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

мгн 2

Отметим, что как показали детальные опыты С. С. Вялова, при испытании мерзлых грунтов шаровым штампом упрочнение грунта весьма незначительно и определяемое оцепление может рассматриваться как инвариантная реальная характеристика механических свойств *.

Замеряя осадку шарового штампа, установленного на образец мерзлого грунта или непосредственно на выровненную площадку в шурфе, в различные промежутки времени t при действии постоянной нагрузки и вычисляя эквивалентное сцепление по формуле (IV.5), получим данные для построения полной кривой релаксации сил оцепления мерзлого грунта во времени (рис. 83).

Величины сил сцепления мерзлых и вечномерзлых грунтов в высокой степени зависят от их отрицательной темпер ату-

ры - 9, что, как показывают соответствующие опыты, хорошо описывается уравнением вида (IV.2), причем показатель степени при в может быть принят равным 1/2, т. е.

са + Ь{Ь)У\ (IV.20

Таблица 20

Мгновенное и предельно-длительное сцепление вечномерзлых грунтов ненарушенной структуры, кГ/см

о 1 2

5 6 18

Рис. 83. Кривая релаксации сил сцепления с, мерзлой супеси (\Гс=35%, W-=

-13,5, е- -0,3° С)

где а и Ь - по-прежнему параметры кривой Сб=/(-6°); G -абсолютное значение величины отрицательной температуры мерзлого грунта.

Некоторые значения мгновенного Смгн и длительного Сдл сцепления для мерзлых грунтов, по опытам С. С. Вялова, приведены в табл. 20.

Приведенные данные и им аналогичные с успехом используются при расчетах несущей способности вечномерзлых грунтов в основаниях сооружений.

§ 4. Прочность смерзания грунтов

Весьма большое значение при расчетах заделки фундаментов в вечномерзлые грунты при морозном пучении грунтов деятельного слоя имеют данные о прочности смерзания грунтов, оцениваемые сопротивлением сдвигу грунтов по поверхности их смерзания с материалом фундаментов. Прочность смерзания определяется обычно путем продавливания или выдергивания стоек, вмороженных в грунт.

Первые (1931-1936 гг.) опыты по определению прочности смерзания (или, так называемых сил смерзания) проводились при большой скорости возрастания нагрузки и были близки к максимальным значениям, а при стандартной скорости возрастания нагрузки в 15- 20 кГ\см-мин определяли так называемую - временную прочность смерзания. Некоторые данные по определению прочности смерзания (временной, близкой по величине к мгновенному сопротивлению сдвигу по поверхности смерзания), по опытам автора с сотрудниками * в сокращенном объеме приведены в табл. 21.

Таблица 21

Прочность смерзания грунтов с деревом

* Н. А. Цытович, И. С. Вологдина, М. Л. Шейков [и др.]. Сб. «Лабораторные исследования механических свойств мерзлых грунтов». Сб. I и II. Изд-во АН СССР, 1936.

Из этих данных вытекает, что на величину временной прочности смерзания мерзлых грунтов с деревом нри одинаковой степени увлажнения грунтов существенно влияет механический состав грунта: чем крупнее частицы грунта, тем прочность смерзания меньше. Наименьшая прочность смерзания получена для гальки, пролитой водой.

Для иллюстрации сказанного, на рис. 84 показана кривая зависимости прочности смерзания различных грунтов с деревом нри одной и той же их относительной влажности (около 80% полной вла-гоемкости) и температуре ( - 10° С) от крупности минеральных частиц грунтов. Как вытекает из рассмотрения этой кривой и данных табл. 21, наибольшей прочностью смерзания обладают водона-

Глины

Рис. 84. Зависимость временной прочности смерзания различных грунтов с деревом от механического состава грунтов

15 вГ

Рис. 85. Зависимость прочности смерзания грунтов с деревом от величины отрицательной температуры: 1 - супесчаный и 2 - глинистый грунты

сыщенные пески, особенно среднезернистые, меньшей - пески крупнозернистые, и минимальной - гравий и галька. Мерзлые глины имеют несколько меньшую прочность смерзания (при температуре выше -20° С) с деревом по сравнению с водонасыщенными песками. Последнее объясняется большим содержанием незамерзшей воды 1в глинистых грунтах по сравнению с содержанием ее в песчаных.

Установленная зависимость имеет существенное значение для практики: так для лучшей заделки стоек и фундаментов в вечномерзлых грунтах следует затрамбовывать их увлажненным песком (в дальнейшем, прочно смерзающимся с материалом стойки), а для уменьшения воздействий пучащихся грунтов деятельного слоя следует часть стоек и фундаментов, находящуюся в деятельном слое, засыпать несмерзающимися материалами или по крайней мере сухими гравелистыми и галечными грунтами, что полностью оправдало себя на практике.

Большое влияние на величину прочности смерзания имеет начальная общая влажность грунтов, с увеличением которой проч-