Stlačitelnost a konsolidace

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Stlačitelnost a konsolidace"

Marcel Havlíček
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Stlačitelnost a konsolidace

2 STLAČITELNOST Přírůstkem napětí v zemině (např. od základu) se změní původní (originální) stav napjatosti, začne docházet k přeskupování částic a poklesu pórovitosti, tedy ke stlačování zeminy, přičemž vzrůstají odpory proti posunutí mezi částicemi. Stlačování zeminy ustane, když odpory mezi částicemi budou v rovnováze s působícím napětím.

přeskupování částic a poklesu pórovitosti, tedy ke stlačování zeminy, přičemž

3 STLAČITELNOST Z Hookova zákona: E oed E oed.. přetvoření [-].. přírůstek napětí [kpa].. oed. modul přetvárnosti [kpa] Kde přetvoření a oedometrický modul přetvárnosti je: E OED 1 h h E def 1 MPa h h.. Stlačení [mm].. Původní výška [mm].. Redukční součinitel [-] E def.. Deformační modul pružnosti [MPa].. Poissonovo číslo [-]

modul přetvárnosti [kpa] Kde přetvoření a oedometrický modul přetvárnosti je: E

4 STLAČITELNOST 1/ Vyhodnocení oedometrické zkoušky (E oed ): E oed mm

5 STLAČITELNOST / Vyhodnocení oedometrické zkoušky (C): Pokud vztah mezi efektivním napětím a poměrným stlačením zeminy znázorníme v semilogaritmickém měřítku, má tento vztah často podobu přímky. Sklon této přímky se považuje za charakteristiku deformačních vlastností zeminy při jednoosé deformaci a je charakterizován jako součinitel stlačitelnosti C: C tg h h ln 1 h h C ln 1

6 KONSOLIDACE KONSOLIDACE = reologický proces postupného přizpůsobování se zeminy působícímu zatížení (převážně od vlastní tíhy). Primární kons.: Souvisí s vytláčení nadbytečné vody ze zeminy Sekundární kons.: Dochází k dotvarování samotného skeletu zeminy

7 KONSOLIDACE Průběh napětí v zemině při konsolidaci: V čase: Totální napětí v zemině Totální napětí Efektivní napětí Pórový tlak u to t ef w s a t su h h h t 0 = 0 tot u ef 0 Celé zatížení přenáší voda, t 1 > 0 tot u ef dochází k primární konsolidaci, pórový tlak se zmenšuje, voda je z pórů vytláčována, t >> 0 tot ef u... zrna přenáší stále větší část vnějšího zatížení, t 3 > t tot ef u 0 primární konsolidace přechází do sekundární konsolidace, dochází k dotvarování samotného skeletu.

konsolidaci, pórový tlak se zmenšuje, voda je z pórů vytláčována, t >> 0 tot ef u.

8 KONSOLIDACE Součinitel konsolidace pro jednorozměrnou konsolidaci T t T h t 0 c mm v h 0 s určuje rychlost konsolidace časový faktor, závisící na stupni konsolidace a na rozdělení napětí v konsolidující vrstvě zeminy, určuje se obvykle z grafu čas od počátku konsolidace po dosažení požadovaného procenta konsolidace nejdelší drenážní dráha ve zkušebním vzorku výšky H, u oboustranně drénovaných vrstev h=h/, u jednostranně drénovaných vrstev h=h H/ H/ H

určuje se obvykle z grafu čas od počátku konsolidace po dosažení požadovaného procenta konsolidace nejdelší

9 KONSOLIDACE Stupeň konsolidace U ht h - určuje, jakou část vnějšího zatížení přenáší pevná složka a jakou voda h t h stlačení v požadovaném čase celkové stlačení Diagram závislosti stupně konsolidace na časovém faktoru pro celou vrstvu T 50

stlačení v požadovaném čase celkové stlačení Diagram

10 KONSOLIDACE Určení časového faktoru pro součinitel konsolidace v určitém místě vrstvy z místo určení (hloubka) [m] H nejdelší drenážní dráha z místa z σ ef efektivní napětí [Pa] σ totální napětí [Pa]

