알려진 바와 같이 토양은 압력을 받으면 변형됩니다. 변형의 성격과 크기는 토양의 특성, 하중 방법 및 토양 변형의 경계 조건에 따라 달라집니다. 토양의 변형 특성은 다음과 같은 주요 자연 요인에 의해 결정됩니다. 1) 구조 및 질감; 2) 기공 용액의 조성 및 농도; 3) 토양 골격의 화학적 및 광물학적 구성; 4) 주변 온도. 토양의 변형성에 대한 특정 자연적 요인의 영향은 주로 토양의 구조에 달려 있습니다. 공간에서 입자의 분산, 밀도 및 위치와 입자 간의 연결에 관한 것입니다. 토양에 하중을 가하는 방법에 따라 변형은 정적(계단식), 충격 및 동적 압력 적용 방법으로 구별됩니다. 대부분의 경우 구조물 바닥의 토양 변형 특성은 정적 하중 하에서 결정됩니다. 특별한 경우 토양의 변형 특성은 충격 하중(충돌, 폭발 등), 진동 및 정수압의 영향, 주로 물이 분산될 때 감소하는 음(모세관) 압력의 영향으로 결정됩니다. 토양.
분산 토양의 변형 특성은 입자가 서로 상대적으로 변위하여 발생하는 하중 하의 압축성과 그에 따른 암석, 물 및 가스 입자의 변형으로 인한 공극 부피의 감소에 의해 결정됩니다. 토양의 압축성을 결정할 때 하중에 대한 최종 변형의 의존성과 일정한 하중 하에서 시간에 따른 토양 변형의 변화를 특성화하는 지표가 구별됩니다. 지표의 첫 번째 특성에는 압축 계수, 압축 비율, 정착 계수가 포함되며 두 번째 특성은 통합 계수입니다.
토양의 변형 특성은 파손되거나 파손되지 않은 구조적 연결이 있는 샘플의 실험실 조건과 현장 조건 모두에서 결정됩니다. 실험실 테스트는 다양한 압력을 토양에 상대적으로 간단하게 전달하고, 물리적 상태 및 환경 조건의 광범위한 변화에 따른 토양의 거동을 연구하고, 복잡한 사례를 시뮬레이션할 수 있기 때문에 여전히 토양의 특성을 연구하는 주요 방법입니다. 구조물의 바닥이나 본체의 토양 작업. 현장 테스트 방법을 사용하면 토양의 조직적 특징이 변형성에 미치는 영향을 보다 정확하게 반영할 수 있습니다.
현장 조건에서 토양의 압축성을 연구하기 위해 열린 구멍의 벽에 위치한 토양의 변형을 압축 및 측정하고 압축률을 결정하는 장치인 압력계가 사용됩니다.
20. 주요특징으로 토양의 강도 특성다음을 포함합니다: 지면과 동결 표면을 따른 토양 전단에 대한 저항; 압축, 장력에 대한 저항; 접착력 및 내부 마찰각, 동등한 접착력.
토양에는 단순하고 복잡한 스트레스 상태가 있습니다.
단순한 응력 상태는 압축, 인장, 전단 등 응력 유형 중 하나의 발현에 해당합니다. 토양 덩어리의 응력 상태는 모든 유형의 단순 응력 상태가 서로 다른 조합으로 동시에 나타나는 복잡한 응력 상태에 해당합니다.
이를 통해 구조물의 침하 방향을 바꾸고, 기초에서 암석의 안정성을 결정하며, 기초를 건설할 때 토양의 지지력을 최대한 활용할 수 있습니다. 암석의 전단 저항을 표현하는 지표를 사용하면 최소한의 굴착 작업으로 댐, 제방, 댐, 채석장 측면의 경사면 배치를 설계하고 경사면 및 산사태의 안정성을 결정하고 합리적인 단면 및 안정성을 결정할 수 있습니다. 포함한 다양한 구조. 콘크리트 댐. 압축성암석은 하중이 가해질 때 부피를 줄이는 능력을 말합니다. 일축 압축 하에서 자유 측면 팽창 조건에서 암석이 수직 하중에 의해 압축될 때, 상대 변형(e)은 하중을 받은 시료의 절대 감소(Δh)와 초기 높이(h 0)의 비율입니다. e=Δh/h 0 응력(δ)과 비율 한계보다 작은 하중 하에서 상대 변형(e) 값 사이의 관계는 다음 식으로 결정됩니다. δ=Ee(E – 탄성 계수)..
전단강도. 암석의 강도 특성직접 계산 지표 범주에 속하는 여러 지표에 의해 결정됩니다. 암석의 강도는 전단력에 저항하는 능력(전단 저항)을 특징으로 합니다. 전단은 암석의 한 부분이 다른 부분에 비해 변위되어 암석이 변형되고 파괴되는 과정입니다. 특정 영역을 따른 이동은 해당 영역에 대한 접선 응력으로 인해 발생합니다. 전단 강도는 샘플에 적용되는 수직 하중의 양에 따라 달라집니다. 암석의 강도는 주로 수직 응력과 전단 응력의 특정 제한 비율에서 신체의 파괴가 발생한다는 Mohr의 이론에 따라 평가됩니다.
강도 및 변형 특성의 결정은 단순 및 복잡한 응력 상태에서 실험실 및 현장 조건 모두에서 수행됩니다. 주요 테스트 유형은 다음과 같습니다. 단축 압축; 갭; 옮기다; 비틀림; 압축; 수직 및 반경방향 하중에 의한 축대칭 3축 압축; 비틀림을 동반한 축대칭 3축 압축; 비틀림이 있는 중공 원통의 축대칭 압축; 세 가지 주요 방향 모두를 독립적으로 설정하는 3축 압축; 이완-크립 모드에서의 동력계 테스트.
21. 렐. 신성한 토양.암석의 공학적-지질학적 평가에서 이러한 특성은 매우 중요합니다. 그러나 암석의 구성성분에 따라 각각의 역할이 다르다.1) 방수. 내수성을 결정하는 것은 물에 노출될 때 응집력을 잃거나 농도가 변하거나 흠뻑 젖어 분해되는 점토질 암석을 평가할 때 가장 중요합니다. 담그는 속도와 특성이 내수성을 특징으로 하며, 일부 점토질 암석은 습기가 차면 크게 부풀어 오르고 부피가 25-30% 증가합니다. 점토질 암석의 특성 변화는 습기가 있을 때만 발생하는 것이 아닙니다. 젖은 점토질 암석의 건조는 때때로 균열, 견고성 변화, 부피 감소(수축)를 동반합니다. 암석에 작용하는 물은 수용성 부분을 용해시키고 침출시켜 그 특성을 변화시킬 수도 있습니다. 2) 수분 용량. 암석의 수분 용량은 일정량의 물을 함유하고 유지하는 능력을 나타냅니다. 이에 따라 암석은 수분 집약적(점토, 양토), 중간 비수분 집약적(모래, 모래 m/z, s/z, 미사질) 및 비수분 집약적(모래 s/z)로 구분됩니다. , ko/z, 자갈 등). 수분 집약적이지 않은 암석과 관련하여 우리는 그들의 수분 수용력에 대해 이야기해야 합니다. 수분 집약적 암석에서는 전체, 모세관 및 분자 수분 용량이 구별됩니다. 전체 수분 용량은 암석이 물로 완전히 포화된 것입니다. 그녀의 모든 모공을 채우십시오. 암석의 자연 수분 함량과 전체 수분 용량에 해당하는 수분 함량을 비교하여 수분 포화도를 판단합니다. 모세관 수분 용량은 암석이 물로 완전히 포화되는 것이 아니라 모세관 공극만 물로 채워지는 경우에 해당합니다. 분자 수분 용량은 암석이 일정량의 물리적으로 결합된 물을 보유하는 능력을 나타냅니다. 암석이 입자 표면에 보유할 수 있는 물리적으로 결합된 물의 최대량을 최대 분자 수분 용량이라고 합니다. 물로 포화된 모래 암석에서는 모든 물이 자유롭게 흐를 수 없고 중력의 힘을 따르는 부분만 흐를 수 있습니다. 물로 포화된 모래와 기타 쇄암이 자유 흐름에 의해 이를 방출하는 능력은 물 생산량의 특징입니다. 수분 집약적이지 않은 암석에는 이러한 능력이 있습니다. 암석의 수분 생산량은 총 수분 용량(W p)과 최대 분자 사이의 차이와 대략 같습니다. W dep = W p -W m 암석의 수분 손실 특성은 많은 문제를 해결하는 데 중요합니다. 실질적인 문제, 예를 들어 배수구를 설계할 때 물이 구덩이로 유입되는 경우 등이 있습니다. 3) 모세관현상. 모래, 특히 점토질 암석의 습도가 크게 증가하면 건축 품질이 저하됩니다. 물의 가습은 지구 표면에서 물이 침투하거나 모세관력의 영향을 받아 대수층 아래에서 물이 유입되어 발생할 수 있습니다. 모세관력은 지하수 위의 모세관 영역을 형성하며, 그 안에서 암석의 수분 또는 포화도가 증가하는 것이 관찰됩니다. 모세관수의 강렬한 증발로 인해 토양 염분이 발생하고 염습지가 형성됩니다. t/z 및 m/z 모래에서 모세관 상승의 최대 높이는 1.5-2.0m에 도달할 수 있고, 점토질 암석에서는 3-4m에 도달할 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 거친 암석에서는 이 높이가 작고 실제적인 의미가 없습니다. 4) 투수성. 암석의 주요 물 특성에는 투수성, 즉 압력 하에서 물을 통과시키는 능력. 느슨한 쇄설암 및 점토암의 투수성을 특성화하는 데이터는 건설 구덩이, 지하 작업, 배수 방법 등으로의 유입을 결정하기 위해 실제로 널리 사용됩니다. 모래, 자갈 및 기타 느슨한 퇴적물의 물 투과성은 다공성과 다공성에 따라 다릅니다. 낮은 압력의 점토암은 투과성이 매우 낮습니다. 그들의 기공 크기는 작습니다. 다공성 매체(암석)를 통한 물 및 기타 액체의 이동을 여과라고 합니다. 결과적으로 모래와 점토암의 투수성은 여과 능력입니다. 암석의 물 전도도를 측정하는 척도는 여과 계수입니다. 엔지니어링-지질학적 실습에서는 v = K f I (k) 방정식을 기반으로 여과 계수의 속도 표현을 주로 사용합니다. I=1이면 v=K f m/일, cm/일입니다.
