Лекция III-5. Специальные методы лабораторных испытаний

• Обсуждение экспериментальных методов в механике грунтов.  

• Специальные методы используются для моделирования сложных напряженно-деформированных состояний.  

• Применение специальных методов в научно-исследовательской работе и практических исследованиях.  

• Зависимость механических свойств грунтов от вида напряженного состояния.  

• Введение в характеристику напряженного состояния.  

• Использование инвариантов напряжения для описания вида напряженного состояния.  

• Угол Ладе как параметр для описания вида напряженного состояния.  

• Примеры различных напряженных состояний и их влияние на угол Ладе.  

• Применение угла Ладе для описания поверхностей прочности и текучести.  

• Прибор истинного трехосного сжатия как универсальный инструмент.  

• Две категории приборов: с равномерно распределенной нагрузкой и жесткими стенками.  

• Исследования влияния вида напряженного состояния на параметры сопротивления сдвигу.  

• Пример эксперимента с постоянными и возрастающими напряжениями.  

• Влияние вида напряженного состояния на осевые деформации.  

• Неравномерное расширение по разным осям.  

• В образце происходит разрушение, что позволяет анализировать результаты с помощью кругов Мора.  

• Прибор трехосного сжатия с растяжением конструкции Тер-Мартиросяна-Воробьева позволяет испытывать образцы цилиндрической формы.  

• Прибор позволяет получать двухосное сжатие и другие напряженные состояния, такие как чистый сдвиг и чистое растяжение.  

• Прибор используется для исследования работы грунта в области растяжения и описания нелинейных моделей.  

• В отличие от прибора истинного трехосного сжатия, в этом приборе нельзя исследовать деформационные свойства.  

• Использование датчиков перемещений необходимо только для фиксации момента разрушения.  

• Приборы плоской деформации моделируют нестандартные напряженные состояния.  

• Они могут быть выполнены по-разному, от примитивных конструкций до сложных.  

• В таких приборах можно проводить испытания с учетом режима дренирования и измерять поровое давление.  

• Прибор кручеения позволяет воспроизводить сложные напряженные состояния с поворотом главных напряжений.  

• Образец имеет форму полого цилиндра, что позволяет выравнивать касательное напряжение.  

• Прибор позволяет изменять угол лада в диапазоне от 0 до 60 градусов.  

• Прибор простого сдвига, известный за рубежом как директ симпл, заменяет приборы одноплоскостного среза.  

• В приборе многоплоскостного среза нет одной зафиксированной поверхности среза, что позволяет учитывать неоднородности в образце.  

• Прибор позволяет проводить испытания в условиях внедрения и измерять поровое давление.  

• Прибор перекашивания позволяет определять параметры сопротивления сдвигу и жесткости.  

• В конструкции используются кинематически связанные кольца, что обеспечивает строго определенное смещение слоев образца.  

• Прибор позволяет измерять угол дилатансии и модуль сдвига.  

• Используется для определения остаточной прочности грунта.  

• При значительных перемещениях в массиве грунт деградирует, что снижает сопротивление сдвигу.  

• Применяется для расчетов устойчивости откосов и склонов, особенно для поливато-глинистых грунтов.  

• В обычном приборе одноплоскостного среза невозможно получить значительные перемещения.  

• Нормативные документы предусматривают режим испытания "плашка по плашке".  

• Это неудобно и не достоверно, так как нарушает структуру образца.  

• Две половинки образца скручиваются, а не сдвигаются.  

• Образец имеет форму кольца для равномерного распределения касательных напряжений.  

• Можно продолжать опыт сколь угодно долго, обеспечивая подвод жидкости и моделирование обводнения.  

• Возможность получения нескольких точек сопротивления сдвигу на одном образце.  

• Зарубежные нормативные документы регламентируют испытания для паст.  

• Это оправдано, так как образцы в состоянии остаточной прочности уже имеют нарушенную структуру.  

• Коэффициент бокового давления связывает горизонтальные и вертикальные напряжения.  

• Для определения коэффициента бокового давления в состоянии покоя необходимо воспроизвести природное напряженное состояние.  

• Лабораторные методы включают компрессионное сжатие с измерением горизонтального давления.  

• Прибор компрессионного сжатия должен иметь жесткую стенку для точного воспроизведения напряженного состояния.  

• Возникающая сила трения на штампах может быть решена смазыванием или специальной конструкцией.  

• Измерение бокового давления требует технических решений, таких как использование тензометрических колец.  

• Используется режим кано консолидации для определения коэффициента бокового давления.  

• Давление жидкости передается на боковую поверхность образца.  

• Современные возможности позволяют учитывать жесткость прибора и проводить испытания в режиме внедрения.  

• Нагружение образца до исторического давления и разгрузка до текущего значения позволяет определить горизонтальное напряжение в массиве.  

• Наблюдение за изменением порового давления при приближении к историческому давлению.  

• В камерах трехосного сжатия типа А контроль объема порового пространства важен для реализации режима испытания.  

• Метод предложен Николаем Александровичем Цитовичем для полевых испытаний пластичных грунтов.  

• Определение параметров прочности, а не деформируемости.  

• Лабораторный метод с использованием шарика меньшего диаметра для статистически достоверных результатов.  

• Использование приборов динамического трехосного сжатия и резонансных колонок.  

• Приборы позволяют моделировать динамические нагрузки для обоснования строительства в сейсмических и прибрежных районах.  

• Резонансные колонки исследуют поведение грунтов при малых деформациях.  

• Эксперименты в грунтовых лотках для моделирования напряженно-деформированного состояния.  

• Использование измерительных приборов и упрощающих интерпретацию решений.  

• Лотковые эксперименты требуют тщательного воспроизведения условий подобия для количественных измерений.  

• Видео демонстрирует испытание, моделирующее возникновение поверхности скольжения в массиве грунта.  

• Монография Геннадия Григорьевича Болдырева содержит технические подробности по методам определения механических свойств грунтов.  

• Следующая лекция будет посвящена краевым задачам и напряженному состоянию под действием собственного веса грунта.