Jaký je rozdíl mezi modulem deformace a modulem pružnosti zeminy?

Deformační charakteristiky zemin jsou vyžadovány při výpočtu základů pro druhou skupinu mezních stavů. Například při stanovení sedání základů dle SP 22.13330.2016 „Základy budov a staveb“. Testování půdy razítkem se také používá ke kontrole kvality zemin, základů a podlah.

Deformační modul, nebo jak se tomu říká v mechanice kontinua, Youngův modul, je koeficient úměrnosti vztahu „deformace-napětí“, který navrhl Hooke ve tvaru:

ve kterém každý stejný přírůstek jednoosého napětí σ odpovídá proporcionálnímu nárůstu přetvoření ε.

Zeminy vykazují lineárně elastické chování až do relativně malého zatížení. I při tomto však dochází k zbytkové deformaci v zemině při odlehčení. Proto se má za to, že při zatížení na mez proporcionality platí Hookova lineární závislost také pro zeminy, ale při vysokém zatížení závisí deformace v zeminách nelineárně na napětích. To je důležité zejména při projektování výškových budov, kdy tlak v patě základů může být více než 1000 kPa. Testování vzorků zeminy ve stabilometru umožňuje stanovit tangenciální deformační modul podobný Youngovu modulu. Podobnost deformačního modulu s Youngovým modulem umožňuje použití řešení z teorie pružnosti při výpočtu sedání základů.

Rozdíly mezi modulem pružnosti a modulem deformace

Modul pružnosti je vždy větší než celkový modul deformace. Modul

pružnost se zjišťuje ze zkoušek vzorků zemin při jejich elastickém chování, ke kterému dochází při odlehčení (větev ab), a modul totální deformace, který charakterizuje chování zeminy za přítomnosti pružných i zbytkových deformací, se zjišťuje ze zkoušek podél nakládací větev Oa.

Modul deformace tečny a sečny

Z Hookova zákona vyplývá, že modul deformace (modul pružnosti) je konstantní. Přitom z následujícího obrázku je zřejmé, že tento zákon platí pouze do bodu a vztahu napětí-deformace.

Je-li řez Oa přímý, pak protažením přímky a určením úhlu jejího sklonu získáme tečný modul deformace

Současně lze přes body O a a vést sečnu, která se shoduje s tečnou k počátečnímu úseku křivky deformace zeminy. Úhel sklonu této sečny bude také roven úhlu sklonu tečny. Proto se v počátečním úseku deformační křivky tečný modul Et shoduje se sečným deformačním modulem Es.

Při nízké úrovni deformace (méně než 0,01–0,05 %) jsou hodnoty modulů deformace tečny Et a sečny Es stejné a charakterizují elastické chování zeminy, tzn. Es = Et = E.

Pokud nakreslíte přímku z počátku do bodu c, pak bude sečna k deformační křivce a její sklon bude určovat hodnotu sečného deformačního modulu Es při úrovni napětí σc odpovídající bodu c. Hodnota tohoto modulu se používá při návrhu mělkých základů se zohledněním přídavku na vývoj určitého stupně zbytkové deformace, omezeného hodnotou návrhové únosnosti základové půdy.

Pokud nakreslíte přímku tečnu k bodu c, pak z úhlu jejího sklonu můžete vypočítat tečný modul deformace Et. Tento modul lze použít pro určení přírůstku sedání základů odpovídající přírůstku vnějšího zatížení, např. od dalšího přistavěného podlaží budovy.

Pokud nyní vedeme přímku přes body c a b, pak její úhel sklonu nám umožní vypočítat hodnotu modulu pružnosti při nezatížené zemině.

Tento modul Ee se používá k výpočtu množství nárůstu dna jámy během jejího vývoje.

Přímka vedená body b a e se používá k určení modulu Er, který charakterizuje opětovné zatížení zeminy po jejím odlehčení. Například zatížení dna hluboké jámy (více než 5 m) hmotností podlah rovnou hmotnosti vytěžené zeminy.

Při cyklickém zatěžování zeminy se po určitém počtu cyklů „zatížení-odlehčení“ začne zemina chovat elasticky, bez zbytkové deformace. V tomto případě je jeho elastické sedání určeno pomocí modulu pružnosti Ec, který se zjistí ze sklonu přímky gf.

Tento modul se používá např. při návrhu železničního štěrku nebo pevných vozovek.

Stanovení modulu deformace metodou komprese v počítadle kilometrů a metodou triaxiální komprese ve stabilometru

Ve stabilometru se modul totální deformace ukazuje několikanásobně větší než kompresní modul celkové deformace. To je vysvětleno různými typy stavů napětí-deformace, které se vyskytují ve vzorcích zeminy při jejich zatížení, jak je vidět z následujícího obrázku.

Zjištěné hodnoty modulů deformace musí být upřesněny s výsledky testování stejné zeminy s razítky.

Stanovení modulu deformace zeminy pomocí razidla

Zkoušky zemin se provádějí za účelem zjištění deformačních charakteristik zemin před návrhem, výstavbou nebo při sledování kvality zhutnění zemin.

Během testů se stanoví:

⦁ Modul deformace E;

⦁ Počáteční poklesový tlak p sl a relativní poklesová deformace základny ε sl ;

Razítkové zkoušky zemin. Metoda zemního razítka.

Provádění zkoušek ražení.

Stručně lze podstatu statického zkoušení základových půd kolky popsat takto:

Kulatá plochá nebo šroubová matrice se nakládá po etapách (krokech) pomocí zvedáku nebo nakládá břemenem (bloky FBS, desky nebo těžká technika: bagr, nákladní automobil atd.). Zatížení při zkouškách ražení se postupně zvyšuje.

V každé fázi se používají měřiče průhybu nebo snímače posunutí k měření deformace základny odpovídající tlaku v této fázi.

Data se zpracují, zanesou do protokolu a sestrojí se graf závislosti sedání zápustky na tlaku S = f(P).

Na základě získaných dat je určen modul deformace E, MPa zeminy.

Pro stanovení deformačního modulu je nutné sestrojit graf závislosti sedání razidla na tlaku pod jeho základnou a v lineárním řezu této závislosti zjistit hodnoty přírůstku a sedání tlaku. Modul je určen úhlem sklonu přímky vedené dvěma body deformační křivky, pak se tento modul správně nazývá sečnový deformační modul.

Je třeba mít na paměti, že za začátek lineárního úseku se považuje tlak na zemi rovný tlaku v domácnosti ve zkušební hloubce a konec stejného lineárního úseku se považuje za tlak rovný dodatečnému tlaku. napětí od vnějšího zatížení.

Stanovení modulu deformace zeminy pomocí tlakoměru

Nejčastěji používaný balónkový tlakoměr je ten, který navrhl Menard. Samovrtné a kuželové tlakoměry se používají mnohem méně často. Presiometrické zkoušky lze provádět v rozptýlených a skalnatých zeminách, jejichž jednoosá pevnost v tlaku nepřesahuje 10 MPa. Experimenty měří tlak, změnu objemu nebo poloměr pracovní komory. Po zpracování výsledků měření lze zjistit mezní tlak pl a tlakometrický deformační modul Ep, ten je určen pomocí řešení teorie pružnosti nebo smíšené úlohy teorie pružnosti a teorie plasticity o rozpínání válcová dutina. Interpretace výsledků testu závisí na typu tlakoměru.

Tento typ zkoušení má značnou nevýhodu v tom, že pro provedení zkoušek je nutné nejprve vyvrtat vrt o průměru o něco větším, než je průměr tlakoměru. Navíc při vrtání studny dochází ke zničení půdní struktury u stěn. Tyto dva faktory ovlivňují charakter vztahu „změna objemu pracovní komory – tlak“ v podobě vzniku nelineárního vztahu v úseku deformační křivky.

Při určování charakteristik zemin využívá modul přetvoření přímý řez ab.

Hodnota modulu deformace se zjistí z výrazu:

Modul deformace zemin. Stáhněte si brožuru GeoStamp ve formátu PDF

Razítkovací zkoušky. Stáhněte si brožuru GeoStamp ve formátu PDF

Objednejte testy půdy

Vse prava zashchishcheny, 2010-2030

Kopírování informací z tohoto webu je povoleno pouze s odkazem na http://geostamp.ru

Nabídky zveřejněné na této webové stránce nepředstavují veřejnou nabídku.