점토암에서 유효 다공성은 항상 총 다공성보다 상당히 작으며 종종 0입니다. 기공 공간은 물리적으로 연결된 물로 대부분 차지합니다.
22. 휴식.일정한 힘 F를 가하면 변형이 발생합니다.
시간이 지남에 따라 발전합니다. 이러한 변형의 진행을 멈추려면 일정한 법칙 F(t)에 따라 힘을 줄여야 하며, 일정한 변형을 유지하는 데 필요한 응력의 시간적 감소를 응력 완화라고 합니다. 통계 물리학의 입장에서 보면, 이완은 시스템 상태(스트레스)를 특징으로 하는 미세한 양이 점근적으로 평형 값에 접근할 때 물리적 시스템에서 통계적 평형을 설정하는 과정으로 간주될 수 있습니다. 응력이완 현상의 특징은 휴식 시간, 이는 전압이 e배만큼 감소하는 시간과 동일하며, 이는 분자의 "정착 수명" 기간을 특징으로 합니다. 즉, 물질의 이동성을 결정합니다. 휴식 시간은 신체에 따라 다릅니다. 암석 토양의 경우 이완 시간은 수백, 수천 년에 걸쳐 다양하며 유리의 경우 약 100년, 물의 경우 10-11초입니다. 예를 들어, 지각을 형성하는 암석의 이완 시간은 천년 단위로 측정되며 공기의 경우 10-10, 물의 경우 10-11, 얼음의 경우 수백 초입니다. 지면에 힘이 작용하는 기간이 이완 기간보다 짧으면 주로 탄성 변형이 발생합니다.
따라서 100~1000초 내에 얼음은 탄성체처럼 거동합니다(예를 들어, 무거운 하중 조건에서 충격을 받으면 부서지기 쉽습니다). 부하가 감소하면 얼음은 점성 액체로 흐릅니다. 유사한 거동(하중을 빠르게 가하는 취성 파괴 및 하중에 장기간 노출 시 점성 흐름)이 동결된 토양에서 명확하게 나타납니다.
토양에 힘이 작용하는 시간이 이완 시간을 초과하면 토양에서 비가역적인 크리프 및 흐름 변형이 발생합니다. 즉, 힘이 작용하는 시간과 이완되는 시간의 비율에 따라 신체는 고체처럼 행동하거나 액체처럼 행동하게 됩니다. 이완기간은 고체와 액체의 성질을 결합한 주요 상수로, 이완시간의 값은 점도 r과 탄성(전단) 계수의 비율로 결정됩니다. 항복 강도라고 불리며 탄성 한계와 일치하는 제한 전단 응력 Xk가 존재하는 것이 특징입니다.
23-24. 토양의 기본 물리화학적 특성. 이러한 특성에는 토양 구성 요소 간의 물리화학적 상호 작용의 결과로 나타나는 특성이 포함됩니다. 여기에는 토양의 부식성, 확산, 삼투압, 흡착뿐만 아니라 끈적임, 가소성, 팽윤, 습윤, 수축 및 암석의 기타 특성이 포함됩니다. 부식성: 부식은 환경과의 화학적, 전기화학적 또는 생화학적 상호작용의 결과로 재료가 파괴되는 과정입니다. 지하 부식은 토양과 상호 작용하는 동안 금속 건축 자재, 구조물 및 파이프라인이 파괴되는 것으로 표현됩니다. 지하 부식의 주요 원인은 다음과 같습니다. 1) 지하 수분이 지하에 미치는 영향 금속 구조; 2) 전기 분해 현상. 이러한 현상은 파이프라인 주변뿐만 아니라 트램과 철도 교통이 사용되는 지역에서도 발생합니다. 이러한 파괴는 물에 대한 표류 전류의 영향으로 인해 토양에서 발생합니다. 토양 기공의 식염수는 이러한 상호 작용의 결과로 공격적인 CISO4 전해질이 됩니다. 3) 생물부식을 일으키는 토양 내 미생물의 작용. 일반적으로 토양 부식은 여러 요인에 따라 달라집니다. 주요한 것에는 토양의 화학적 조성, 우선 용해된 염의 조성과 양, 토양 수분, 가스 함량, 토양 구조, 전기 전도성 및 박테리아의 존재가 포함됩니다. 확산 (라틴어 확산 - 확산, 퍼짐, 산란), 매체 입자의 이동으로 인해 물질의 이동 및 농도 균등화 또는 주어진 유형의 입자 농도의 평형 분포 설정 중간. 삼투(그리스어 Osmos에서 유래 - 밀기, 압력), 순수한 용매 또는 낮은 농도의 용액에서 용액을 분리하는 반투과성 칸막이(막)를 통한 용매의 단방향 전달입니다. 확산과 삼투는 물질 이온과 물 분자의 재분배를 일으키며 점토 토양에서 가장 두드러집니다. 점토의 삼투 현상은 팽창이나 수축 변형을 일으킬 수 있습니다. 예를 들어 식염수 점토 토양을 담수에 넣으면 물의 삼투압 흡수가 발생하여 결과적으로 토양이 부풀어 오른다. 실제로 그러한 팽창은 담수로 가득 찬 염분 토양에 놓인 다양한 수로에서 발생할 수 있습니다. 농도의 반대 비율이 발생하면, 즉 토양의 용액이 수로의 용액보다 신선하면 수축으로 인해 토양에서 물의 삼투압 흡입이 발생합니다. 토양의 흡착은 통과하는 용액에서 특정 입자 또는 물질 요소를 흡수하는 능력입니다. 흡착에는 여러 가지 유형이 있습니다. 기계적(기공 구성으로 인한 입자 유지); 물리적(용액의 입자와 표면 기공 사이의 분자 상호작용으로 인해); 화학적(화학적 상호작용으로 인해); 생물학적 (식물과 다양한 미생물의 작용으로 인해). 특정 유형의 흡착은 함께 발생할 수 있습니다(물리화학적 흡착).
25. 수축 토양 . 토양 수축은 건조 중 수분 제거 또는 물리화학적 과정(삼투 등)의 영향으로 인해 부피가 감소하는 것입니다. 수축의 결과로 토양은 더 조밀해지고 건조 후에는 더욱 단단해집니다. 수축 중 점토 토양의 압축은 변형에 대한 저항성을 증가시키지만 일반적으로 수축을 동반하는 균열의 존재는 투수성을 증가시키고 경사면의 토양 표층 안정성을 감소시킵니다. 건조하고 더운 기후에서는 수축 균열이 점토 토양 덩어리를 7-8m 이상의 깊이까지 분해합니다.수축은 점토에서 최대로 나타납니다. 다른 응집성 암석에서는 덜 일반적입니다.
끈적임 토양 Wm보다 높은 습도에서 나타납니다. 점토질 토양에서 가장 큰 가치를 발휘합니다. 점토의 점착성은 외부 압력이 증가하고 습도가 감소함에 따라 증가하며 대부분의 경우 최대 분자 수분 용량에서 최대 값을 얻습니다. 토양의 끈적임은 토양에 포함된 물의 종류, 화학 및 광물 부분의 특성, 토양과 물체 사이의 접촉 면적 등에 따라 달라집니다. 점토 토양의 끈적임 값은 특정 비율에 따라 달라집니다. 외부 요인에 대한 특성은 0.02-0.05MPa에 도달할 수 있습니다. 따라서 토양의 끈적임은 버킷, 도로 및 토양 경작 기계의 작동 조건을 결정하는 요소 중 하나입니다. 토공 및 운송 기계 및 메커니즘의 표면에 토양이 부착되면 채석장에서 박리 작업을 수행하거나 구덩이를 개발할 때 생산성이 저하됩니다.
방수물과 상호작용할 때 기계적 강도와 안정성을 유지하는 토양의 능력입니다. 암석과 물의 상호작용은 정적이고 역동적일 수 있습니다. 잔잔한 물의 효과는 팽창과 습윤을 유발하는 반면, 유체역학적 효과는 침식 과정을 유발합니다.
