Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

A talajok mechanikai tulajdonságai. Mechanikai alapok.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "A talajok mechanikai tulajdonságai. Mechanikai alapok."— Előadás másolata:

1 A talajok mechanikai tulajdonságai

2 Mechanikai alapok

3 Feszültségek értelmezése

4 Alakváltozások értelmezése  =d ℓ / ℓ

5 Feszültségi állapot

6 Mechanikai állapotjellemzők és egyenletek 3 normál- és 3 nyíró-feszültség a hasáb oldalain  x  y  z  xy  yz  zx 3 fajlagos nyúlás és 3 szögtorzulás a hasáb deformációi  x  y  z  xy  yz  zx 3 eltolódás a pont elmozdulásvektorának komponensei u x u y u z.

7 3 egyensúlyi egyenlet 6 geometriai egyenlet 6 fizikai egyenlet MechanikaiegyenletekMechanikaiegyenletek

8 Megoldás pl. egyetlen koncentrált erőre

9 Főfeszültségek, fősíkok

10 Mohr-féle feszültségábrázolás

11 Feszültségi és alakváltozási állapotok Térbeli feszültségi és/vagy alakváltozási állapot Síkbeli feszültségi vagy alakváltozási állapot Tengelyszimmetrikus feszültségi és/vagy alakváltozási állapot Lineáris feszültségi vagy alakváltozási állapot Hidrosztatikus feszültségi és/vagy alakváltozási állapot

12 Speciális feszültségi és alakváltozási állapotok Hidrosztatikus állapot Tengelyszimmetrikus állapot Lineáris feszültségi állapot Lineáris alakváltozási állapot

13 Anyagtani fogalmak Rugalmas viselkedés Lineárisan rugalmas viselkedés Homogén anyag Izotróp anyag Képlékeny állapot Törési állapot Törési v. képlékenységi feltétel

14 Egyszerű Hooke-törvény – lineáris fesz. állapot Általános Hooke-törvény – térbeli állapot Rugalmasságtan

15 Speciális állapotok rugalmasságtani összefüggései tengelyszimmetrikus feszültségi és lineáris alakváltozási állapot

16 Coulomb-féle törési feltétel

17 A talajok mechanikai viselkedésének sajátosságai

18 A talajok mechanikai sajátosságai A feszültségek sajátossága a többfázisú összetétel okán A kezdeti feszültségi állapot és a feszültségtörténet hatása A vízelvezetés és a térfogatváltozás a terhelés közben és után A feszültségek és az alakváltozások kapcsolatának sajátosságai A talajok viszkózus tulajdonságai Egyéb sajátosságok

19

20 teljes hatékony semleges feszültség feszültség feszültség a talaj a szemcse- a pórus- egészén vázon vízben

21 Kezdeti feszültségi állapot függőleges teljes feszültség semleges feszültség függőleges hatékony feszültség vízszintes hatékony feszültség vízszintes teljes feszültség

22 Feszültségtörténet Előterheltségi (túlkonszolidáltsági) viszonyszám Nyugalmi nyomás tényezője NC-talajokra Jáky szerint OC-talajokra mérési adatok szerint

23 Terhelés- változás a talajban Kezdeti állapot feszültségei    0 ’ +u 0  0 Terhelés okozta feszültségek  Terhelés utáni feszültségek  0 +  0 +   u=?  u = 0  u ≠ 0 u=u 0 u=u 0 +  u=?  ‘  0 ’ +  ’ = ?

24 A talaj viselkedése terhelés hatására

25 A terhelés alatt pórusvíznyomástöbblet nem keletkezik keletkezik nyílt rendszerű terhelés drénezett terhelés konszolidált terhelés lassú terhelés zárt rendszerű terhelés drénezetlen terhelés konszolidálatlan terhelés gyors terhelés gyors terhelés + kis áteresztőképességű talaj pl. silófeltöltés agyagon lassú terhelés + nagy áteresztőképességű talaj pl. töltésépítés kavicstalajon

26 KONSZOLIDÁCIÓ Tartalma a teljes feszültség növekménye hatékonnyá változik a pórusvíznyomás növekménye zérusra csökken lezajlanak az alakváltozások lezajlik a vízmozgás Következménye a talajtöréssel szembeni biztonság az építés (a terhelés) végén a legkisebb, az idővel aztán nő a nyírószilárdság időben elhúzódnak a süllyedések

