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

Принимая во внимание, что 1/tg а = 600, а eoo - SoolK будем иметь

5оо=-(111.19) tga

Так как коэффициент относительной сжимаемости грунта равен UqBcIp (где р -величина внешнего давления при компрессионном сжатии грунта), то стабилизированное (конечное) значение этого коэффициента для рассматриваемого случая нри известном по графику рис. 68 значении воо будет равно

(III. 190

Значения описанных здесь параметров затухающей ползучести используются при прогнозе деформаций ползучести мерзлых и вечномерзлых грунтов под сооружениями, что будет рассмотрено в следующих главах.

Установившаяся незатухающая ползучесть мерзлых грунтов, т. е. их пластично-вязкое течение с постоянной скоростью, как было рассмотрено ранее, описывается уравнением (III.7) зависимости скорости течения мерзлых грунтов от величины действующего напряжения- типа Бингама - Шведова (но только степенным):

Обозначим а -00 = Од -действующее напряжение или избыток напряжения сверх порога, соответствующего началу пластично-вязкого течения, тогда получим

Параметры уравнения (III.7) определяются аналогично определению параметров степенного уравнения (ИМ) по графику изменения скорости течения деформации et от величины действующего напряжения Од, построенному в логарифмических координатах (подобно графику на рис. 66).

Однако для определения Оо часто можно ограничиться реологической кривой скорости пластично-вязкого течения, построенной в обычных координатах (скорость течения - величина напряжения а) (рис. 69). Тогда отрезок, отсекаемый на оси спрямленной кривой [т. е., полагая в уравнении (III.7) величину az= 1], и может приближенно приниматься за начальный параметр пластично-вязкого течения, т. е. за Оо.

Если же кривая изменения et от о при значениях а>ао близка к прямой, то непосредственно из графика рис. 69 (при п=1) будем иметь

(); = (a~ao)ctgv, (III.7-)

тогда коэффициент вязкости

T = tgV.

(III.20)

Коэффициент вязкости, характеризующий скорость пластично-вязкого течения (установившейся незатухающей ползучести), для вечномерзлых и мерзлых грунтов, строго говоря, не является величиной постоянной, а зависит от времени действия нагрузки и вели-, чины отрицательной температуры мерзлых грунтов.

Так, по данным исследований мерзлых грунтов, проведенных в Институте мерзлотоведения АН СССР, зависимость коэффициента вязкости llcymnu мерзлых грунтов от величины отрицательной температуры описывается выражением

7]=д(1+е) .

(III.21)

где 0 -абсолютное значение температуры, °С; и, 9 -параметры, определяемые из опыта.

Зависимость коэффициента вязкости от времени протекания деформации может приниматься по формуле проф. Н. Н. Маслова, а именно

.=к~(к-o)e- .(П1.22)

где и TjK -начальный и конечный коэффициенты вязкости; г - параметр, отражающий свойства грунта (определяется по опытным данным).

По нашим совместно сА. Ш. Патвард-ханом опытам в МИСИ *, зависимость

коэффициента вязкости от величины ДеЙ- вая скорости пластично-вяз-

ствующего давления для глинистых течения мерзлых грун-

хорошо описывается

Рис. 69. Реологическая кри-

грунтов нием

уравне-

(III.23)

где Tjo и "ф -параметры, определяемые по полулогарифмическому графику.

§ 6. Экспериментальные данные о величине параметров ползучести мерзлых грунтов

Приведем некоторые экспериментальные данные по определению параметров реологических уравнений напряженно-деформированного состояния мерзлых грунтов.

*А. Ш. Патвардхан, Н. А. Цытович. Влияние нормальных напряжений на вязкость и упрочнение глинистых грунтов. Труды VI Международного конгресса по механике грунтов, 1965.

в опытах, поставленных в связи с расчетами на прочность и ползучесть льдопородных ограждений при проходке глубоких шахт КМА методом искусственного замораживания грунтов (главным образом, в опытах научных сотрудников С. Э. Городецкого и Е. П. Шушериной), были определены по ранее изложенной методике параметры степенного уравнения (111.1) напряженно-деформированного состояния мерзлых грунтов.

Для двух испытанных грунтов (супеси н глины) коэффициент упрочнения (параметр т) оказался достаточно постоянным, параметр жеЛ() (кГ/см) -модуль деформации, для различных промежутков времени t и при различной температуре -9°С в высокой

степени зависит от независи-мых переменных (табл. 10).

Было также произведено определение параметров уравнения (III.2), учитывающего зависимость модуля A{t) от времени (по степенному закону, т. е. от tr) и от величины отрицательной температуры [по выражению g=co(l + 6)], т. е.

Рис. 70. Аналитическая кривая ползучести, построенная по формуле (III.20, и экспериментальные точки для келовейской супеси; 0=-10°С; а=30 /сГ/сл*2

(III.20

Полученные экспериментальные данные для келовейской супеси при 6= -ЮС и а=30 кГ1см нанесены в виде точек на график рис. 70, а сплошной линией изображена кривая, построенная по формуле (111.2. Как видно из графика рис. 70, отклонение аналитической кривой от экспериментальных данных незначительно.

Определение параметров экспоненциального ядра теории наследственной ползучести специально для мерзлых грунтов по изложенной ранее методике не производилось, но о характере изменения ядра ползучести K\{t--U) можно судить по данным табл. 10, так как

L (О J

к/).

Для плотных глинистых грунтов непосредственными опытами •были определены параметры экспоненциального ядра ползучести K\{t-U)=be-* и оказались равными*:

0,005-f-0,040 \\мип\ S = 0,l-f-0,5 \\мин,

т. е. параметр б в несколько (иногда в 10-20) раз больше парамет-

*Н. А. Цытович, 3. Г. Тер-Мартиросян. О методике определения параметров ползучести не полностью водонасыщенных глинистых грунтов в результате недренированных испытаний. «Основания, фундаменты и механика грунтов», 1966, № 3.