흡수성- 이것은 물을 흡수할 때 점토질 암석이 응집력을 잃고 지지력이 부분적으로 또는 완전히 손실되어 느슨한 덩어리로 변하는 능력입니다. 침지 과정의 강도는 구조적 연결의 특성, 토양의 구성 및 상태에 따라 달라집니다. 침식의 속도와 강도는 물 충격의 특성과 이 충격에 대한 암석의 반응(침식)에 따라 달라집니다. 내수성의 급격한 변화(예: 풍화 작용으로 인해)는 구조물 기초 토양의 지지력을 크게 감소시키고 건설 구덩이 측면과 깊은 곳에서 산사태 및 산사태가 발생할 수 있습니다. 채석장.
흐림 가능성대부분의 경우 침식에 대한 암석의 저항 계수로 추정됩니다.
가소성토양은 외부 영향의 결과로 연속성을 깨지 않고 모양을 변경(변형)하고 외부 영향이 멈춘 후에도 변형 중에 얻은 새로운 모양을 유지하는 능력입니다. 토양의 소성 특성은 습도와 밀접한 관련이 있으며 토양 내 물의 양과 질에 따라 달라집니다. 점토암이 한 형태의 일관성에서 다른 형태로 전이하는 것은 특정 습도 값에서 발생하며, 이를 특성 습도 수준 또는 한계라고 합니다. 공학-지질학적 실습에서는 소성의 상한과 하한이 가장 널리 사용됩니다. 소성 한계 및 소성 수치는 점토질 토양의 분류, 설계 토양 저항 결정, 구덩이, 굴착 등의 토양 안정성에 대한 대략적인 평가에 널리 사용됩니다.
부종토양은 물과 상호 작용할 때 부피가 증가하는 것을 말합니다. 토양 팽윤은 구덩이를 파고 굴착할 때 종종 관찰되며 지지대, 도로 표면, 기초 등의 변형으로 이어집니다. 팽윤을 확인하기 위해 팽윤 평가를 기반으로 5개 그룹으로 결합할 수 있는 여러 가지 방법이 제안되었습니다. 1) 부기열; 2) 팽창 압력에 의해; 3) 액체에 침전된 침전물의 양; 4) 팽윤을 야기한 물의 양(부피 또는 무게)에 따라; 5) 부풀어오르는 동안 토양의 부피가 증가합니다.
지반 공학 작업에서 가장 널리 사용되는 방법은 토양을 물로 포화시키는 과정에서 토양 부피의 증가를 기반으로 팽창을 연구하는 방법입니다 (A. M. Vasiliev가 개발).
26. 다공성 매질(암석)을 통한 물 및 기타 액체의 이동을 필터링. 결과적으로 모래와 점토암의 투수성은 여과 능력입니다. 암석의 물 전도도를 측정하는 척도는 여과 계수입니다. 엔지니어링-지질학적 실습에서는 v = K f I (k) 방정식을 기반으로 여과 계수의 속도 표현을 주로 사용합니다. I=1이면 v=K f m/일, cm/일입니다. 다공성 매체(암석)를 통과하는 물의 이동 속도는 동수경사에 정비례합니다. 여과 경로의 길이에 대한 유효 압력의 비율. 이것은 모래와 점토암의 투수성에 관한 가장 중요한 법칙, 즉 층류 여과의 법칙입니다.
물의 이동 속도는 v=Q/F(Q는 암석을 통해 여과된 물의 양, m 3 ; F는 물이 여과되는 단면적, m 2)에 의해 결정됩니다. 물은 기공을 통해서만 이동하기 때문에 실제 여과율(암석의 실제 단면적이 작은 것을 기준으로 함)이 더 큽니다. 실제 여과 계수: K fd = K f /n (n – 다공성). 실제 필터 계수는 여과율 계수라고도 합니다. 모래 암석에서 K fd는 실험실 조건에서 직접 결정된 여과 계수보다 항상 더 큽니다. 점토암에서 유효 다공성은 항상 총 다공성보다 상당히 작으며 종종 0입니다. 기공 공간은 물리적으로 연결된 물로 대부분 차지합니다. 건설 시 토양의 여과 특성(투수성)은 다음과 관련됩니다. 1. 엔지니어링 작업(댐 건설로 인한 제방 여과). 2. 배수구를 위한 지하수위(U.G.V.)를 일시적으로 낮추는 문제가 있습니다. 토양의 여과 특성을 결정하기 위한 실험실 장치는 모래가 놓인 다공성 바닥(그림 참조)이 있는 용기입니다. 위에서 물을 붓고 다양한 시간 간격으로 유속을 측정합니다(모래 샘플을 통한 여과). 점토질 토양에 초기값보다 작은 동수구배가 생성되면 토양에는 여과가 이루어지지 않고 이러한 토양은 대수층이 됩니다. 토양의 언어학적 특성은 다음 용도로 사용됩니다. 1. 배수 계산. 2. 지하수 공급원의 유량 결정. 3. 시간 경과에 따른 구조물(기초)의 정착을 계산합니다. 4. U.G.V의 인위적인 감소 5. 구덩이와 도랑을 파낼 때 시트 쌓기 계산.
해동 후 영구 동토층 토양의 특징적인 여러 가지 특징을 살펴보겠습니다.
투수성의 최대값은 지각 분열 구역에서 나타나고 깊이에 따른 감쇠는 관찰되지 않습니다. 이는 분산된 골재의 팽창으로 인한 높은 얼음 함량으로 설명됩니다. 얼음이 녹은 후에는 강력한 여과 통로가 형성됩니다.
영구 동토층 토양의 해동 후 투수성은 일반적으로 두 가지 반대 요인의 영향을 받기 때문에 시간이 지남에 따라 가변적입니다. 한편으로, 얼음이 녹은 후 융기하는 덩어리에 방금 형성된 공극은 위에 놓인 토양의 무게 또는 구조물의 하중의 영향으로 닫히는 경향이 있으며, 그 결과 투수성이 감소해야 합니다. 반면, 얼음이 녹은 후 필터 강도를 제공하는 구조를 갖지 않는 미세하게 분산된 골재는 필터 흐름에 의해 씻겨 나갈 수 있습니다. 이는 암석의 수분 함량을 증가시킵니다. 영구 동토층의 여과 능력은 이전에 해동된 지역에서의 실험 결과나 간접적인 방법을 통해 평가됩니다. 영구 동토층 토양의 물 공급을 평가하는 간접적인 방법에는 다음이 포함됩니다. 해동 및 동결 토양의 균열에 대한 투수성 지표의 의존성 비교; 우물의 공기 테스트; 지구 물리학. 이러한 모든 방법은 본질적으로 평가적입니다.
토양의 기계적 성질 강도 및 변형 특성 GOST 12248 -96 강도 및 변형 특성의 실험실 결정 방법
정의 토양의 기계적 또는 변형 및 강도 특성은 외부 하중의 영향으로 토양의 거동을 특성화합니다.
압축성은 압력을 받을 때 토양의 부피가 감소하는 능력입니다. 분산된 점토 토양에서 압축성은 주로 다공성 공간에서 물과 가스가 추출되기 때문에 발생합니다. 모래의 압축성은 골격 구조의 변화와 입자 재배열의 결과로 발생합니다. 암석 토양에서 - 골격의 탄성 변형으로 인해
압축성 특성 압축성 특성 또는 변형 특성에는 다음이 포함됩니다. u 변형 계수 u 포아송 비 u 압축성 계수 u 압밀 계수 u 재압밀 계수
스트레스는 외부 하중에 반응하여 신체에서 발생하는 내부 힘(압력)입니다.
총 및 유효 응력 물에 포화된 토양에서 발생하는 응력은 두 가지 요소, 즉 (토양 골격에 있는) 광물 입자 사이의 접촉에서 발생하는 힘과 공극에서 짜낸 물에 의해 생성되는 압력에 의해 결정됩니다. 유효 응력(GOST 12248-96)은 토양 골격에 작용하는 응력으로, 토양 샘플의 전체 응력과 공극 유체의 압력 간의 차이로 정의됩니다. 겉보기, 상상, 중립 등 전압-전압압착된 물의 압력에 의해 생성된 총 응력 - 유효 응력 + 겉보기 응력
총 및 유효 응력 토양을 골격(광물 입자 및 간극수)으로 구성된 2단계 시스템으로 간주하여 다음 개념을 소개합니다. u Pz - 유효 압력, 토양 골격의 압력(토양을 압축하고 강화함). u Рw – 중성 압력, 간극수의 압력(물에 압력을 생성하여 여과되도록 함). 완전히 물에 포화된 토양 덩어리에서는 어느 순간에나 다음 관계식이 성립합니다: P = Pz + Pw, 여기서 P는 총 압력입니다. 이 경우 유효 전압은 다음과 같이 결정됩니다. Pz = P - Pw(Alekseev S.I., 2007에 따름)
Pw는 변형 중에 토양의 공극 공간에서 압착된 물에 의해 생성되는 압력입니다. 이 압력은 "최소"라는 응력을 유발합니다. u 시간이 지남에 따라 상상의 스트레스가 점차 완화됩니다(이완). 모래 토양에서는 이완 과정이 빠르게(때로는 즉시) 발생하고, 점토 토양에서는 훨씬 더 느리게 발생합니다. u 이러한 차이가 발생하는 이유는 부하 시 물 여과 속도와 특성의 차이 때문입니다. 유
압축시 지반압밀 일반적으로 수분이 포화된 지반에 외부하중을 가하는 경우 간극수와 지반골격의 탄성변형으로 인해 초기에 압축이 발생한다. 그런 다음 토양의 공극에서 물이 압착되어 여과 강화 과정이 시작됩니다. u 여과 과정이 완료되면 토양 공극에서 물이 약간 압착되는 조건에서 입자가 서로에 대해 천천히 변위되어 결정되는 2차 토양 통합 과정이 시작됩니다. 1차 압밀은 여과 압밀이고, 2차 압밀은 크리프에 의한 것입니다. 유
여과 압밀 이론 여과 압밀 이론의 주요 위치: 분산된 수분 포화 토양의 압축은 다공성 공간을 압축하는 동안 물이 압착되어 발생합니다. 토양 압밀을 유발하는 응력은 무엇입니까? 효과적인 것만, 즉 토양 골격으로 전달됩니다. 중립압은 토양 압축에 영향을 미치지 않습니다.
