5 bob. Zilzilabardosh zaminlar va ularni loyihalash 15. Umumiy ma’lumotlar

15.4 Zilzila ta’sirida gruntning mustahkamlik ko‘rsatkichlarini o‘zgarishi


Zilzila jarayonida grunt qatlamlari bo‘ylab bo‘ylama, ko‘ndalang va yer yuzasi bo‘yicha tarqaluvchi to‘lqinlar hosil bo‘lib, grunt zarralariga va g‘ovaklardagi suv hamda gazlarga ta’sir ko‘rsatadi. Natijada siqilish-cho‘zilish va siljish zo‘riqishlari vujudga keladi. Bu vaqtda grunt egiluvchan deformatsiya ta’sirida bo‘lishi bilan birga, ba’zi hollarda uning tuzilmasi buzilib zarralar o‘zaro zichlanishi ham mumkin.

15.5-rasm. Dinamik bosimning
qatlam chuqurligi bo’lylab
o’zgarishi
(qum n=44%, a_s=1000 mm/c²)


Ushbu darslik muallifi tomonidan taklif etilgan „Namlangan gruntlar tuzilmasining zilzila ta’sirida buzilishi" nazariyaga asosan nam holatdagi bog‘langan gruntlarga zilzila ta’sir etganda, ushbu ta’sir dastavval grunt zarralari aro bog’lanish kuchlari orqali qabul qilinadi.

15.2-jadval

Grunt shart-sharoitlarini hisobga olgan holda ayrim qurilish maydonlarining seysmik mustahkamligini aniqlash

Qurilish maydoni	Grunt qatlamlari	Gruntning zichligi, N/m^3	Gruntning ichki ish- qalanish burchagi, grad.	Gruntnig bog’la- nish kuchi, MPa	Muvozanat tezlanishi		Seysmik mustahkamlik koeffitsiyenti	Maydonga mos keluvchi seysmik koeffitsiyent
					Grunt sirtida yuk yo’q	Yukning miqdori 0,1 MPa
56 xonali 4 qavatli turar joy binosi 9 qavatli turar joy binosi 5 qavatli ma’muriy bino 9 qavatli o’quv binosi Transport binosi	lyossimon qumli loy lyossimon loyli qum va qum qumli loy va loyli qum qumli loy va loy qumli loy va qum	15,5 15,0 18,0 17,0 16,0	25 26 25 26 18	0,025 0,0097 0,014 0,007 0,010	940 478 509 362 404	3010 2720 2208 2420 1770	1,5 1,36 1,14 1,21 0,88	0,066 0,074 0,088 0,083 0,114

Ular siljituvchi seysmik zo‘riqishlar ta’siriga bardosh bersa grunt kvazi qattiq jism holida tebranishni davom ettiradi. Bu jarayonda zarralar aro bog‘lanishlar faqat elastik xususiyagga ega bo‘ladi.
Demak zarralari bog‘langan gruntlar tuzilmasining seysmik zo‘riqish ta’sirida buzilishi ularning siljishga qarshi ko‘rsatkichlarining o‘zgarishiga bog‘liq ekan.
Gruntlarning siljishga qarshi ko‘rsatkichlari ularning siljituvchi tashqi kuchlarga nisbatan bo‘lgan asosiy mustahkamligi bo‘lib, ular bosim ta’siri va zarralarning o‘zaro bog‘lanish holatiga qarab o‘zgaradi.
Siljishga qarshi mustahkamlik ko’rsatkichlari zarralari bog‘langan gruntlarda sochiluvchan gruntlarga nisbatan ancha murakkab xususiyatga ega. Bu murakkablik bog’lanish kuchlarini umumiy holda yumshoq (c_w) va bikr bog‘lanishlardan (s_b) tashkil topishi va ularning tabiati yetarlicha o‘rganilmaganligidadir.
Shu bilan birga ba’zi gruntlarda yumshoq, ba’zilarida esa bikr bog‘lanishlar siljishga mustahkamlikni asosiy belgilovchi sifatida namoyon bo’lishi ma’lum.
Turli gruntlar ustida olib borilgan izlanishlar natijasida shu narsa ma’lum bo‘lganki, namlangan va o‘ta namlangan gruntlarning siljishga qarshi mustahkamligini asosan yumshoq holatdagi bog‘lanishlar ifodalaydi. Shuning uchun siljituvchi seysmik zo‘riqishlar ta’siridagi gruntning qarshiligini o‘rganishda yumshoq bog‘lanishga etiborni qaratish lozim. Yumshoq bog‘lanishlar esa, o’z navbatida, zarra sirtini o‘rab turuvchi suv qobig’idagi molekulalarning tortilish kuchiga bog‘liq.
Hozirgi zamon elektrkinetik nazariyasi grunt zarralarini o‘rab turuvchi 3 turdan iborat suv qobiqlari mavjudligini e’tirof etadi (1.6-rasmga qarang):
1) o‘ta qattiq bog‘langan ichki qobiq - elektr-molekulalar tortish kuchlari yordamida o‘n mingdan ortiq kuch bilan zarra sirtiga bog‘langan;
2) bo‘shroq bog‘langan o‘rta qobiq - elektr tortish kuchining susayishi oqibatida bog‘lanish kuchi nisbatan sust, zarra sirtidan uzoqlashgan sari uning miqdori kamayib boradi;
3) tashqi qobiq - elektr tortilish ta’siridan chetda bo‘lgan erkin holatdagi suv.

