मृदा आंतरिक घर्षण कोण तालिका। मृदा विरूपण मापांक

मृदा यांत्रिकी में, दबाव और कुल विरूपण (लोचदार और अवशिष्ट) के बीच संबंध को दर्शाने वाले एक संकेतक का उपयोग किया जाता है - कुल विरूपण मापांक इ 0 , सामान्य लोच के मापांक के विपरीत इ upr, दबाव और लोचदार विरूपण के बीच संबंध को व्यक्त करता है। सामान्य लोच का मापांक

कहाँ पे एस upr - लोचदार विरूपण; एचविकृत परत की मोटाई है।

कुल विरूपण मापांक

,

कहाँ पे एस- पूर्ण विकृति।

सामान्य लोच के मापांक की तुलना में सामान्य विकृति के मापांक में निम्नलिखित अंतर होते हैं:

1. विकृतियों की गैर-रैखिकता के कारण, कुल विरूपण मापांक का यह मान केवल लोड परिवर्तन के छोटे अंतराल के लिए मान्य होता है।

2. सामान्य विकृति का मापांक केवल लोडिंग शाखा के साथ दबाव और विकृति के बीच संबंध को दर्शाता है; यह अनलोडिंग शाखा के लिए लागू नहीं है।

3. विरूपण का मापांक एक चर मान है जो भार की अवधि, मिट्टी के संघनन की डिग्री, क्षेत्र और स्टाम्प के आकार, मिट्टी की सतह के सापेक्ष स्टाम्प की गहराई के आधार पर भिन्न होता है।

इन विशेषताओं में से अंतिम न केवल कुल विरूपण मापांक की विशेषता है, बल्कि मिट्टी की लोच मापांक की भी है, जो बाहरी भार को हटा दिए जाने पर मिट्टी के लोचदार विरूपण की बहाली की विशेषता है।

जाहिर है, मिट्टी लोच मापांक का मूल्य, जो दबाव और विकृतियों के केवल लोचदार घटक के बीच संबंध को दर्शाता है, हमेशा एक ही मिट्टी के कुल विरूपण मापांक से अधिक होगा।

इसलिए, कुल विरूपण का मापांक मिट्टी की एक सामान्यीकृत विशेषता है, जो लोचदार और प्लास्टिक दोनों विकृतियों को दर्शाती है। रैखिक रूप से विकृत निकायों के सामान्य लोच के मापांक के विपरीत, मिट्टी पर अभिनय करने वाले भार की प्रक्रिया में सामान्य विकृति के मापांक का मूल्य बदल जाता है:

, (3.4)

कहाँ पे इ के विषय में टीभार की अवधि के दौरान मिट्टी के सामान्य विरूपण का मापांक है टी; एस टी- विरूपण जिसमें समय की समान अवधि में विकसित होने का समय होता है टी.

मृदा विकृति की सुविचारित विशेषताओं से, मिट्टी में लोच के सिद्धांत को लागू करने की पारंपरिकता स्पष्ट हो जाती है। हालांकि, इस तथ्य के बावजूद कि लोचदार निकायों की संपत्ति हटाए जाने पर उनके आकार को बहाल करने के लिए बाहरी प्रभावमिट्टी में निहित नहीं, लोच के सिद्धांत के समाधान का उपयोग मिट्टी के द्रव्यमान में तनाव को निर्धारित करने और इसकी स्थिरता का आकलन करने के लिए किया जाता है।

चूंकि संरचनाओं से मिट्टी पर विशिष्ट दबाव अपेक्षाकृत छोटा है, इसलिए संरचनाओं के आधार पर मिट्टी का औसत घनत्व पर्याप्त सटीकता के साथ रैखिक रूप से विकृत निकायों के नियमों का पालन करता है। संरचनाओं को खड़ा करते समय, हम हमेशा निपटान के परिमाण में रुचि रखते हैं, न कि भार को हटाने के बाद इसकी वसूली, इसलिए, मिट्टी की विकृति की आंशिक अपरिवर्तनीयता भी गणना के लिए लोच के सिद्धांत के आवेदन में बाधा के रूप में काम नहीं कर सकती है। छोटे लोड अंतराल में नींव।

मिट्टी की गणना के लिए लोच के सिद्धांत का उपयोग करने के लिए अनिवार्य शर्तों पर विचार किया जाना चाहिए:

