Лекция IV-2. Переуплотнение

• Переуплотнение связано с историей формирования и структурой грунта.  

• Николай Герсианов установил, что каждому напряжению соответствует свой коэффициент пористости.  

• Компрессионная кривая характеризует состав и структуру грунта.  

• Первичное уплотнение характеризуется жесткими связями между частицами.  

• После снятия нагрузки пористость не восстанавливается.  

• При повторном нагружении пористость меняется по другому закону.  

• Компрессионная кривая имеет две ветви: первичного и вторичного уплотнения.  

• При разгрузке происходит увеличение коэффициента пористости.  

• Повторное нагружение приводит к дополнительному уплотнению.  

• Артур Каогранда предложил использовать логарифмический масштаб для описания компрессионных испытаний.  

• В логарифмическом масштабе компрессионная кривая становится прямой линией.  

• Для описания зависимости коэффициента пористости от логарифма напряжений используются индексы компрессии, разгрузки и повторного уплотнения.  

• Мысленный эксперимент показывает, как формируется осадок и уплотняется грунт.  

• В лаборатории образцы поступают с уплотнением, что влияет на их коэффициент пористости.  

• При компрессионном сжатии можно определить индекс рекомпрессии.  

• Артур Каогранда утверждал, что грунты сохраняют геологическую историю.  

• Дисперсные грунты изменяют структуру при повторном нагружении.  

• Длительное существование при постоянной плотности фиксирует структуру.  

• Структурная прочность определяется как напряжение перехода от упругих к пластическим деформациям.  

• Реальный грунт является следствием геологических процессов.  

• Структурная прочность связана с необратимыми связями между частицами.  

• Переход от идеально упругого поведения к упругопластическому.  

• Оценка переуплотнения через коэффициент пористости.  

• Грунт в состоянии нормального уплотнения имеет коэффициент пористости, соответствующий заданному уровню напряжений.  

• Недо-уплотнение: коэффициент пористости больше, чем при нормальном уплотнении.  

• Переуплотнение: коэффициент пористости меньше, чем при нормальном уплотнении.  

• Линия нормального уплотнения в логарифмическом масштабе.  

• Недо-уплотнение: незавершенная фильтрационная консолидация.  

• Переуплотнение: действие напряжений, превышающих текущие.  

• Примеры: поверхностная эрозия, оледенение, объемная ползучесть.  

• Переуплотнение изменяет напряженно-деформированное состояние грунта.  

• Горизонтальные напряжения становятся нелинейными.  

• Рассеивание напряжений во времени не происходит.  

• Увеличение нагрузки увеличивает горизонтальные напряжения.  

• Эллипс напряжений сплющивается, коэффициент бокового давления может стать больше единицы.  

• Потеря подобия между теорией упругости и механикой грунтов.  

• Изменение коэффициента бокового давления при переуплотнении.  

• Горизонтальные напряжения могут сохраняться даже при разгрузке.  

• Влияние переуплотнения на параметры физико-механических свойств и сопротивление сдвигу.  

• Два состояния грунта: нормально уплотненное и переуплотненное.  

• Сцепление и дилатанс в переуплотненных грунтах.  

• Различия в подходах к сцеплению и дилатансу в отечественной и зарубежной механике грунтов.  

• Увеличение нормального напряжения пропорционально увеличивает касательное напряжение.  

• Разгрузка грунта приводит к увеличению контактов и снижению угла внутреннего трения.  

• Для определения параметров прочности грунта проводятся испытания одноплоскостного среза или трехосного сжатия.  

• Для нормально уплотненного грунта строится прямая линия, выходящая из нуля.  

• При историческом давлении возникает заметное сцепление и падение угла внутреннего трения.  

• Параметры прочности хвоста слива определяются при одном и том же коэффициенте пористости.  

• Переуплотнение характеризуется коэффициентом переуплотнения и давлением предуплотнения.  

• Коэффициент переуплотнения определяется как отношение исторического давления к действующему.  

• Давление предуплотнения показывает разницу между историческим и действующим давлением.  

• Использование параметров переуплотнения в расчетах приводит к различным результатам.  

• Давление предуплотнения смещает расчетное положение эпюры бытового давления.  

• Коэффициент переуплотнения меняется с глубиной, что необходимо учитывать.  

• Формула Пола Мейна связывает коэффициент переуплотнения с коэффициентом бокового давления.  

• Для диапазона угла внутреннего трения от 10 до 32 градусов коэффициент бокового давления зависит от коэффициента переуплотнения.  

• При коэффициенте переуплотнения 3-4 горизонтальные напряжения начинают превышать вертикальные.  

• Методы делятся на классические, энергетические и нестандартные графические.  

• Метод Каогранда предполагает определение точки перегиба на зависимости коэффициента пористости от напряжений.  

• Метод Беккера использует зависимость работы деформаций от напряжений в линейном масштабе.  

• При переходе исторического давления график работы деформаций возрастает.  

• Метод Казаграды предполагает апроксимацию начальных и конечных участков графика.  

• Метод Пашека-Силова использует линейную аппроксимацию последнего участка и горизонтальную линию для определения исторического давления.  

• Метод Пашека-Силова независим от масштаба координат и прост в графических построениях.  

• Энергетический метод Ванна Фроста учитывает работу упругой деформации и позволяет избежать локального разрушения.  

• Для определения исторического давления вычитается работа упругой деформации из общей работы при первичном сжатии.  

• В отечественной механике грунтов явление переуплотнения учитывается редко.  

• В зарубежной механике грунтов переуплотнение связано с историческим давлением.  

• Переуплотнение увеличивает горизонтальные напряжения и сопротивление сдвигу, изменяя параметры физико-механических свойств грунта.  

• Явление переуплотнения можно учесть в расчетах вручную и численно.  

• Переуплотнение помогает оценить историю формирования массива по историческим напряжениям.  

• Рекомендуется ознакомиться со статьей Крамаренко, Никиткова и Молокова 2014 года.  

• Статья подробно описывает явление переуплотнения и его сопоставление с понятием структурной прочности.  

• В следующей лекции будут рассмотрены напряжения от внешних нагрузок.  

• Призыв ставить лайки, нажимать на колокольчик и подписываться на канал.  

• Следующая лекция состоится в следующее воскресенье.