITISKA U UZORKU U
MJERAČ USPRAVNEDEFORMACIJE
GUMENA MEMBRANA IDRENAŽNE TRAKE
Q
Q = KOLIČINA VODEISTEKLA IZ UZORKAJEDNAKA JE PROMJENIZAPREMNINE ∆V
σ3
u1 FP ∗σ= →sila na klipu Fu → površina
poprečnog presjeka uzorka
σ3→hidrostatički pritisak u ćeliji
Rezultati mjerenja kod troosnog uređaja
TERENSKA ISPITIVANJA: PROBNA PLOČA
modul deformacije (stišljivosti): Bs
18.1Mk ∗σ
∗=
BALAST
PLOČA
HIDRAULIČKAPREŠA
MIKROURA ZA MJERENJESLIJEGANJA
B Shematski prikaz ispitivanja probnim opterećenjem
VRIJEME t
SLIJEGANJE s [m]
σ
σ
M = ∆∆σsk ∗ B
∆ s
∆ σ
Rezultati ispitivanja pločom ili probno opterećenje
PENETRACIJE Statička penetracija
A
MJERNI I POGONSKI UREĐAJDETALJ “A”
PLAŠT
ŠILJAK
FPqc =
(u literaturi se može naći oznaka ckd) gdje je: P - sila utiskivanja šiljka; F - površina
vodoravnog poprečnog presjeka šiljka penetrometra
Shema statičkog penetrometra
Prema istraživanjima od Muhs (1971) za dobro graduirana šljunčana tla uz uvjet da qc > 3 MPa, vrijedi veza s modulom stišljivosti: ( ) ck q 3.08.2)37265(M ±+±=
Francuski istraživači Jezequel i Goulet (1965) utvrdili su slijedeći odnos između modula
elastičnosti dobivenog Menard-ovim presiometrom i otpora prodiranja šiljka holandskog tipa (Dutch penetrometar):
E=2∗qc
Standardni penetracijski pokus SPT (dinamička penetracija)
Analizom podataka utvrdio je Bazara (1967) da se za dubine manje od onih na kojima je
normalno uspravno naprezanje σv < 230 kPa, treba vršiti popravak broja udaraca prema dijagramu:
0 20 40 60 80
N'
N
0
20
40
60
80061
115172
230
kPa
N=30
N'=23
σ0
Popravak broja udaraca N, SPT-a kod malog nadsloja Terzaghi i Peck su 1948 nizom ispitivanja utvrdili da u sitnim rahlim vodom zasićenim
prašinastim pijescima broj udaraca opada uslijed pornih pritisaka pa su predložili korekciju broja udaraca na način:
( )15N 5.015N −′+= Krupnije materijale nije moguće ispitivati nožem već se za njih upotrebljava metalni šiljak.
Korekcija broja udaraca u šljuncima zbog promjene pribora je slijedeća:
N=(0.7÷0.75)*N’ Nizom pokusa utvrđeno je da postoji veza između broja udaraca N i otpora prodiranja šiljka
kod statičkog penetracijskog pokusa.
Nnqc ∗=
Vrijednosti faktora proporcionalnosti n (qc u kPa)
VRSTA TLA
PREMA ISPITIVANJIMA Franki Pile korporacije n pijesci 1000
zaglinjeni pijesci 600 prašinasti pijesci 500 pjeskovite gline 400 prašinaste gline 300
gline 200
PREMA De Alencar Velloso (1959) pijesak 1000
sitan pijesak 600 pjeskovit prah 350
pjeskovita glina i prašinasti pijesak 200 glina, prašinasta glina, glinovit prah 350
PREMA Schmertmann-u pjeskovit šljunak i šljunak 800-1000
krupan pijesak i pijesak sa sitnim šljunkom 500-600 čisti sitni do srednji pijesak i neznatno prašinast
pijesak 300-400
prah, pjeskovit prah i neznatno koherentne pjeskovite mješavine
200
Recommended