Pavlovsky의 방정식은 여과 강화 이론의 기초입니다. u 1차원 사례에 대한 이 방정식은 u 형식을 갖습니다. 여기서 q는 여과된 물의 단위 유량(속도), m/s입니다. n - 토양 다공성; z 좌표(z 축을 따라 필터링이 발생함), m; t - 시간, s.
1차원 문제의 방정식은 다음과 같습니다. 공간 문제의 경우 u 형식(c)을 갖습니다. V - 통합 계수; - 기공압력
압밀 계수 Cv의 차원은 m 2/s입니다. 이는 통합 프로세스의 속도를 나타냅니다. 통합 계수가 높을수록 속도가 빨라집니다.
모래와 점토에서의 여과 여과는 압력 차이 또는 여과 구배의 존재로 인해 발생합니다.
초기 구배 점토질 토양에는 자유수가 없으며 그 흐름은 중력의 영향을 받습니다. 점토 토양의 물은 매우 작고 닫힌 공극에 포함되어 있어 스스로 여과할 수 없습니다. 점토질 토양에서 여과를 시작하려면 약간의 추가 압력을 가하여 초기 기울기라고 하는 특정 기울기를 생성해야 합니다. 초기 여과 구배(i 0) 실질적으로 눈에 띄는 여과가 시작되는 점토 토양의 여과 구배 값
Darcy의 법칙: Vpot = Kf * i, Vpot - 유량 i - 압력 구배 Kf - 여과 계수 Darcy의 법칙은 초기 여과 구배를 고려하여 다음과 같이 표현됩니다. i>i 0인 경우 Vpot = Kf * (i-i 0) , Vpot = i에서 0
크리프(GOST에 따름) u 크리프는 일정한 응력에서 시간이 지남에 따라 토양 변형이 발생하는 것입니다. u 감쇠되지 않은(비정상) 크리프 단계는 일정한 응력에서 일정하거나 증가하는 속도로 토양 변형이 진행되는 과정입니다.
성 이삭 대성당 기초의 변형(Dashko 및 다른 사람들에 따르면)은 크리프 http: //georec의 결과입니다. 사람들 ru/mag/2002 n 5/7/7. htm 신뢰할 수 있는 약한 압축성 토양 약한 높은 압축성 토양(크리핑 토양) 신뢰할 수 있는 약 압축성 토양
탄력성 이론. 후크의 법칙. 탄성 압축 및/또는 인장 변형률은 응력에 정비례합니다. ε = Рх/Е, 여기서 ε – 상대 변형률 Рх – 응력(압력), MPa E – 영률, MPa
영률의 물리적 의미 영률(E, MPa) - 상대 선형 변형률과 응력 간의 비율을 반영합니다. 이는 재료(우리의 경우 토양)의 구성과 특성에 따라 결정되며 후자의 구성과 특성에 따라 달라집니다. 압축 응력의 크기에 의존하지 않습니다.
탄성 변형 탄성 변형은 외부 하중의 영향으로 신체의 크기와 모양이 상대적으로 변화하는 것입니다. 하중이 제거되면 모양과 치수가 복원됩니다.
탄성 변형 변형 방향에 따라 세로 방향(적용 하중 방향에 따른 변형)과 가로 방향으로 구분됩니다. 상대 세로 변형: x= (h 1 -h 2)/h 1 상대 가로 변형: y= (S 2 -S 1)/S 1
포아송 비() 포아송 비는 하중 작용에 대해 횡방향으로 몸체의 상대적 선형 변형과 세로 방향으로의 상대적 선형 변형의 비율입니다. = ε y/ε x
탄성체의 압축 계수() 및 체적 변형 계수(K) 고체의 전체 균일 압축의 경우 Hooke의 법칙은 다음 형식을 취합니다. 여기서 p=(px+py+pz)/3입니다. p 값을 평균 수직 응력이라고 합니다.
탄성체의 압축 계수(m 0) 및 체적 변형 계수(K) 이전의 것을 기반으로 압축 계수 또는 그 역수 값(탄성 매체의 체적 변형 계수 K)에 대한 표현식을 찾을 수 있습니다. 압축 응력의 크기.
압축 시험 u 5. 4. 1. 1 압축 방법을 사용한 토양 시험은 압축 계수 mo, 변형 계수 E, 압밀 계수와 같은 변형 특성을 결정하기 위해 수행됩니다. . . u 5. 4. 1. 2 이러한 특성은 압축 장치(주행 거리계)에서 토양 샘플을 테스트한 결과를 기반으로 결정됩니다. 단, 토양 샘플에 수직 하중이 가해질 때 측면 팽창 가능성은 제외됩니다.
변형 압축 장치에서 압축하면 부피가 감소하고 (주로) 다공성 공간의 부피(따라서 다공성)도 감소합니다. 이는 다공성 e 값의 변화를 통해 체적 변형을 표현하는 것을 가능하게 합니다.
토양 변형 토양은 완벽하게 탄력 있는 몸체가 아닙니다. 점토질 토양에서는 탄성 토양과 함께 소성 변형도 나타나며 이는 응력과 변형 사이 관계의 선형 특성을 위반합니다.
압축 곡선 - 하중 및 다공성 계수 의존성의 쌍곡선 그래프 e 다공성 계수(체적-변형률 함수) e 0 i 하중 단계 e 1 e 2 i+1 하중 단계 직선 세그먼트 P, MPa Ps P 1 P 2 수직 압력 e 0 - 초기 자연 다공성 값, Рs 눈에 띄는 변형이 시작되는 최소 압력
압축 장치에서 토양의 측면 팽창이 없음을 고려한 횡 변형 계수 β-계수 β=1 - (2 2/(1 -)) 계수(푸아송 비)는 3축 테스트 데이터로부터 결정됩니다. 이러한 데이터가 누락된 경우 해당 값은 다음과 같이 가정됩니다. - 모래 및 모래 양토의 경우: 0. 30 -0. 35 - 단단한 양토 및 점토용: 0. 2 -0. 3 - 반고체 양토 및 점토의 경우: 0. 30 -0. 38 - 고유동성 소성 양토 및 점토용: 0. 38 -0. 45
변형 계수(E, MPa) - 샘플의 압력 증가와 체적 변형 사이의 선형 관계의 비례 계수입니다. 이는 Hooke 법칙의 체적 변형 계수(K)와 본질적으로 유사하지만 압축 응력의 크기에 따라 달라집니다. E를 결정할 때 체적 변형 V는 대략 해당 변형 단계에서 다공성 계수 e의 변화에 해당합니다.
i번째 단계의 상대 압축률 i번째 하중 단계의 상대 압축률(상대 수직 변형) 계수는 샘플이 주어진 하중에서 압축된 초기 높이로 변경된 높이의 비율로 정의됩니다. 샘플: εi = Δhi/h
i번째 하중 단계에서 기공률 계수 계산 i번째 하중 단계에서 기공률 계수는 다음과 같이 계산됩니다. e 0 - 초기(초기) 기공률 계수 i번째 하중 단계에서 기공률 계수 i- 상대 압축률 i번째 로드 단계에서
변형 계수 계산 GOST 12248 -96에 따라 총 변형 계수 E는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다. Еi-(i+1)= ((Рi – Pi+1)/(еi – еi+1))* β 또는 Еi-(i +1)= ((1+ео)/mo)*β ео- 자연 토양의 다공성 계수 e- I 및 i+1 부하 단계에서의 다공성 계수 값 mo- 압축성 계수 β - 사이드 세트확장
하중 및 압축성 다양한 유형의 구조물(블록 5층 건물, 약 10m 높이의 흙 제방 등)에서 발생하는 하중 또는 특정 압력은 200~300KPa 범위에 있습니다. 이를 바탕으로 200-300KPa 압력 범위의 압축성에 따라 토양은 다음과 같이 분류될 수 있습니다. u mo mo >1/10 MPa - 보통 압축성 u mo >1/10 MPa - 약하게 압축 가능
압밀계수 u. 여과 계수 s. V 및 2차 압밀 - 물 여과(p. V) 및 토양 크리프로 인해 일정한 압력에서 토양 변형 속도를 특성화하는 지표
압밀 계수 압밀 계수는 퇴적물 발달 속도를 추정하는 데 사용됩니다. Cv - cm 2/min, 시간, 연도 C - cm 2/min, 시간, 연 이 값은 압축 곡선(부록 N, GOST 12248-96)을 사용한 그래픽 분석 방법 또는 다음의 특수 테스트를 통해 결정됩니다. 압축 장치.
국내 압력 국내(정석, 자연 또는 산악 등) 압력(Pb)은 다음과 같이 정의됩니다. Pb = *H H- 깊이, m - 비중(MN/m 3)
물의 무게 측정 효과(물이 포화된 토양의 경우)를 고려한 토양의 비중은 공식 u = (s - w)/(1 + e)에 의해 결정됩니다. 여기서: u s – 토양의 비중 입자 계산: u s = s * g 여기서: u s – 밀도 토양 입자 t/m 3 u g – 중력 가속도 = 9.81 m/s2 u w – 물의 비중 = 0.01 MN/m 3 u e – 다공성 계수(무차원) u
수직 응력 다이어그램 자연 상태의 토양 덩어리는 토양층의 압력으로 인해 응력을 받는 상태에 있습니다. 측면 팽창 가능성이 없는 조건에서는 깊이에 따라 수직 응력이 증가합니다. bz= ∑ gi * i *hi, i- 층 수, 중력 가속도, i- i 번째 층의 비중, hi- 깊이 지붕(하단) i번째 층.
정의 GOST 30416 -96 토양의 안정화된 상태. 특정 하중 하에서 압축 변형이 끝나고 공극 유체에 과도한 압력이 없는 것을 특징으로 합니다. u 특정 하중 하에서 불완전한 압축 변형과 공극 유체에 과도한 압력이 존재하는 것을 특징으로 하는 토양의 불안정한 상태. 유
과압밀 및 과압밀 토양 주어진 가정 압력에서 예상보다 압축성이 낮은 토양을 과압밀 토양이라고 합니다. 과압밀은 지층 깊이의 토양이 압축되고, 위에 있는 퇴적물의 침식, 고대 빙하의 압력 하에서 압축된 결과 등으로 인해 표면으로 방출된 결과입니다. 압축률이 낮고 때로는 부풀어 오른다. 일반적으로 이는 신뢰할 수 있는 근거입니다.
주어진 주변 압력에서 예상보다 압축성이 높은 토양을 과소압밀 토양이라고 합니다. 이는 매우 빠른 축적(눈사태 퇴적) 및 기타 이유로 인해 형성됩니다. 전형적인 저압밀 토양은 황토, 해양 및 충적 해양 미사, 부조화 및 이탄입니다. 정수압을 초과하는 과도한 간극압이 존재하는 것이 특징입니다. 높은 압축성; 동적 하중에 따른 불안정성은 일반적으로 매우 신뢰할 수 없는 기초입니다.
과압밀 및 과압밀 I - 가구 압력을 초과하지 않는 하중 간격 II - 가구 압력을 초과하는 하중 간격 e Рs - 지질학적 역사에서 발생한 최대 가구 압력(다짐 전 압력) 과압밀 토양의 경우: Рs>Pb 과압밀 토양의 경우 : Рs
재압밀 키트 토양 압축을 평가하기 위해 재압밀 키트 KPU가 사용됩니다. CPC 값을 기준으로 토양은 다음과 같이 분류될 수 있습니다. u 과소 압축 CPC 4.
KPU 재다짐 계수는 다음과 같이 계산됩니다. KPU = Ps/Pb, 여기서: u Ps - 압축 전 압력, MPa u Pb - 현대 가구 압력, MPa
재압밀 키트 과소압밀된 토양은 자체 무게의 영향으로 침하되기 쉽습니다. 동시에, 이는 낮은 강도, 높은 압축성 및 동적 하중 하에서의 불안정성을 특징으로 합니다. 일반적으로 이는 신뢰할 수 없는 근거입니다. u 과밀화된 토양은 강도가 높고 압축성이 낮으며 팽창할 수 있습니다. KPU>6인 경우 측면 토압이 2를 초과할 수 있으므로 지하 구조물을 설계할 때 이를 고려해야 합니다. 일반적으로 이는 신뢰할 수 있는 근거입니다. 유
강도 특성 토양의 전단 강도는 응집력(구조적 결합의 존재)과 입자 간의 마찰에 의해 결정됩니다. 구조적 연결 - 연결토양을 구성하는 구조적 요소(입자, 집합체, 결정 등) 사이
강도 특성의 특성 C - 응집력(특정 접착력), MPa ψ - 내부 마찰각, 도 τ - 토양 전단 저항, MPa R - 단축 압축 저항 Su - 비배수 전단 저항, MPa
강도에 따른 구조적 결합 기계적 - 입자 간 마찰(모래, 거친 토양 및 점토질 토양) 수성 콜로이드 또는 응고(본질적으로 입자의 접착) - 분자간 전자기력(Van der Wals - Van der Wals)에 의해 발생 인력(점토 분산 토양) 시멘트화 - 입자를 접착하는 광물 덩어리로 다공성 공간을 채우므로 발생합니다(반암) 결정화 - 결정 내부 및 결정 사이(화성암 및 변성암)
강도와 파괴 토양의 강도는 주로 개별 입자(결정 또는 알갱이) 및/또는 입자 집합체와 결정 내부 성장 사이의 구조적 결합에 의해 결정됩니다. 원소 결정, 입자 또는 광물 집합체 자체의 강도는 이차적으로 중요합니다. 특정 제한 응력에 도달하면 구조적 결합이 끊어지고 입자가 서로에 대해 되돌릴 수 없는 이동이 발생할 때 토양 파괴가 발생합니다.
구조물의 지상 부분의 무게와 기초의 자중으로 인한 압력 P는 토양 덩어리에서 소산됩니다. 우리는 결과 R을 두 가지 구성 요소로 분해하고 토양 입자를 서로를 향해 압축하며 실제로 파괴할 수 없습니다(토양 입자 - 석영, 장석 등) 파괴 2000 kgf/cm 2,200 MPa - 이러한 응력은 실제로 기초 아래에서 발생하지 않습니다.
u 이는 접선 응력 ()의 작용으로 토양 파괴가 발생 함을 의미합니다. 이러한 응력의 영향으로 토양 입자는 접촉면에 비해 변위되고 곡물은 기공 공간으로 들어가며 일부 지역에서는 미끄러지는 표면이 나타나 토양 압축 과정이 발생합니다.
쿨롱-모어 이론 이 이론에 따르면 토양 강도는 법선 응력과 접선 응력 사이의 관계에 의해 결정됩니다. = σ * tanΦ+ C, 여기서 - - 접선 응력 - σ - 법선 응력 - C - 응집력 - Φ - 내부 마찰 각도
C 및 ψ의 물리적 및 기하학적 의미 기하학적 의미(GOST 30416 -96에 따름): u 내부 마찰 각도 - 수직 압력에 대한 토양 전단 저항의 직접적인 의존성의 매개변수로, 이 직선의 경사각으로 정의됩니다. 가로축. u 특정 토양 응집력은 수직 압력에 대한 토양 전단 저항의 직접적인 의존성을 나타내는 매개변수로, 세로축의 이 직선에 의해 절단된 세그먼트로 정의됩니다. 물리적 의미: u 특정 접착력 - 구조적 결합의 힘 또는 강도 u 내부 마찰 각도 - 입자 사이의 마찰력 접착의 두 가지 구성 요소가 구별될 수 있습니다. 1 - 구조적 결합 강도(Cc) 2 - 마찰로 인한 강도(ΣW) - 기계적 결합
점토질 토양의 강도 τ 교결 또는 수-콜로이드 결합이 있는 모래 입자를 포함하는 응집성 점토질 토양에서 강도는 접착력과 내부 마찰 각도에 의해 결정됩니다.
점토질 토양의 강도 τ 모래 입자를 포함하지 않고 교결 또는 수-콜로이드 결합이 있는 응집성 점토질 토양에서 강도는 접착력 τ = C C σ 0으로 결정됩니다.
모래 토양의 강도 τ 느슨한 모래 토양에서 강도는 주로 내부 마찰 각도에 의해 결정되며 C 값은 상대적으로 작습니다.
단일 평면 절단 방법에 의한 강도 특성 결정 u 5. 1. 1. 1 단일 평면 절단 방법에 의한 토양 테스트는 다음과 같은 강도 특성을 결정하기 위해 수행됩니다: 토양 전단 저항 τ, 내부 마찰 각도 ψ, 특정 접착력 C, 모래(자갈이 많고 거친 토양은 제외), 점토질 및 유기-광물 토양에 대한 것입니다. 5. 1. 1. 2 이러한 특성은 시료의 한 부분을 접선 하중으로 다른 부분에 대해 이동시키면서 동시에 하중을 가하는 고정 전단 평면이 있는 단일 평면 전단 장치에서 토양 시료를 테스트한 결과를 기반으로 결정됩니다. 전단면에 수직인 하중을 갖는 샘플
전단 장치 u 단일 평면 전단 장치는 두 개의 링(하부 및 상부)으로 구성됩니다. 하부 링은 변속 상자에 고정되어 있습니다. 위쪽은 아래쪽에 상대적으로 움직일 수 있습니다.
NN, KN 및 KD(GOST 30416 -96에 따름) 샘플을 예비 압축(주행 거리계에서)하고 전체 테스트 중에 물을 짜내는 방식으로 강도 및 변형성의 특성을 결정하기 위한 토양의 통합 배수 테스트입니다. 샘플을 예비 압축하고 압축 중에만 물을 짜내는 방식으로 강도 특성을 결정하기 위해 배수되지 않은 토양 테스트를 통합했습니다. 전체 테스트 동안 물을 짜내지 않고 샘플을 예비 압축하지 않고 토양의 강도 특성을 결정하기 위한 비압밀 비배수 테스트입니다.
전단 저항 토양 전단 저항은 파괴(전단)가 발생하는 전단 응력 값에 의해 결정되는 토양 강도의 특성입니다. u 토양 전단 저항(τ, MPa)은 주어진 일반 하중 F 값에서 샘플의 전단 면적 A로 나눈 전단 하중 Q의 값으로 정의됩니다. u τ = Q/A, MPa
최소 3개의 포인트가 필요한 이유는 무엇입니까? τ - 토양 전단 저항, MPa 세 번째 지점은 교정 역할을 합니다.
전단 시험 계획: 비압밀-비배수 시험 - 포화 점토 및 모래 토양에 대한 시험 - 예비 압축 및 물 추출 없이 시험; u 통합 비배수 테스트 - 불안정한 점토 토양의 경우 - 가정용 압력 + 구조물의 압력과 동등한 압력 하에서 물 추출 없이 사전 압축(주행 거리계)으로 테스트합니다. u 압밀 배수 테스트 - 안정화된 점토 토양 및 모래에 대한 테스트 - 사전 다짐 및 물 추출 테스트 u
단축 압축법 5. 2. 1. 1 단축 압축법을 사용한 토양 시험은 다음과 같은 강도 특성을 결정하기 위해 수행됩니다. 암석이 많은 반암반 토양에 대한 단축 압축 강도(R); 수분 포화 점토 토양(Su)에 대한 비배수 전단 저항. 5. 2. 1. 2 일축 압축 강도는 샘플이 파괴되는 샘플에 가해지는 수직 하중과 원래 단면적의 비율로 결정됩니다.
3축 압축(가장 진보된 방법) 5. 3. 1. 1 토양의 3축 압축 시험은 다음과 같은 강도 및 변형 특성을 결정하기 위해 수행됩니다: 내부 마찰 각도 Φ, 비응집력 C, 비배수 전단 저항 Su, 변형 계수 E 모래, 점토, 유기광물 및 유기 토양에 대한 측면 변형 계수 v. 5. 3. 1. 2 이러한 특성은 3축 축대칭 정적 하중 조건에서 토양 샘플의 측면 팽창을 가능하게 하는 3축 압축 챔버에서 토양 샘플을 테스트한 결과를 기반으로 결정됩니다.
방법의 특징 시험 중 원통형 토양 시료를 고무 껍질에 넣고 시료에 대한 압력은 작동 피스톤(수직 하중 F)과 전방위 수압에 의해 생성됩니다.압축, 전단 및 일축 압축과 달리, 수직 및 세로(전단) 변형이 측정될 뿐만 아니라 체적 변형도 측정됩니다(챔버 내 물의 부피와 압력을 측정하여).
반복 하중을 받는 토양의 3축 시험 이 방법의 목적은 동적 하중(지진, 해파, 구조물의 진동 등) 하에서 강도 특성을 평가하는 것입니다. 이 방법을 사용하면 토양 샘플이 교번 압축 및 인장 하중에 노출됩니다. . 압축과 장력의 주기는 예상되는 동적 충격에 해당하는 주기와 빈도로 번갈아 나타납니다. 시험 방법은 규제되지 않습니다.
6. 동결된 토양의 강도와 변형성은 다음 방법으로 결정됩니다. 볼 스탬프를 사용한 테스트 u 동결 표면을 따른 단일 평면 절단 u 일축 압축 u 모든 테스트는 이상적으로 일치해야 하는 음의 외부 온도에서 수행됩니다. 얼어붙은 토양의 자연 온도에 맞춰
토양의 변형 및 강도 특성이 결정되지 않고 물리적 특성 값만 알 수 있는 경우 어떻게 해야 합니까? 1. 2. 강도 및 변형 특성은 인접한 영역에서 얻은 재료에서 가져옵니다. 기초의 예비 계산을 위해... SNi 부록 1의 물리적 특성을 기반으로 토양의 강도 및 변형 특성에 대한 표준 및 설계 값을 결정할 수 있습니다. P 2. 01 -83. 기초와 기초.
특정 접착력의 표준 값 cn, k.Pa(kgf/cm2), 내부 마찰 각도 n, deg. , 제4기 퇴적물의 미사질 점토 비황토 토양
특정 접착력의 표준 값 cn, k.Pa(kgf/cm2), 내부 마찰 각도 n, deg. 및 변형 계수 E, MPa(kgf/cm2), 제4기 퇴적물의 모래 토양
SP 22.13330.2011
SNiP 2.02.04-88 업데이트 버전
작가 N.M. Gersevanov의 이름을 딴 NIIOSP
5.3장. 피.:
- 기초의 지지력과 변형을 결정하는 토양의 기계적 성질의 주요 매개 변수는 토양의 강도 및 변형 특성 (내부 마찰각 Φ, 특정 접착력)입니다. 씨, 암석 토양의 일축 압축 강도 RC, 변형 계수 이자형및 토양의 횡단 변형 계수 υ). 기초와 기초 토양의 상호 작용을 특성화하고 실험적으로 설정되는 다른 매개 변수를 사용할 수 있습니다(동결 중 특정 중력, 기초 강성 계수 등).
주 - 또한, 특별히 언급한 경우를 제외하고, "토양 특성"이라는 용어는 토양의 기계적 특성뿐만 아니라 이 항에서 언급된 매개변수뿐만 아니라 토양의 물리적 특성도 의미합니다.
SP 50-101-2004 "기초 설계 및 설치
건물과 구조물의 기초"
작가 NIIOSP의 이름을 따서 명명되었습니다. N.M. Gersevanova, 국가 단일 기업 Mosgiproniselstroy
조항 5.1.8
토양의 물리적, 기계적 특성은 다음과 같습니다.
- - 토양과 그 입자 및 습도의 밀도 (GOST 5180 및 GOST 30416)
- - 다공성 계수;
- - 거친 토양 및 모래에 대한 입도 조성(GOST 12536)
- - 점토 토양의 가소성과 유동성 경계의 습도, 가소성 수 및 유동성 지수(GOST 5180)
- - 내부 마찰 각도, 특정 접착력 및 토양 변형 계수 (GOST 12248, GOST 20276, GOST 30416 및 GOST 30672)
이러한 특성의 표준 값 - 부록 A SP 22.13330.2016을 참조하세요.
- - 암석 토양에 대한 단축 압축, 연화 및 용해도 지표에 따른 일시적 저항(GOST 12248).
토양의 물리적 특성은 다음과 같습니다.
특정 토양의 경우 기초의 설계 특징이 SP 22.13330.2011의 섹션 6에 설명되어 있으며 구조물의 지하 부분 기초를 설계할 때(섹션 9 참조) 이 섹션에 지정된 특성을 추가로 결정해야 합니다. .
특정 불리한 특성을 지닌 토양은 다음과 같습니다.
- 침하토
부풀어오르는 토양
염분 토양
유기광물 및 유기 토양
용적토양
대량 토양
충적토
흙을 쌓다
굳어진 토양
설계 토양 저항을 결정할 때 아르 자형원인 목조 주택표 값에 따르면 세 번째 하위 책임 등급에 속합니다. R0(부록 B의 B.1-B.10) 다음과 같은 물리적, 기계적 특성을 결정할 필요는 없습니다.
내부 마찰 각도, 특정 접착력, 변형 계수 및 토양의 측면 변형 계수 (GOST 12248, GOST 20276, GOST 30416 및 GOST 30672);
웹 사이트 페이지에서 기초 교체를 위한 토양 특성을 결정하는 예를 참조하십시오: "목조 주택의 기초 계산 예"
정의
부록 A. p.:
- 다공성 계수 e공식에 의해 결정됩니다 (A.6 GOST 25100-2011 참조)
e = (ρ s - ρ d)/ρ d , (A.5)
- ρ s - 토양 입자(골격)의 밀도, 고체(골격) 토양 입자의 단위 부피당 질량 g/cm3;
ρ d - 건조한 토양의 밀도, 토양의 질량에서 공극의 물과 얼음의 질량을 뺀 값과 원래 부피(g/cm3)의 비율로, 공식에 의해 결정됩니다.
- 건조한 토양의 밀도(골격) ρ d공식에 의해 결정됩니다 (A.16 GOST 25100.2011 참조)
ρ d = ρ/(1+ 승), (A.8)
- 여기서 ρ는 토양 밀도, g/cm 3 (GOST 5180 참조)입니다.
승- 자연 토양 수분, %
- 유량 I L- 토양의 두 상태(자연 W와 롤링 경계 Wp)에 해당하는 습도 차이의 소성 수치 Ip에 대한 비율
A.18 GOST 25100-2011, 유량 나는 엘 d.u., - 점토질 토양의 상태(일관성)를 나타내는 지표; 공식에 의해 결정됨I L = (w - w p)/I p, (A.9)
- 여기서 w는 자연 토양 수분, %입니다(GOST-5180-84 참조).
w p - 롤링 경계의 습도, % (GOST 5180 참조)
I p - 가소성 수치, %(A.31 GOST 25100-2011 참조)
- 가소성 번호 I p(A.31 GOST 25100-2011 참조), %; 공식에 의해 결정됨
I p = w L - w p , (A.17)
- 여기서 w L은 항복점에서의 수분 함량, %입니다(4 GOST 5180 참조).
w p - 롤링 경계의 습도, % (5 GOST 5180 참조)
압축성- 압축성 계수를 특징으로 하는 외력의 영향으로 토양의 부피가 감소하는 능력 m 0(압축 곡선 경사각의 접선), 공식에 의해 결정됨(5.4 GOST 12248-2010 참조)
m 0 = (ei - e i+1)/ (pi+1 - p i) 5.32
- ei 및 ei+1은 압력 pi 및 pi+1에 해당하는 다공성 계수입니다.
- 테스트 중에 측정된 수평 전단 및 수직 하중 값을 기반으로 접선 및 수직 응력 τ 및 σ, MPa는 다음 공식을 사용하여 계산됩니다.
τ = 10Q/A; (5.3)
σ = 10F/A; (5.4) - 특정 접착 씨그리고 내부 마찰 각도 φ
토양은 선형 의존성의 매개변수로 결정됩니다.
τ = σ tan(Φ) + c (5.5)
- τ 및 ψ는 공식 (5.3) 및 (5.4) = Q/A, (5.1) - 접선 응력 및
= F/A, (5.2) - 수직 응력
Q와 F는 각각 전단면에 대한 접선력과 수직력, kN입니다.
A - 절단 면적, cm2
출처: GOST 12248-2010 토양 밀도 ρ - 이 토양이 차지하는 부피에 대한 공극의 물 질량을 포함한 토양 질량의 비율(g/cm 3 t/m 3)
건조한 토양 밀도 ρ d는 이 토양이 차지하는 부피(g/cm 3 t/m 3)에 대한 건조한 토양의 질량(공극에 있는 물의 질량 제외)의 비율입니다.
토양 입자 밀도 ρ s는 이 토양의 고체 부분의 부피(g/cm 3 t/m 3)에 대한 건조한 토양의 질량(공극에 있는 물의 질량 제외)의 비율입니다. 총 수분 용량 Wo - 가능한 최대 함량 가능한 유형모공이 완전히 채워졌을 때 물을 줍니다.
w sat = n.ρ 승/ ρ d
- 여기서: n – 다공성, 단위,
ρ 승– 물의 밀도, g/cm3,
ρ d – 건조한 토양의 밀도.
토양의 기계적 성질- 힘과 물리적 영향으로 인한 부피와 모양의 변화에 저항하는 능력입니다.
흉한 모습- 토양 용량 힘– 토양 용량
변형의 발달에 저항하십시오. 파괴에 저항하다;
기계적 특성은 입자의 구조적 결합 특성, 입자 크기, 광물 조성, 토양 수분의 영향을 받습니다. 토양의 주요 기계적 성질은 다음과 같습니다. 압축성; 전단강도; 물 투과성.
압축성.
압축 하중의 영향으로 토양의 부피가 감소하는 능력을 압축성, 침강 또는 변형이라고 합니다. 토양은 물리적 구조에 따라 다양한 크기와 광물 조성(토양 골격)의 개별 입자와 액체(물)와 기체(공기)로 채워진 기공으로 구성됩니다. 압축 응력이 발생하면 물로 채워진 토양 내부에 위치한 공극의 부피가 감소하여 부피 변화가 발생합니다. 따라서 압축성은 물리적 구성, 입자의 구조적 결합 유형 및 하중의 크기 등 여러 요인에 따라 달라집니다.
수축의 성질에 따라 탄성변형과 소성변형으로 나누어진다. 탄성 변형은 토양의 구조적 강도를 초과하지 않는 하중의 결과로 발생합니다. 입자 사이의 구조적 연결을 파괴하지 않으며 하중을 제거한 후 토양이 원래 상태로 돌아가는 능력이 특징입니다. 소성 변형은 토양 골격을 파괴하고 결합을 깨뜨리고 입자를 서로 상대적으로 이동시킵니다. 이 경우 체적 소성 변형은 내부 기공의 부피 변화로 인해 토양을 압축하고 원래 모양의 변화와 최대 파괴로 인해 전단 소성 변형이 발생합니다. 토양 압축성을 계산할 때 상대 압축성 계수, 측면 압력 계수 및 측면 팽창 계수에 따라 실험실 조건에서 주요 변형 특성이 결정됩니다.
전단강도
극한 전단 강도는 접선 및 직접 응력의 영향으로 서로에 대한 토양 부분의 움직임에 저항하는 토양의 능력입니다. 이 지표는 토양의 강도 특성을 특징으로 하며 건물 및 구조물의 기초 계산에 사용됩니다. 무너지지 않고 하중을 견딜 수 있는 토양의 능력을 강도라고 합니다. 모래와 거친 입자의 비점착성 토양에서는 주로 개별 입자의 마찰력으로 인해 저항이 발생하며 이러한 토양을 느슨한 토양이라고 합니다. 점토 토양은 전단 저항이 더 높기 때문에... 마찰력과 함께 전단력은 접착력과 반대됩니다. 건설 시 기초 기초를 계산하고 경사가 있는 흙 구조물을 제조할 때 이 지표가 중요합니다.
점토질 토양의 전단 저항 t는 쿨롱 방정식에 의해 결정됩니다.
모래 토양의 경우 접착력이 부족하기 때문에 전단 저항은 다음과 같은 형태를 취합니다.
투수성
투수성은 압력 차이의 영향으로 토양 자체를 통해 물을 통과시키는 토양의 능력을 특징으로 하며 토양의 물리적 구조와 구성에 의해 결정됩니다. 다른 모든 것이 동일하고 기공 함량이 낮은 물리적 구조와 구성에서 점토 입자가 우세한 경우 투수성은 각각 다공성 토양과 모래 토양보다 낮습니다. 이 지표를 과소평가해서는 안 됩니다. 왜냐하면... 건설 시 흙 구조물의 안정성에 영향을 미치고 기초 토양의 압축 속도를 결정합니다.
토양의 변형 및 강도 특성과 그 특성.
압축성토양은 외부 하중의 영향으로 파괴되지 않고 변형되는 능력을 특징으로 합니다. 토양의 변형 특성은 총 변형 계수로 특징 지어집니다. 이자형 , 푸아송비, 압축성 및 압밀 계수, 전단 및 체적 압축 계수. 하중을 받는 분산된 토양의 압축성은 광물 입자가 서로 상대적으로 변위되어 기공 부피가 감소하기 때문입니다.
토양 강도그들의에 의해 결정 전단강도 이는 선형 쿨롱 의존성으로 설명할 수 있습니다.
τ = p tanΦ + c,
어디 τ – 전단 강도, MPa; 아르 자형 – 정상 압력, MPa; tg ψ – 내부 마찰 계수; φ – 내부 마찰 각도, 도; 씨 – 클러치, MPa.
수량 φ 그리고 씨 강도와 안정성의 공학적 계산에 필요합니다.
암석 토양의 강도는 주로 구조적 연결에 의해 결정됩니다. 그립하지만 대부분 균열로 인해 발생합니다.
일축압축에 대한 암반지반의 인장강도(압축강도)가 중요 분류 특성이는 토양을 암석질(> 5MPa) 또는 비암질성(> 5MPa)으로 분류합니다.< 5 МПа).
화학 및 광물 조성, 토양의 구조 및 질감, 유기물의 함량은 필요한 장비(X선 전자현미경 등)를 갖춘 지질 실험실에서 결정됩니다. 토양의 물리적, 기계적 특성은 토양 과학 실험실과 미래 건설 현장의 현장에서 연구됩니다. 얻은 결과의 신뢰성에 특별한 주의를 기울입니다.
각 토양 특성에 대해 몇 가지 결정이 내려지고 통계 분석이 수행됩니다. 모든 IGE에는 최소한 세 가지 정의가 있어야 합니다.
토양 연구실.실험실 연구를 위한 토양 시료는 현장의 구덩이와 시추공의 토양층에서 선택됩니다.
토양 샘플은 단일체 또는 느슨한 샘플 형태로 실험실에 전달됩니다. 단일체는 20 x 20 x 20cm 크기의 방해받지 않는 구조를 가진 토양 샘플입니다. 미사질 점토 토양에서는 표면의 방수 파라핀 또는 왁스 껍질로 인해 자연 수분이 보존되어야 합니다. 느슨한 토양(모래 , 자갈 등.) 무게가 0.5kg 이상인 샘플을 채취합니다.
실험실 조건에서는 자연 수분 및 토양 밀도 - GOST 5180-84, 인장 강도 - GOST 17245-79, 입도 (곡물) 구성 - GOST 12536-에 따라 각각 자체 GOST에 따라 모든 물리적 및 기계적 특성을 결정하는 것이 가능합니다. 79 등 실험실에서는 습도, 토양 입자의 밀도 등이 결정됩니다.