27 A feszültségi és alakváltozási állapot hatása a feszültség-alakváltozás kapcsolatra

28 A nyírószilárdság csökkenése a nyírási elmozdulással Tömör homok Előterhelt agyag

29 A puha kötött talajok viszkózus tulajdonságai Természetbeli nyírt talajzónában (pl. lejtőben)     nincs mozgás      kúszás Nyírószilárdsági vizsgálatnál  ds/dt nagy  a mért  nagy  ds/dt  0  a mért   Az alakváltozási állapottól függően a mozgás során a talaj állapota javul vagy romlik   0 és/vagy c csökkenhet – gyorsul a mozgás   0 és/vagy c növekedhet – lassul a mozgás  0  Bingham-modell  0 fundamentális nyírószilárdság

30 A talajok mechanikai viselkedésének egyéb sajátosságai Telítetlen talajok→a hatékony feszültségek bizonytalanok a kapilláris hatás és a suction miatt Szerves alkotók → időben elhúzódnak az alakváltozások a szerves anyag rothadása miatt Cementáltság → kohéziót eredményez, de a törés után elveszik (rideg viselkedés) Gyenge felületek→ csak reziduális nyírószilárdság működik, a korábbi mozgások miatt Inhomogenitás→a jellemző mechanikai paraméterek felvétele a térbeli változások miatt nehéz Anizotrópia→irányfüggő szilárdság a csúszólapokon, bizonytalan vízszintes feszültségek

31 A törési állapot leírása és vizsgálata

32 Coulomb féle törési feltétel

33 A talajok mechanikai viselkedésének sajátosságai Feszültségek a szemcsevázon és a pórusvízben Kezdeti feszültségi állapot, feszültségtörténet Konszolidáció a terhelés alatt vagy után Alakváltozások jellege és mértéke Viszkózus tulajdonságok

34 Talajtörési problémák vizsgálata Hatékony feszültségek analízise ez a jobb, hacsak lehet ezzel szemcsés talajban mindig, kötött talaj konszolidált állapotában, ha mérjük a víznyomást Teljes feszültségek analízise ez a bizonytalanabb, ha nem lehet a másikat kötött és átmeneti talajok terhelés közbeni és közvetlen az utáni állapota

35 φ’ és c’ vagy φ u és c u meghatározásakor (felvételekor) vegyük figyelembe a talaj további speciális tulajdonságait Modellező talajvizsgálatok

36 A kezdeti feszültségi állapotból kiindulva a várható feszültségváltozásokat utánozva terheljünk. Az alakváltozások jellege, mértéke feleljen a valóságban várhatónak. Az alakváltozások sebessége is feleljen meg a várható terhelési sebességnek. A vizsgálatok modellezési elve

37 A modellezési elv alkalmazási feltételei A valóságban várható terhelési viszonyok ismerete –A mérnöki feladat megismerése –Megfelelő talajfeltárás A talajok nyírószilárdsági jellemzőinek ismerete –A viselkedés kvalitatív és kvantitatív jellemzőinek ismerete –Az egyes talajfajták viselkedésének sajátosságai –Általános és helyi tapasztalatok Alkalmas nyírószilárdsági vizsgálatok végrehajtása –A vizsgálati eszközök és eljárások ismerete –Konkrét technikai, személyi és finanszírozási lehetőségek

38 Laboratóriumi nyírószilárdsági vizsgálatok

39 Triaxiális cella

40

41 Rutinszerű triaxiális vizsgálat feldolgozása normálfeszültség  kPa nyírófeszültség  kPa  = 23,1 c = 37,3 kPa

42 Dobozos nyírás

43

44 Dobozos nyíróvizsgálat feldolgozása

45 Terepi nyíró- szilárd- sági vizsgá- latok Nyírószondázás Nyomószondázás Presszióméteres vizsgálat Nyírószondázás

46 Szemcsés talajok nyírószilárdsága Száraz vagy telített állapotban a hatékony feszültségek analízise alkalmazható Telített állapotban nagyon gyors, lökésszerű terhelés esetén megfolyósodás következhet be Telítetlen állapotban csekély, többnyire elhanyagolt kapilláris kohézió

47 Szemcsés talajok nyírószilárdsága szerkezeti ellenállás szemcsék közötti súrlódás

48 Szemcsés talajok nyírószilárdsága Tömörség (T) leglazább -6˚...…..+6˚ legtömörebb Szemcseméret (D) finom homok 0˚..……+6˚ durva kavics Szemeloszlás (U) U 10 Szemcsealak (A) sima, gömbölyű -5˚..……+1˚ éles, érdes