11 CASSAGRANDEHO LOGARITMICKÁ METODA

12 TAYLOROVA ODMOCNINOVA METODA

13 Příklady

14 Příklad 1 Vypočtěte součinitel konsolidace zeminy podle Cassagrandeho logaritmické metody a podle odmocninové metody D.W.Taylora. Vzorek zeminy o výšce 9 mm byl v laboratoři na oedometru při oboustranné drenáži zatížen 00 kpa. V časových úsecích byly zaznamenáno sednutí (viz tabulka). t[min] 0,8 1,5 4 6, 8, Stlač [mm] 3,5 3,57 3,31 3,36 3,41 3,45 3,5 3,54 3,56 3,6 3,6 3,65 t[min] Stlač [mm] 3,75 3,74 3,775 3,84 3,88 3,95 3,94 3,95 3,96 3,97 3,9777

V časových úsecích byly zaznamenáno sednutí (viz tabulka).

15 Příklad 1a a) CASSAGRANDEHO LOGARITMICKÁ METODA Stlačení (mm) d0 d50 t1 4t1 16t1 x x d100 t 50 = 16 čas v logaritmickém měřítku

16 Příklad 1a Diagram závislosti stupně konsolidace na časovém faktoru pro celou vrstvu T 50 = 0,197

17 Příklad 1a a) CASSAGRANDEHO LOGARITMICKÁ METODA c v T h t ,197 ( ) 16,59 mm min

18 Příklad 1b b) TAYLOROVA ODMOCNINOVA METODA t 7, min t min d0 Stlačení (mm) d 90 7,9 1,155*7,9 = 9,1

19 Příklad 1b Diagram závislosti stupně konsolidace na časovém faktoru pro celou vrstvu T 90 = 0,848

20 Příklad 1b b) TAYLOROVA ODMOCNINOVA METODA c v T h t ,848( ) 7, 3,4 mm min

21 Příklad Vypočtěte, za jak dlouho proběhne 50% a 90% konečné konsolidace vrstvy zeminy o mocnosti 3 m. V podloží násypu je ulehlý GW. Součinitel konsolidace zeminy podle Cassagrandeho c v =,59 mm /min a podle Taylora c v = 3,4 mm /min. T h t 0 c mm v s

22 Příklad Diagram závislosti stupně konsolidace na časovém faktoru pro celou vrstvu T 50 = 0,197 T 90 = 0,848

23 Příklad a) CASSAGRANDEHO LOGARITMICKÁ METODA t t T T H 50 0 c v, cass H 90 0 c v, cass ,197 ( ), ,848( ), min min 119 dní 51 dní

24 Příklad b) TAYLOROVA ODMOCNINOVA METODA t t 0,197 ( 3000 T50 H 0 50 c v, tay 3,4 90 T H 90 c v, tay 0 ) ,848( ) 3, dní dní

25 Příklad 3 Kdy proběhne v hloubce m 70% konsolidace čtyřmetrové vrstvy zeminy, která má v podloží nepropustnou zeminu. a) jílovitá zemina - c v =.10-3 m /den. b) písčitá zemina - c v =0,196 m /den. T h t 0 c mm v s

26 Příklad 3 Z H z 4 0,5 U 70 % 0,7 T 70 = 0,44

27 Příklad 3 a) Jílovitá zemina t T H 0, c v 0, dní b) Písčitá zemina t T H 0, c v 0, dní

Podobné dokumenty

Konsolidace zemin Stlačení vrstev zeminy je způsobené změnou napětí v zemině např. vnesením vnějšího zatížení do zeminy

Sedání Konsolidace zemin Stlačení vrstev zeminy je způsobené změnou napětí v zemině např. vnesením vnějšího zatížení do zeminy vytěsnění vody z pórů přemístění zrn zeminy deformace zrn zeminy Zakládání