Принцип эффективного напряжения в грунтовом строительстве является одной из важных теорий, выдвинутых Карлом Терзаги в 1936 году. Он представляет собой разницу между общим напряжением и давлением поровой воды. Ниже приводится краткое описание характеристик и определения эффективного напряжения в почве.
Принцип эффективного напряжения
Принцип эффективного напряжения можно объяснить на примере почвенного массива, находящегося в полностью насыщенном состоянии, как показано на рисунке 1 ниже.
Рис.1. Насыщенная почвенная масса
Рассмотрим призму почвы в почвенном массиве с площадью поперечного сечения ‘A’. Если P – это вес грунта над элементом почвенной призмы, то P определяется по формуле:
P = Удельный вес x (Объем призмы)
Т.е. P = Вес единицы продукции x Высота призмы (h) x Площадь поперечного сечения призмы (A).
Это дает соотношение,
Экв.1
1. Определение полного напряжения
Тогда общее напряжение, действующее на призму, определяется по,
Экв.2
Экв.3
2. Определение давления поровой воды
Давление поровой воды (u) – это давление, вызванное молекулами воды, присутствующими в порах или пустотах почвы. Оно определяется соотношением:
Уравнение 4
Давление поровой воды также можно обозначить как нейтральное давление или нейтральное напряжение из-за того, что оно не может противостоять силам сдвига в почвенном массиве.
Примечание: Когда давление равно атмосферному давлению, давление поровой воды принимается равным нулю.
3. Определение эффективного напряжения
Эффективное напряжение определяется по формуле:
Экв.5
Для насыщенного грунта,
Эффективное напряжение определяется по уравнению 5:
Важность эффективного напряжения
Большинство инженерных свойств грунта контролируется соответствующим эффективным напряжением. Скажем, прочность почвы на сжатие и сдвиг зависит от эффективного напряжения почвы, и поэтому их можно записать как функцию эффективного напряжения, как это выражено в приведенной ниже зависимости.
С увеличением эффективного напряжения почвы скорость сжатия почвы также увеличивается. Это приводит к оседанию почвы.
Читайте также: Как улучшить свойства почвы?
Прочность почвы на сдвиг также изменяется с изменением эффективного напряжения. Прочность грунта на сдвиг влияет на устойчивость склонов, давление грунта на удерживающие конструкции и несущую способность грунта. Следовательно, все эти свойства зависят от эффективного напряжения грунта.
Проницаемость грунта зависит от коэффициента пустотности грунта. Поскольку изменение эффективного напряжения почвы изменяет коэффициент пустотности почвы, можно сказать, что эффективное напряжение также влияет на проницаемость почвы.
Читайте далее:- Теория анализа нагрузок Марстона-Спенглера для канализационной санитарной системы.
- Методы испытания каменной кладки на прочность при сжатии.
- Каковы причины разрушения склонов?.
- Факторы, влияющие на проницаемость грунта.
- Методы улучшения грунта для стабилизации почвы в различных целях.
- Исследование грунта и типы фундаментов на основе свойств грунта.
- Прочность грунтов на срез и ее испытания.