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

Таблица 14

Временное сопротивление мерзлых грунтов одноосному сжатию

Вечномерзлые грунты ненарушенной структуры

пературы. Данные получены при испытании образцов мерзлых грунтов кубической формы на масляных прессах при стандартной скорости возрастания нагрузки в 15-20 кГ/см в 1 мин.

Эти данные, конечно, будут несколько меньше мгновенной прочности мерзлых грунтов одноосному сжатию. В табл. 14 в качестве примера включены некоторые результаты как начальных опытов автора (1930 г.), так и новейшие данные, позволяющие более полно охарактеризовать сопротивление мерзлых грунтов сжатию.

т so so

0 4 8 12 16

и,нГ[смд 1мин

Рис. 77. Зависимость предела текучести мерзлых грунтов при сжатии от скорости V приложения нагрузки:

/ - мерзлый песок ( б = = -20" С; W=\7%)\ 2 мерзлая глина (6 •= -20° С;

Рис. 78. Зависимость временного сопротивления сжатию мерзлых грунтов CgoT величины отрицательной температуры -0° С: / - песок; 2--супесь; J - глина

Рассматривая эти данные, и им аналогичные, прежде всего отметим, что временное сопротивление мерзлых грунтов сжатию, даже при стандартной (не максимальной) скорости возрастания нагрузки, весьма велико - измеряется величиной порядка десятков и даже сотен кГ/см. При большой же скорости возрастания нагрузки (по опытам Н. К. Пекарской до 500-900 кГ/см в 1 мин) сопротивление сжатию мерзлого песка достигает при температуре -40"" С до 154 кГ/см и выше, а мерзлой глины даже до 750 кГ/см, причем образцы глины пластически деформировались без признаков разрушения.

Из приведенных данных вытекает, что мерзлые грунты очень хорошо сопротивляются действию кратковременных нагрузок.

Зависимость временного сопротивления сжатию мерзлых грунтов от величины отрицательной температуры выражена очень рез-156

ко. Для иллюстрации сказанного, как пример на рис. 78, приведены «ривые Ов =/(-6°) для трех мерзлых грунтов:/ - песка; 2 - супеси и 5 -глины. Подобные же кривые получены были ранее как автором, так позднее и другими исследователями.

Как показал анализ приведенных и подобных им кривых,они хорошо описываются уравнением вида *

о1=аЬ{Ь)\ (IV.2)

где а, Ь и п - параметры; 0 - абсолютное значение отрицательной температуры.

Согласно опытам Игарской научной станции АН СССР (1959 г.), величина параметра п близка к V2, а исследования Е. П. Шушериной и С. С. Вялова **, связанные с оценкой прочности мерзлых грунтов при проходке шахт методом искусственного промораживания грунтов, показывают, что с достаточной для практических целей точностью для природно уплотненных грунтов (супеси и глины) можно принимать nl, т. е. линейную связь между сопротивлением сжатию и величиной отрицательной температуры -вС, причем параметры а и 6 переменные и зависят от времени действия нагрузки, уменьшаясь с его увеличением.

Отметим, что наибольшая интенсивность возрастания сопротивления сжатию мерзлых грунтов с понижением отрицательной температуры наблюдается в области значительных фазовых переходов воды (для песков примерно от О до -ГС; для глин от -0,5 до бС), когда наиболее интенсивно происходит замерзание поровой воды; но возрастание сопротивления сжатию происходит и при более низких температурах, что нельзя уже объяснить только увеличением льдистости грунтов, причем интенсивность возрастания сопротивлений меняется по более сложному закону.

Последнее, как показано Е. П. Шушериной и Ю. П. Бобковым зависит оттого, что при общем увеличении прочности льда интенсивность роста его прочности с понижением температуры до -20 уменьшается, а при дальнейшем понижении возрастает, что можно объяснить различным действием эффекта уменьшения трансляционного движения атомов водорода в структурной решетке льда (с одновременным уменьшением размеров самой структурной решетки) при температурах до -20° С и при более низких (до -55° С).

Суммарная влажность мерзлых грунтов (включающая со-держ:ание льда и незамерзшей воды) существенно влияет на сопротивление мерзлых грунтов сжатию. Ограничимся здесь приведением лишь кривой зависимости временного сопротивления мерзлых

* См. сноску на стр. 145. ** Е. П. Шушер и на, С. С. Вялов. Исследование длительной прочности замороженных грунтов при одноосном сжатии. МГУ. Сб. «Мерзлотные исследования», вып. III. Изд-во МГУ, 1963.

*** Е. П. Шушерина, Ю. П. Бобков. Зависимость прочности мерзлых грунтов и льда от температуры. «Труды V Всесоюзного совещания по строительству», т. VI, Красноярск, 1968.