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

где Л -толщина деформируемого грунта; йо.п -коэффициент относительной сжимаемости мерзлого грунта при ползучести, аналитическое выражение которого является функцией времени и зависит от вида ядра ползучести K{t-и)\ р - величина внешнего давления.

Величину коэф)фициента относительной сжимаемости нри ползучести ао.п, как было предложено ранее *, при экспоненциальном ядре ползучести можно выразить уравнением

ао.п = а: + о(1-е"), (V.14)

где ао и ао - коэффициенты первичной и вторичной относительной сжимаемости грунта.

Если не учитывать первичную сжимаемость (которая составляет примерно 10-20% от полной деформации), то будем иметь

а,.„а;(1~е- (V.140

где - параметр ползучести (коэффициет затухания только ползучести), определяемый по графику, построенному по экспериментальным данным, в координатах \n{\-Stls) и t (где St - осадка за время t и s -стабилизированная осадка) как тангенс угла наклона спрямленной кривой к оси t.

Тогда деформации затухающей ползучести (осадки, вызванные ползучестью) слоя h мерзлого грунта при сплошной нагрузке на грунт интенсивностью р кГ/см будут определяться выражением (V.13), в которые следует подставить значение «о.п по выражению (V.U. Тогда будем иметь

Suit)=haoPi\-e). (V.15)

Величину коэффициента вторичной относительной сжимаемости ао при достаточно большом времени к, как вытекает из формулы (III.18) можно принимать равной

alalal (V.16)

где ао - конечный коэффициент относительной сжимаемости; ао" - начальный коэффициент относительной сжимаемости (соответствующий началу превалирующего значения ползучести в общей деформации мерзлого грунта, не включая мгновенной деформации).

Отметим, что экспоненциальная зависимость для затухающей ползучести (V.15), как показывают сравнения результатов расчета с данными наблюдений, соответствует характеру ползучести сильнольдистых твердомерзлых грунтов.

Пример 5. Построить кривую деформаций ползучести для слоя сильнольдистого мерзлого грунта мощностью h=5 м, если дано: а"оп=0,01 смУкГ, 6= =0,001 VcyTKH, р=4 кГ/см.

*3. Г. Тер-Мартиросян, Н. А. Цытович. О вторичной консолидации. «Основания, фундаменты и механика грунтов», 1965, № 5.

Определим деформацию ползучести для различных промежутков времени: /i=30 суток; 2=100 суток; 4=300 суток; 4=1000 суток и =3000 суток.

При /i=30 суток по формуле (V.16) 5п(зо)=Лао.пР (1 - е-«) =500-0,01 X Х4 (1 - еО001ЗО) о,6 см. Точно так же при /2= 100 суток

*п(100)

при /з=300 суток =5,2 сж; » 1000 суток St = 12,4 см\ » /5=3000 суток St = 19,0 CM] : /== со stu =20 см. По полученным данным построена расчетная кривая затухающей ползучести для слоя мерзлого грунта (рис. 102).

С100 300

3000

tt сутки

Рис. 102. Расчетная кривая затухающей ползучести для слоя мерзлого грунта

Для пластичномерзлых грунтов лучшее соответствие опытным данным имеет место при использовании в аналитических расчетах деформаций затухающей ползучести гиперболического ядра ползучести [выражение (111.60]-

Согласно уравнению (III.5) теории наследственной ползучести, имеем следующее выражение для относительной деформации затухающей ползучести:

e.=-\-\K{t-h)f[o{t,)\dt,.

Если не учитывать мгновенную деформацию, т. е. положить (дамгн==0 и /1а(/о)]=аоа,

(где Лосо - стабилизированный коэффициент вторичной относительной сжимаемости), то подставляя в выражение для вц значение гиперболического ядра ползучести по формуле т. е.

получим

(Т + 02

Для случая постоянной нагрузки [а(t) = р = const] Ю. К. Зарецкий* получил следующее весьма простое выражение для относительной деформации затухающей ползучести мерзлого грунта:

откуда осадка вследствие ползучести мерзлого грунта {steuit)h) будет равна

/ Г t

T + t

(V.18)

Значение установившегося коэффициента вторичной относительной сжимаемости мерзлого грунта и параметра гиперболического ядра ползучести Г, как было показано в § 5 гл. III, определяется по графику, построенному по экспериментальным данным

в координатах - -.

Однако, как показано в статье Ю. К. Зарецкого*, параметр Т зависит от нагрузки и его более точное выражение будет

T = Tq-, (V.19)

Рсс~Р

где Го - величина параметра, не зависящая от внешней нагрузки при нагрузках р<Сроо; рсо - предельно-длительное сопротивление

<Роо = 0дл).

Выражение (V.19), так же как и (IV.I), дает возможность по нескольким значениям Т для различных ступеней нагрузки р определить предельно-длительную величину pOj, вызывающую ползучесть мерзлого основания.

Отметим, что согласно произведенным расчетам, наблюдается весьма хорошее соответствие расчетных (по изложенной теории затухающей ползучести с применением гиперболического ядра) и замеренных осадок мерзлых грунтов при испытании их пробной нагрузкой без изменения отрицательной температуры грунта.

Пример 6. Построить кривую деформации затухающей ползучести для слоя мерзлого грунта мощностью h-4 м, если даны: установившийся коэффициент относительной сжимаемости (вторичной) мерзлого грунта йох, =0,02 см1кГ\ величина внешней равномерно распределенной нагрузки на слой грунта р=5 кГ/см и параметр гиперболического ядра ползучести мерзлого грунта (найденный по результатам опыта) Г = 360 ч=15 суток.

Задаваясь различными промежутками времени (i==5 суток, 2=15 суток, /з = 30 суток, и т. д.) по формуле (VMS) находим соответствующие осадки ползучести грунта:

при ti = b суток

* См. сноску на стр. 122.