1. सामान्य लोच के मापांक के बजाय एक संकीर्ण अंतराल में बढ़ते भार के साथ लोड और विरूपण के बीच आनुपातिकता कारक के रूप में सामान्य विरूपण के मापांक का उपयोग करना।

2. बाहरी भार से विकृतियों के विकास की समाप्ति के बाद मिट्टी की तनाव स्थिति पर विचार।

इसलिए, लोच के सिद्धांत का उपयोग करते हुए, हम मिट्टी को रैखिक रूप से विकृत निकायों के रूप में मानेंगे, जिसके संपीड़न की प्रक्रिया बाहरी भार की कार्रवाई से पहले ही समाप्त हो चुकी है।

वर्तमान में, मृदा यांत्रिकी में, मिट्टी के वातावरण के विभिन्न मॉडलों का उपयोग कोर के तनाव-तनाव की स्थिति का आकलन करने और नींव के आधार पर दबाव निर्धारित करने के लिए किया जाता है।

में से एक सबसे महत्वपूर्ण विशेषताएंमिट्टी कुल विरूपण मापांक है, जिसका उपयोग इमारतों और संरचनाओं के निपटान की गणना के लिए किया जाता है। विरूपण का मापांक संपीड़न परीक्षण डेटा से निर्धारित किया जा सकता है, एक स्थिर भार के साथ मरने का परीक्षण करके क्षेत्र की स्थितिदबावमापी का उपयोग करके और मिट्टी की भौतिक विशेषताओं के अनुसार।

संपीड़न परीक्षण डेटा के अनुसार विरूपण मापांक का निर्धारण। सापेक्ष ऊर्ध्वाधर विकृतियाँ सूत्र द्वारा निर्धारित की जाती हैं

. (2.22)

इन समानताओं के दाहिने हाथ की बराबरी करना और इसे ध्यान में रखते हुए

,

हम पाते हैं

. (2.23)

अगर हम नामित करते हैं

, तब

या

. (2.24)

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि संपीड़न परीक्षणों के डेटा से निर्धारित विरूपण मापांक अक्सर वास्तविक से काफी भिन्न होता है, क्योंकि संपीड़न परीक्षणों के लिए गहराई से मिट्टी की निकासी से इसकी तनाव स्थिति में परिवर्तन होता है।

किसी गड्ढे या कुएं में स्थैतिक भार द्वारा मृदा परीक्षण के आंकड़ों के अनुसार विरूपण मापांक का निर्धारण।विरूपण के मापांक का सबसे सटीक मान क्षेत्र में 5000 सेमी 2 से अधिक के आकार के साथ एक स्टैम्प के परीक्षण के डेटा से प्राप्त किया जा सकता है (चित्र। 2.13)।

चित्र.2.13. गड्ढे में स्थिर भार द्वारा मृदा परीक्षण:

ए - स्थापना योजना;

बी - भार पर निपटान की निर्भरता;

2 - हार्ड स्टाम्प;

कुल विरूपण मापांक सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है

, (2.25)

कहाँ पे वू- गोल कठोर के लिए लिया गया गुणांक 0.8 के बराबर मर जाता है; डी- स्टाम्प का व्यास; मैं आर- भार वृद्धि; मैं एस- . द्वारा दबाव में परिवर्तन होने पर स्टाम्प के मसौदे में वृद्धि पी.

फॉर्मूला (2.25) "निपटान - लोड" ग्राफ की रैखिक निर्भरता की सीमा के भीतर लागू होता है।

स्टैम्प पाइल के परीक्षण के परिणामों के आधार पर सामान्य विकृति के मापांक का निर्धारण, पाइल ड्राइविंग के परिणामस्वरूप मिट्टी के गुणों में परिवर्तन को ध्यान में रखते हुए।

ढेर झाड़ियों के लिए

, (2.26)

स्ट्रिप पाइल फ़ाउंडेशन के लिए

, (2.27)

जहां 0 एक आयामहीन मान है, पार्श्व सतह के साथ लोड स्थानांतरण के नियमों को ध्यान में रखते हुए सारणीबद्ध किया गया है और टिप के विमान में, मिट्टी के पार्श्व विस्तार का गुणांक 0, ढेर नींव की कम चौड़ाई और कम कोर सीमा की गहराई (उपरोक्त मोनोग्राफ की तालिकाओं के अनुसार ली गई)।

