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

насть смерзания увеличивается (см. например 1в табл. 21 Тсм для супесчаного грунта при температуре -1,2°С и общ=6,3% и при Иобщ=а4,2%).

Величина отрицательной температуры также существенно сказывается на величине прочности смерзания (рис. 85).

Приведенные, а также другие многочисленные данные показывают, что прочность смерзания особенно интенсивно возрастает с понижением температуры в области значительных фазовых превращений воды (для песков и супесей примерно от О до -ГС; для глин от -0,5 до -5*С), т. е. в области, где большая часть поровой воды переходит в лед.

Опыты также показывают, что мгновенная прочность смерзания (или временное сопротивление смерзанию) при низких температурах (ниже области интенсивных фазовых превращений воды в лед) может достигать огромной величины - порядка 300-500 TJM.

Однако при скорости нагружения, меньшей чем стандартная, прочность смерзания значительно уменьшается. Так, по нашим данным (опыты 1936 г.), для супеси при скорости возрастания нагрузки в 22 кГ/см в 1 мин прочность смерзания была получена равной 9,3 кГ/см, а в 1 кГ/см? в 1 мин~т:ето лишь 2,8 кГ/см,

Последнее объясняется текучестью мерзлых грунтов при сдвиге по поверхности испытываемой стойки.

Некоторые данные о прочности смерзания, полученные с учетом текучести мерзлых грунтов под нагрузкой (по нашим совместно с Е. И. Левиным опытам 1939 г.), приведены в табл. 22. Эти данные получены при ступенчатом загружении, причем каждая ступень сдвигающей нагрузки выдерживалась до затухания деформаций и принималось, что деформация загасла, если в течение последних 20 мин наблюдений перемещение стойки было меньше 1 мк (что, конечно, является несколько условным).

Таблица 22

Прочность смерзания грунтов с деревом, соответствующая текучести мерзлых грунтов под нагрузкой

Песок (№„бщ=18%) пылеватый грунт {„бщ=28%)

Глина (1общ=39%) и лед {W„6m = 100%)

Песок (содержание фракций 1-0,05 мм -

Пылеватый грунт (содержание фракции 0,05-0,005 мм -12%)

Глина содержание фракции <0,005 мм - 59%

Приведенные данные наказывают, что прочность смерзания влажных грунтов с деревом, нолученная в условиях текучести мерзлых грунтов при температурах в области интенсивных фазовых переходов воды в лед, составляет примерно от Vs до Vio от временного сопротивления смерзанию.

Детальные исследования прочности смерзания с учетом релаксации сдвигаюиих напряжений проведены в 1940-1943 гг. М. Н. Гольдштейном *, который установил, что для влажного мелкозернистого песка при увеличении времени действия нагрузки с 5 мин до 2060 ч прочность смерзания уменьшилась в 11,2 раза, а для суглинка при изменении времени действия нагрузки с 2 мин до 521 ч - в 12,7 раза, т. е. найденная опытом длительная прочность

521 t,4

Рис. 86. Зависимость прочности смерзания от времени действия сдвигающей нагрузки (по опытам М. Н. Гольдштейна)

смерзания оказалась в среднем в 12 раз меньше временной (близкой к мгновенной) прочности смерзания (рис. 86).

KaiK пример, в табл. 23 приведены некоторые значения предельно-длительной «прочности смерзания грунтов с деревянными стойками, установленными в предварительно пропаренный грунт (по опытам С. С. Вялова).

Таблица 23

Предельно-длительная прочность смерзания грунтов с деревянными стойками

По данным табл. 23 на рис. 87 построен график зависимости длительной прочности смерзания грунтов с деревом от величины отрицательной температуры.

Отметим, что опыты М. И. Гольдштейна по изучению прочности смерзания грунтов с деревом и бетоном при непрерывном скольжении стойки по грунту и многократном повторном продавливании показали, что прочность смерзания при этих условиях снижается в среднем вдвое.

Таким образом, из приведенных материалов с очевидностью вытекает, что при экспериментальном определении прочности смерзания грунтов с деревом и бетоном необходимо учитывать в полной мере время действия сдвигаюией нагрузки, а при постоянной (длительной нагрузке) - опреде-

лять предельно-длительную прочность смерзания.

В случае отсутствия для данного-вида грунта при данной его температуре и влажности результатов непосредственных опытов по определению прочности смерзания грунтов с материалом фундаментов можно воспользоваться СНиП П-Б.б-66 (п. 57), в котором даны величины нормативных сопротивлений мерзлых грунтов сдвигу по боковой поверхности смерзания (/?сд кГ/см) с деревом и бетоном для расчетной температуры в середине i-ro слоя вечномерзлых грунтов, причем при определении прочности смерзания грунтов с металлическими поверхностями вводится понижающий коэффициент, равный 0,7.

-две

Рис. 87. Зависимость длительной прочности смерзания грунтов с деревом от температуры -9

§ 5. Сопротивление мерзлых грунтов разрушению резанием

Для установления методов эффективной разработки мерзлых грунтов при различного рода проходческих и земляных работах в условиях вечномерзлых грунтов особо важное значение имеют исследования разрушения мерзлых грунтов резанием. -

Обширные опыты по определению сопротивления мерзлых грунтов резанию были выполнены в 1951-1955 гг. в Институте горного дела АН СССР под руководством проф. Н. А. Зеленина *.

* Настоящий параграф составлен по работам А. Н. Зеленина: Основы разрушения грунтов механическими способами. Изд-во «Машиностроение», 1968; В. П. Б а к а к и н, А. Н. Зеленин. Разработка мерзлых грунтов, п. 2. «Доклады на Международной конференции по мерзлотоведению» (США, 1963). Изд-во АН СССР, 1963.