11-маъруза Грунтларнинг структура-фазалар деформацияси

11-маъруза


Грунтларнинг структура-фазалар деформацияси.

Юқорида қайд этганимиздек грунт жуда мураккаб дисперс-микрологик таркибга эга бўлган, турли механик таркибли бирикмадан иборат. Шунинг учун грунтларга яхлит жисмлар учун қўлланиладиган умумий зўриқишлар назариясини тадбиқ этишда уларда зўриқиш минерал зарраларни бир-бирига тегиб турган ери орқали тарқалишини ҳисобга олиш зарур.

Проф. Н.М.Герсеванов фикрича грунтларда зўриқишларни тарқалиши яхлит жисмлардагидан деярли фарқ қилмайди, чунки яхлит жисмлар ҳам маълум заррачалардан ташкил топган. Фақат грунтларда тарқалаётган зўриқишни аниқлаш анча мураккаб масала. Асосий фарқ таъсир этувчи зўриқиш натижасида тоғ жинси таркибига кирувчи минерал заррачалар турли даражада деформацияланишидир.


Деформация ва зўриқиш ўртасидаги умумий боғлиқлик.

Нормал босим – P таъсирида юзага келган зўриқиш –  таъсирида умуман грунтларда кузатиладиган нисбий деформация –  ни кўриб чиқамиз. Бу ҳолатни биз грунтни бошланғич ҳамда деформацияланиш тўлиқ намоён бўлган ҳолати учун қараб чиқамиз, чунки бунда босим остида тоғ жинси таркибидаги сув сиқиб чиқарилади ва фазавий таркиби қайта тақсимланади.

Грунтнинг бошланғич ва охирги ҳолати оралиғида унинг ҳолатини ўрганиш учун консолидация жараёнини, грунт скелети оқувчанлиги ва бошқаларни ўрганиш керак.
Босим ва деформация боғлиқлигини кузатишда икки турдаги грунтларни, яъни заррачалари боғланган ва боғланмаган грунт турларини ажратиш керак.
Заррачалари боғланмаган грунтларга бир карра босим берилганда, уни ташкил этувчи заррачаларни сурилиши, ўз жойлашиш ҳолатини ўзгартириши натижасида қолдиқ деформация юзага келади.
Заррачалари боғланган тоғ жинсларининг зичланишига мустаҳкам ҳамда сув-коллоидли структуравий боғланишлар кучли таъсир кўрсатади.
Қаттиқ структуравий боғланишга, яъни кристализацион боғланишга эга бўлган грунтларга таъсир этувчи босим унинг мустаҳкамлик даражасидан кам бўлса, грунт ўзини худди яхлит жисмдек тутади ва тикланувчан деформация юзага келади.
Сув-коллоидли боғланишга эга бўлган грунтларга жуда кичик босим таъсир этган ҳолатда ҳам боғланишлар бузилади, шунинг учун бундай грунтларда юксизлантириш натижасида тикланувчан ва қолдиқ деформация кузатилади. Умуман олганда таъсир этувчи босим ва юзага келувчи деформация ўртасида эгри чизиқли боғланиш мавжуд (0ab пунктир эгри чизиқ бўйича) (1-расм). Бу боғлиқликни умумий кўринишда қуйидаги функция орқали ифодалашимиз мумкин:

Бу ерда, – тажриба йўли билан аниқланадиган коэффициент; – грунтнинг структуравий мустаҳкамлигидан кичик ( ) бўлган босим; – таъсир этувчи нормал босим, бу босим остида грунт структураси тўлиқ бузилади; m – эгри чизиқлилик кўрсаткичи.



1-расм. Грунтда босимнинг босқичма-босқич ошиб боришида
деформация –  ва нормал зўриқиш –  ўртасидаги боғлиқлик.
коэффициент қийматини қайишқоқ деформация модули қийматига тескари қиймат деб қарашимиз мумкин, яъни

коэффициент табиати анча мураккаб бўлиб, уни турғун (стабил) зўриқиш деб қаралган ҳолатда умумий деформация модулига (E₀) боғлиқ деб қараш мумкин, яъни

Бунда, r1 бўлиб, тажриба йўли билан аниқланади.
 - грунтнинг ён томонга кенгайиш қобилиятини баҳоловчи коэффициент. Унинг қиймати қуйидагига тенг:

Агар грунт деформацияси структуравий мустаҳкамлик қийматидан катта босим остида кузатилса, у ҳолда

– умумий пропорционаллик коэффициенти, оддий ҳолатда унинг қиймати қуйидагига тенг.

Чизиқли деформацияланиш принципи.

Ташқи босимнинг унча катта бўлмаган ўзгаришларида (0,1–0,3 МПа, зич ва қаттиқ грунтлар учун эса 0,5–0,7 МПа) деформациялар –  ва зўриқишлар –  орасидаги боғлиқликни чизиқли деб қараш мумкин. Агар эгри чизиқни 0a қисми учун юқоридаги боғланишни ёзсак, у ҳолда катта хатоликсиз m =1 деб олиниши ва қуйидаги тенгликни ёзишимиз мумкин:

Демак, кичик босим қийматларида деформация чизиқли қонуниятга буйсунади деб қараш мумкин.
Проф. Н.М.Герсеванов (1931) таъкидлашича, агар умумий деформация ва зўриқиш ўртасида чизиқли қонуният мавжуд деб олсак, у ҳолда грунтларда зўриқишларни тақсимланиши ҳам чизиқли қонуниятга буйсунади, яъни яхлит жисмлар учун қўлланиладиган ечимни грунтлар учун қўллаш мумкин.
Юқоридаги фикрдан чизиқли деформацияланиш принципини келтириб чиқариш мумкин:
Босимнинг кичик қийматларда ўзгаришида грунтларни чизиқли деформацияланувчи жисм деб қарашимиз мумкин, яъни амалиётда грунтлар деформацияси ва босим ўртасидаги боғланишни чизиқли қонуниятга буйсунади деб қабул қилиш мумкин.
Бу принцип зичланиш қонуниятидан ҳам келиб чиқади, яъни

­– нисбий зичланиш коэффициенти.
Нисбий деформация

Бу икки ифодага асосан

Энди ва ифодаларни ўнг томонларини тенглаштирамиз, бу ҳолда =P , эканлигини ҳисобга олсак

Бу ердан умумий деформация модули
Умумий деформация модули қиймати яна қуйидаги ифодаланиши мумкин: