Главная  Переработка нефти и газа 

Скачать эту книгу

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 [ 42 ] 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148

Таким образом, релаксация (расслабление) сопротивлений мерзлых грунтов, обусловленная переориентировкой частиц минеральных и ледяных включений, переходом упругих деформаций н пластические (главным образом, за счет снижения сил сцепления), является важнейшим фактором, определяющим прочностные свойства мерзлых и вечномерзлых грунтов, что и необходимо учитывать при выборе расчетных сопротивлений мерзлых грунтов, когда следует исходить не из мгновенной, а из предельно-длительной их прочности.

§ 5. Определение параметров ползучести мерзлых грунтов

В настоящее время для описания затухающей ползучести мерзлых грунтов наиболее широкое применение получили степенное уравнение (III.1), уравнения теории наследственной ползучести (III.5) и уравнение пластично-вязкого течения (III.7). На определении параметров этих уравнений мы и остановимся.

Зависимость между напряжениями и деформациями, соответствующими данному времени ti от начала загружения, устанавливается по кривым шолзучести (см. рис. 57, а) и изображается семейством кривых e{t) = f{o) (ciM. рис. 57, б), для которых время t является независимой переменной.

Согласно уравнению (111.1), зависимость между напряжением а и. общей относительной деформацией мерзлого грунта е определяется выражением

Для проверки справедливости этого уравнения и определения параметров переменного модуля A{t) кГ/см и коэффициента упрочнения т (отвлеченное число) по экспериментальным данным значений ей соответствующих различным промежуткам времени ti и различным напряжениям а, строится график в логарифмических координатах: по вертикальной оси откладывается Ina, по горизонтальной - In ei с их знаками (рис. 66). Тогда, в соответствии с кривыми рис. 57, б будем иметь столько графиков, сколько отмечалось промежутков времени ti.

Если уравнение (III.1) правомочно, то графики изобразятся наклонными к оси е прямыми, пересечение которых с осью ординат о даст непосредственно величину 1пЛ (/), а тангенс угла наклона пря-: мых к оси деформаций - величину безразмерного параметра упроч-нения т, т. е.

т = АЙ!1. (ШЛ6)

А (In 6)

Как показывают результаты опытов, параметр т в большинстве случаев для различных промежутков времени, кроме начального, .является постоянной величиной, т. е. большинство прямых e = f{o) иараллельны друг другу.

Для определения параметров более сложного уравнения (III.2) строят такой же логарифмический график, как и на рис. 66, но в ко-

5* 131

Ординатах In-и In t. Тогда отрезок, отсекаемый прямой на оси

In-, дает величину параметра 1/, а тангенс угла наклона пря-

мой К оси t - параметр X.

При описании ползучести мерзлых грунтов наиболее общей теорией - реологической теорией наследственности (Больцмана - Вольтерра), как отмечалось ранее, широкое применение получили экспоненциальное ядро (П1.6) и гиперболическое ядро (П1.6).

Параметрами ядра затухающей ползучести по уравнению K\{t) =бе- булут: коэффициент затухания ползучести 6i (I/muh) и коэффициент ядра ползучести б {\/мин).

In А,

Рис. 66. Определение параметров степенного уравнения 0=(е)"г по логарифмическому графику

Рис. 67. Определение параметров экспоненциального ядра К\ затухающей ползучести мерзлых грунтов

Для определения параметра 6i по графикам деформаций определяют скорости относительной деформации ползучести для различных промежутков времени t и строят график (рис. 67) зависимости логарифма скорости относительной деформации на единицу дей-

ствующего напряжения

от времени Тогда тангенс угла

наклона построенной полулогарифмической прямой к оси t, как вытекает из принятой формы ядра ползучести, будет численно равен коэффициенту затухания ползучести, т. е.

(III. 17)

Зная величину коэффициента затухания ползучести бь коэффи-щгент ядра ползучести 6 определяется по формуле*

Ь=Ь,

h(l~e~S

(III.18)

* См. сноску * на стр. 127 (стр. 236, 237).

где бк -величина конечной относительной деформации; ен-величина начальной относительной деформации, соответствующая началу возникновения ползучести (не включая мгновенную деформацию); е -основание натуральных логарифмов; - время практически полной стабилизации осадки при данной ступени нагрузки.

Приведенные выражения (П1.17) и (П1Л8) позволяют однозначно определять параметры затухающей ползучести, необходимые для описания процесса ползучести по реологической теории наследственности.

Для определения величин вк и /к требуется продолжительное время наблюдений, но для оттаявших грунтов (как это показано в другом месте*) оно может быть значительно сокращено, если использовать результаты измерения в процессе испытания грунта норового давления воды.

Затухающая ползучесть пластично-мерзлых грунтов, как отмечалось ранее, очень хорошо описывается параболическим ядром (1П.6):

Л-з() = -

(Г + 02

Рис. 68. Определение параметров ядра Кг затухающей пол-пластичномерзлых грунтов

Если экспериментальные данные по определению относительных осадок ползучести e{t) на графике, построенном в координатах tle{t) и t, укладываются на прямую, то применение уравнения (П1.60 к описанию затухаю- зучести щей ползучести вполне правомерно. Тогда отрезок, отсекаемый на оси ординат (оси t/e{t)), даст значение параметра Г/оо, а тангенс угла наклона прямой к горизонтальной оси (оси t) - величину, обратную установившейся (конечной) относительной деформации ползучести, т. е. 1/00 (рис. 68).

Отметим, что как показывает дальнейший анализ ядра Кг - параметр Т соответствует половине времени, прошедшему от начала деформации ползучести до достижения ею установившейся величины Сооу а значение Соо (определяемое по тангенсу наклона прямой графика рис. 68 к оси времени) дает возможность определить конечное значение полной стабилизированной деформации ползучести, не доводя опыт до стабилизации деформаций, что очень важно.

* См. Н. А. Цытович, 3. Г. Т е р - М а р т и р о с я н. О методике определения параметров ползучести не полностью водонасыщенных глинистых грунтов в результате недренированных испытаний. «Основания, фундаменты и механика грунтов», 1966, Ко 3.