현장 작업.현장에서 토양을 연구하는 것은 수분 체제를 유지하면서 구조와 질감을 파괴하지 않고 토양의 자연 발생에서 물리적 및 기계적 특성의 모든 값을 결정할 수 있기 때문에 실험실 분석에 비해 이점을 제공합니다. 이 경우 건물과 구조물의 기초에 있는 토양 덩어리의 작동이 시뮬레이션됩니다. 이러한 토양 연구는 최근 들어 점점 더 많이 활용되고 있으며, 동시에 기술 장비도 개선되고 컴퓨터도 활용되고 있습니다. Express 방법을 사용하면 토양 특성을 신속하게 얻을 수 있습니다. 건물 및 구조물의 운영 기간 동안 토양 덩어리의 거동을 예측하려면 실험실과 현장 연구를 지능적으로 결합하는 것이 좋습니다.
토양의 압축성 변형시험 방법 중 참고방법을 고려해야 한다. 필드 스탬핑 테스트 (GOST 20278-85). 현장(압력 측정, 동적 및 정적 진도) 및 실험실(압축 및 안정 측정)의 다른 테스트 방법의 결과를 스탬프 테스트 결과와 비교해야 합니다.
토양의 강도 특성을 결정할 때 건설 현장에서 직접 토양 기둥을 절단하는 현장 테스트에서 가장 신뢰할 수 있는 결과를 얻습니다(GOST 23741-79). 높은 비용과 노동 강도로 인해 이 작업은 책임 수준 I(클래스)의 구조에 대해서만 수행됩니다. 여기에는 경제적으로 매우 중요한 건물 및 구조물, 사회 시설 및 신뢰성 향상이 요구되는 구조물(화력 발전소의 주요 건물, 원자력 발전소, 텔레비전 탑, 200m 이상의 산업용 파이프, 극장 건물, 서커스, 시장, 교육 기관 등)이 포함됩니다. ).
기타 건설 사례(클래스 II 및 III 구조물)의 경우 상당히 신뢰할 수 있는 지표 와 함께 그리고 φ 평면 전단(GOST 12248-78) 및 3축 압축(GOST 26518-85) 장치에서 토양에 대한 실험실 테스트 결과를 얻었습니다.
강도 특성은 블레이드 프로빙 방법을 사용하여 결정할 수도 있으며, 그 결과는 중요한 구조를 설계할 때 전단 테스트와 비교되어 결과의 신뢰성을 보장합니다.
토양의 변형 테스트.토양의 압축성은 스탬프 방법, 압력계, 동적 및 정적 프로빙을 사용하여 연구됩니다.
스탬프 방식. 안에암석이 아닌 토양에서는 정적 하중이 전달되는 구덩이 바닥이나 시추공 바닥에 스탬프가 설치됩니다(GOST 20276-85). 구덩이에 스탬프 – 이것은 5000cm2 면적의 강철 또는 철근 콘크리트 원형 슬래브입니다. 스탬프 아래에 주어진 압력을 생성하기 위해 하중이 있는 잭 또는 플랫폼이 사용됩니다(그림 49).
다이의 침강은 편향 측정기를 사용하여 측정됩니다. 토양 샘플은 스탬프 바닥 표시의 구덩이와 병행 실험실 연구를 위해 외부에서 채취됩니다. 스탬프는 토양의 종류와 상태에 따라 단계적으로 로드되며 변형이 안정될 때까지 유지됩니다. 결과적으로, 테스트는 하중 단계에서 압력 및 시간에 대한 스탬프 침하의 의존성에 대한 그래프를 작성하고, 그 후 다음 공식을 사용하여 토양의 변형 계수를 계산합니다. 이자형 , MPa.
드릴 구멍에 스탬프이자형.토양 테스트는 직경 320mm 이상, 깊이 20m 이하의 우물에서 수행되며 600cm 2 면적의 스탬프가 우물 바닥으로 내려갑니다. 스탬프의 하중은 하중이 있는 플랫폼이 있는 막대를 통해 전달됩니다. 변형 계수는 또한 공식에 의해 결정됩니다.
압력 측정 연구점토 토양에서 수행됩니다. 압력계는 주어진 깊이까지 우물 속으로 내려가고 액체 또는 가스 압력에 의해 팽창되는 고무 원통형 챔버입니다. 생성된 압력에서 시추공 벽의 반경방향 움직임이 측정되어 토양의 변형 계수와 강도 특성을 결정할 수 있습니다.
쌀. 49. 스탬프를 사용한 토양 압축성 결정:
a, b – 구덩이; c – 시추공; 1 – 우표; 2 – 잭;
3 – 앵커 파일; 4 – 부하가 있는 플랫폼; 5 - 막대
프로빙(또는 침투 )는 15-20m 깊이의 토양 두께를 연구하는 데 사용됩니다. 토양에 침투하는 금속 팁(프로브)의 저항을 기반으로 토양의 밀도와 강도 및 수직 단면의 변동성이 결정됩니다. 사운딩(Sounding)은 쇄석이나 자갈의 혼합물이 없거나 거의 없는 모래, 점토 및 유기 토양의 기계적 특성을 결정하기 위한 표현 방법을 말합니다. 팁을 담그는 방법에 따라 프로빙이 구별됩니다. 동적 및 정적 . 정적 프로빙 중에는 콘이 지면에 부드럽게 눌러지고, 동적 프로빙 중에는 해머로 밀어 넣습니다.
정적 및 동적 감지허용하다:
토양 두께를 별도의 층으로 나눕니다.
바위가 많고 거친 토양의 깊이를 결정합니다.
모래의 대략적인 밀도, 점토 토양의 일관성을 결정하고 변형 계수를 결정합니다.
제방 및 충적층에서 인위적으로 압축된 토양의 품질을 평가합니다.
습지의 유기토양의 두께를 측정합니다.
그림에서. 도 50은 침투 로깅 스테이션을 도시한다.
쌀. 50. 침투 및 벌목 스테이션:
1 – 프로브 센서; 2 – 막대; 3 – 돛대; 4 – 유압 실린더; 5 – 통신 채널; 6 – 하드웨어 스테이션; 7 – 제어판
토양의 강도 테스트.토양의 전단 저항은 파손 시 제한 응력 값에 의해 결정됩니다. 압축력과 전단력이 가해지는 교란되지 않은 토양의 원주형 기둥을 남기고 구덩이에서 실험을 수행합니다. 내부 마찰과 특정 접착력을 정확하게 결정하기 위해 서로 다른 압축력을 가하는 최소 3개의 기둥에 대해 실험을 수행했습니다. 변속은 4개의 블레이드 장치인 임펠러의 회전에 의해서도 생성됩니다. 전단 저항을 계산하는 데 사용되는 토크를 측정하면서지면에 눌러 회전합니다.
경험이 풍부한 건설 공사 . 첫 번째 책임 수준(클래스)의 개체를 구성하는 동안 토양에 대한 현장 연구가 특히 중요하므로 실험 작업에 의존합니다.
경험이 풍부한 더미. 건설 현장에서는 재고 더미를 담그고 침수 특성과 토양 저항을 관찰합니다. 말뚝에 하중을 가하고 각 단계의 강수량을 측정하여 자연 습도 조건과 침수 상태에서 토양의 지지력을 결정합니다. 테스트 결과는 실험실 토양 연구를 기반으로 계산된 데이터와 비교됩니다.
경험이 풍부한 기초. 미래 건물의 기초는 전체 크기와 설계된 깊이에 맞게 배치됩니다. 미래 건물에서 기초에 하중이 가해지고 기초 토양의 압축이 관찰됩니다. 이것이 토양의 실제 지지력과 미래 건물의 정착이 결정되는 방법입니다.
실험적인 건물. 황토의 침강 특성에 대한 정량적 평가는 실험실 및 현장 토양 테스트 데이터를 기반으로 합니다. 실제 조건에서는 건립된 대형 건물에서 황토 기초가 물로 포화되고 공정 개발의 성격이 관찰되며 침하 값이 결정되고 건물 구조의 상태가 평가됩니다. 건물 구조와 기초에 대한 동적 영향을 평가할 때 유사한 실험 작업이 수행됩니다.
토양 연구 결과 처리. 토양 중앙산괴의 특성은 개별 토양 샘플에 대한 실험실 연구와 중앙산괴 영토에서의 현장 작업 결과로서 물리적 및 기계적 특성을 기반으로 평가됩니다. 실험실과 현장에서 얻은 특성은 샘플을 채취하고 현장 토양 테스트를 수행한 장소에만 해당됩니다. 이와 관련하여 분산된 연구 결과와 규범적 지표를 요약해야 합니다. 즉, 평균값을 얻고 후속 계산에 사용하려면 통계적으로 처리해야 합니다.
고정 관측공학-지질학 및 수문지질학 연구 중에 불리한 지질 과정(카르스트, 산사태 등)의 발전을 평가하기 위해 수행됩니다. 지하수및 온도 체제 관찰을 위해 선택된 특성 영역에 벤치마크 네트워크가 설치되고 이동에 대한 도구적 관찰이 수행됩니다. 측정은 건물 및 구조물의 작동 중에 수행되지만 설계 기간 중에 시작할 수도 있습니다. 근무 기간 – 최대 1년 이상.