कुल विरूपण मापांक अन्य तरीकों से भी निर्धारित किया जा सकता है:

ए) त्रिअक्षीय संपीड़न उपकरणों (स्टैबिलोमीटर) में मिट्टी परीक्षण के अनुसार:

, (2.28)

जहां 1 - अक्षीय दबाव में वृद्धि; मैं जेड- ऊर्ध्वाधर विकृतियों में वृद्धि;

बी) प्रेशरमीटर परीक्षणों के अनुसार। तरल से भरे एक रबर सिलेंडर (चित्र। 2.14) को ड्रिल किए गए कुएं में उतारा जाता है। जैसे-जैसे बेलन में दाब बढ़ता है, वैसे-वैसे उसका व्यास भी बढ़ता जाता है। के संबंध में पी/डीऔर संबंधित सूत्र विरूपण के कुल मापांक को निर्धारित करते हैं;

चित्र.2.14. प्रेशरमीटर का उपयोग करके कुएं में मिट्टी परीक्षण:

1 - प्रेशरमीटर;

2 - रबर म्यान

ग) मिट्टी की भौतिक विशेषताओं के आधार पर एसएनआईपी की तालिकाओं के अनुसार (परिशिष्ट I की तालिका I.1, I.3)।

नींव इंजीनियरिंग की मुख्य सैद्धांतिक समस्याओं में से एक को हल करने के लिए मिट्टी की कठोरता या विरूपण मोडुली का निर्धारण आवश्यक है, जो नींव निपटान की भविष्यवाणी है। एसपी 50-101-2004 में निपटान गणना के तरीके दिए गए हैं "आधारों और इमारतों और संरचनाओं की नींव की डिजाइन और स्थापना।"

विरूपण मापांक प्रयोगशाला का उपयोग करके निर्धारित करने की सिफारिश की जाती है और क्षेत्र के तरीकेमिट्टी परीक्षण। विरूपण मोडुली के संपीड़न और त्रिअक्षीय निर्धारण की विधि GOST 12248-96 में दी गई है। विरूपण मापांक के क्षेत्र निर्धारण की विधि GOST 20276-85 "विकृति विशेषताओं के क्षेत्र निर्धारण के तरीके" में निर्धारित की गई है। इसी तरह के तरीके प्रयोगशाला में परीक्षणमें भी निर्धारितआशतो टीपी-46, एएसटीएम डी 1195 और एएसटीएम डी 1196।

दिए गए GOSTs में, विरूपण मापांक निर्धारित करने की अनुशंसा की जाती है, जो लोचदार और अवशिष्ट विरूपण दोनों को ध्यान में रखता है। केवल "तनाव-तनाव" निर्भरता की उतराई शाखा का उपयोग करके इन परीक्षणों से विरूपण के विशुद्ध रूप से लोचदार मापांक को बाहर करना संभव है।

उसी समय, लोचदार मापांक को प्रयोगशाला में गतिशील त्रिअक्षीय परीक्षण या एक अक्षीय संपीड़न के तहत नमूनों के गुंजयमान परीक्षण का उपयोग करके मापा जा सकता है। हालांकि, यह नमूनों के चयन से जुड़ा है और द्रव्यमान और आवश्यक तेजी से निर्धारण के लिए हमेशा संभव या सुविधाजनक नहीं होता है।

इमारतों और संरचनाओं की नींव की मिट्टी की विकृति लोचदार मापदंडों का उपयोग करके निर्धारित की जाती है: विरूपण मापांक ई; अपरूपण - मापांकजी , वॉल्यूमेट्रिक विरूपण मापांक K और पॉइसन का अनुपात। ज्यादातर मामलों में, आधार बहु-स्तरित होता है और लोचदार मोडुली परत से परत में काफी भिन्न हो सकती है, एक नियम के रूप में, गहराई के साथ बढ़ रही है।

मुख्य लोचदार पैरामीटर विरूपण मापांक और पॉइसन अनुपात हैं। लोच के सिद्धांत के समाधान का उपयोग करते हुए, शेष मॉड्यूल को तालिका में दिए गए भावों का उपयोग करके निर्धारित किया जाता है। एक।