49 Kötött talajok nyírószilárdsága Telített állapotban, szokásos terhelés mellett a teljes feszültségek analízise alkalmazható Telített állapotban lassú terheléskor, ill. konszolidáció végén a hatékony feszültségek analízise alkalmazható Telítetlen állapotban csekély súrlódási szög, jelentős kohézió

50 Kötött talajok nyírószilárdsága

51 Az alakváltozások leírása és vizsgálata

52 Az összenyomódás időben elhúzódva és a feszültség nagyságától függően zajlik le  = f ( t ;  ) szétválasztás  = f (t ;  =const.)  = f (t=const. ;  )

53 Alakváltozás számítása Térbeli állapot figyelembevétele alapok széle alatt számítógépes tervezéskor azonnali összenyomódás számítására Hooke-törvény vagy bonyolultabb nem-lineáris anyagmodellek alapján Lineáris alakváltozási állapot szélesebb alapok, töltések (közepe) alatt a rutinszerű mérnöki gyakorlatban kompressziós görbe, annak linearizálásával nyert összenyomódási modulus vagy szemilogaritmikus vagy hatványösszefüggés alapján

54 A talajok összenyomódásának összetevői és időbeli alakulása azonnali összenyomódás konszolidációs összenyomódás másodlagos összenyomódás (kúszás)

55

56 Azonnali összenyomódás Telített talaj −térfogatállandóság melletti függőleges összenyomódás az oldalirányú alakváltozás miatt −számítása a Hooke-törvénnyel − =0,5 és E u triaxiális vizsgálatból Telítetlen talaj –az előbbi mellett még a levegő összenyomódása is

57 Konszolidációs összenyomódás a vízkiáramlás miatt késleltetett tömörödés lineáris alakváltozási állapot feltételezése Terzaghi egydimenziós konszolidációs elmélete fejlesztés bonyolultabb esetekre (lineárisan növekvő terhelés, térbeli vízáramlás, mélységgel változó alakváltozás, radiális konszolidáció)

58 Terzaghi: egy réteg konszolidációja

59 Az elméleti konszolidációs görbe

60 A másodlagos összenyomódás (kúszás) törvénye

61 a talajok összenyomódásának függése a feszültségtől t=const. ésszerűen kiválasztott időtartam alatt azonnali süllyedés t 0 = 0 a konszolidáció véget c = t 98 ≈ 1-3 év az építmény élettartamat é ≈ év (ha van kúszás)

62 Kompressziós görbe

63 Linearizálás a megfelelő tartományban Szemilogaritmikus közelítés Hatványfüggvény Kompressziós görbe matematikai közelítései

64  ’ z0  z  z  ‘ z0 a rétegre jellemző kezdeti függőleges hatékony feszültség  z a rétegre jellemző függőleges feszültségnövekmény

65 A kompresszió szemilogaritmikus leírása

66 normálisan konszolidált talaj esetében előterhelt talaj esetében - a terhelés után is előterhelt marad a talaj - a terhelés során normálisan konszolidálttá válik a talaj  ‘ z0 a pontra jellemző kezdeti függőleges hatékony feszültség  z a pontra jellemző függőleges feszültségnövekmény  ‘ zmax a pontra jellemző valaha volt legnagyobb függőleges hatékony feszültség

67 Az alakváltozási jellemzők meghatározása Laboratóriumi mérésekből –Ödométeres vizsgálat - lineáris alakváltozási állapot modellezése E S C C C S  ’ zmax c v C   a b  meghatározására –Triaxiális vizsgálat - térbeli állapot modellezése E  E u   E S C C C S  ’ zmax c v C  a b   meghatározására Terepi mérésekből –Terhelőlapos vizsgálat - elméleti úton közvetlenül –Presszióméteres vizsgálat - elméleti úton közvetlenül –Szondázások - tapasztalati alapon korrelációkkal Tapasztalati adatok alapján felvéve

68 ödométer

69 Kompressziós berendezés

70 Ödométeres vizsgálat Terhelési lépcsők (10) más módszerek is vannak Terhelési időtartam 24 óra 0,02 mm/óra sebesség a konszolidáció végéig


Letölteni ppt "A talajok mechanikai tulajdonságai. Mechanikai alapok."

Hasonló előadás


Google Hirdetések