टैब। 1. विरूपण मोडुली के बीच संबंध

विरूपण मापांक का उपयोग नींव के निपटान को निर्धारित करने में किया जाता है, उदाहरण के लिए, इमारतों या संरचनाओं के वजन से स्थिर भार की कार्रवाई के तहत अभिव्यक्ति (5.14) एसपी 50-101-2004 का उपयोग करना। गहराई के एक समारोह के रूप में विरूपण के मापांक के मूल्यों का अनुमान अबाधित मिट्टी के नमूनों के प्रयोगशाला परीक्षण के परिणामों और क्षेत्र परीक्षणों के परिणामों के अनुभवजन्य सहसंबंध से लगाया जा सकता है।

प्रयोगशाला के तरीके

विरूपण का मापांक, या जैसा कि इसे सातत्य यांत्रिकी में कहा जाता है - यंग का मापांक हुक द्वारा प्रस्तावित "तनाव-तनाव" संबंध की आनुपातिकता का गुणांक है

(1)

जिसमें एक अक्षीय प्रतिबल की प्रत्येक समान वृद्धि विकृति में आनुपातिक वृद्धि के अनुरूप होती है।

तालिका में। 2 विरूपण मोडुली के निर्धारण के लिए प्रयोगशाला विधियों को दिखाता है।

टैब। 2. विरूपण का मोडुली

परीक्षण प्रकार	विवरण	चित्र
एक अक्षीय संपीड़न	लगातार वृद्धि। ओए लोडिंग प्रक्षेपवक्र। विरूपण के मापांक का निर्धारण, E
हाइड्रोस्टेटिक (चारों ओर) संपीड़न	बढ़ाएँ , , समान रूप से । एनएसटी का लोडिंग प्रक्षेपवक्र। वॉल्यूमेट्रिक विरूपण के मापांक का निर्धारण, K
साधारण बदलाव	हाइड्रोस्टेटिक लोडिंग स्थिर रहने के बाद, लेकिन अन्य दो तनाव बदल जाते हैं। लोड हो रहा है पथ एसएसटी। कतरनी मापांक का निर्धारण, G
दबाव - दबाव	पार्श्व विस्तार की संभावना में वृद्धि। विरूपण के संपीड़न मापांक का निर्धारण, ई डी
मानक त्रिअक्षीय संपीड़न	हाइड्रोस्टेटिक लोडिंग के बाद , बढ़ता है, और विनाश से पहले। CTST लोडिंग प्रक्षेपवक्र। विरूपण के स्पर्शरेखा मापांक का निर्धारण, संपीड़न में ई टी
मानक त्रिअक्षीय विस्तार	हाइड्रोस्टेटिक लोडिंग के बाद, वृद्धि, और। प्रक्षेपवक्र एसटीईटी लोड हो रहा है। विरूपण के स्पर्शरेखा मापांक का निर्धारण, ई टी विस्तार के दौरान

चावल। 1. एक स्टेबिलोमीटर में महसूस किए गए तनाव प्रक्षेपवक्र

तनाव के तहत धातुओं के लोचदार व्यवहार पर विचार करके सजातीय और आइसोट्रोपिक सामग्रियों का वर्णन करने के लिए सबसे पहले हुक का नियम विकसित किया गया था। मिट्टी अपेक्षाकृत छोटे भार तक रैखिक लोचदार व्यवहार दिखाती है। हालांकि, इस मामले में भी, उतराई के दौरान मिट्टी में अवशिष्ट विरूपण होता है। इसलिए, मिट्टी के लिए आनुपातिकता की सीमा तक लोड करते समय, निम्नलिखित भी मान्य है रैखिक निर्भरताहुक, हालांकि, उच्च भार पर, मिट्टी में विकृति तनाव पर गैर-रैखिक रूप से निर्भर करती है। ऊंची इमारतों को डिजाइन करते समय यह विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जब नींव के आधार पर दबाव 600-800 kPa हो सकता है।

स्टेबिलोमीटर में मिट्टी के नमूनों का परीक्षण आपको यंग के मापांक के समान विरूपण के स्पर्शरेखा मापांक को निर्धारित करने की अनुमति देता है। यंग के मापांक के विरूपण मापांक की समानता नींव के निपटान की गणना में लोच के सिद्धांत के समाधान का उपयोग करना संभव बनाती है।) और प्लास्टिसिटी नंबर PI , जो क्षेत्र और प्रयोगशाला परीक्षणों द्वारा निर्धारित किया जा सकता है। परटैब। 3 विरूपण के मापांक के विशिष्ट मूल्यों को दर्शाता है।

टैब। 3. विरूपण के मापांक के मान