15.6-rasm. Gruntdagi bog’lanish kuchining

vaqt davomida o’zgarishi

„Namlangan gruntlar tuzilmasini zilzila ta’sirida buzilishi" nazariyasining asosiy mohiyatidan biri siljituvchi seysmik zo‘riqish ta’sirida tebranayotgan grunt zarrasi orasidagi bog‘lanish kuchining buzilishidir. Mazkur holat asosan zarraning o‘rta qobig’ida yuz berib, yuqori miqdorli amplituda va tezlanishga ega bo’lgan zilzilaning ko’ndalang to‘lqinlar ta’sirida yuzaga keladi.

Ushbu jarayonda grunt zarrasini o‘rab turuvchi suv qobig‘ining qalinligi o‘zgaradi. Bu holatning asosiy sababi zilzila to‘lqinlari tarqalish vaqtida suv molekulalarining yo’nalishini o’zgatririshi, natijada ular orasidagi tortilish kuchining kamayishi va bog’langan suvning erkin suvga o’tishidir.

15.7-rasm.Dinamik bosim miqdorining
vaqt bo’yicha o’zgarishi.

Ko‘plab tajribalar asosida o‘rganilgan ushbu jarayon grunt tarkibining buzilishi va zarralarning o’zaro siljishi bilan bog’liq.

Arap grunt suvga to’yingan bo‘lsa, zarralarning siljishi g‘ovaklardagi erkin suvning siqilib chiqishi hisobiga yuz beradi. Bu esa ma’lum bosimlar farqi (I) yordamida ifodalanuvchi sizish oqimlarini hosil qiladi. Mazkur oqimlarni tebranish jarayonida hosil bo‘luvchi qatlam chuqurligi (z) va vaqt davomida (t) oshib boruvchi dinamik bosimlar (h_z) ta’sirida ta’minlanib turadi.
Ushbu jarayonda gruntning bog‘lanish kuchlarini kamayishi zarralarni o‘zaro siljishga olib kelib ularni muallaq holatga keltiruvchi aks bosim _ch_z hosil qiladi. Ba’zi sharoitlarda, ya’ni zarralari orasidagi bog‘lanish kuchi sust bo‘lib zilzila katta kuch bilan ta’sir etganda hosil bo’luvchi aks bosim grunt qatlamini butunlay muallaq holatga keltirishi mumkin. Bunday holatda zamin gruntlari quyqa holatga kelib har qanday yengil yukni ham ko‘tarish qobiliyatini yo‘qotadi.
Shunday qilib, bo‘lgan gruntlarning zilzila ta’siridagi mustahkamligini o‘rganishda yuqorida qayd etilgan sharoitlarda yuz beruvchi zarralar orasidagi bog‘lanish kuchining kamayishi va aks bosim ta’sirini hisobga olish lozim:
_{ } (15. 11)
bunda S_s – zilzila ta’sirida gruntning siljishga qarshi mustahkamligi;
_in - inshootdan ta’sir etuvchi tik bosimning inertsiya holatidagi qiymati;
_s - suvning zichligi;
h_z (z,t) - qatlam chuqurligi (z) va vaqt (t) bo‘yicha o’zgaruvchi dinamik bosim;
_w- gruntning ichki ishqalanish burchagi;
c_w(t) - vaqt davomida o‘zgaruvchi grunt zarralari orasidagi bog‘lanish kuchi.
Yuqorida keltirilgan (15.11) nfoda zarralari bog‘lanmagan (sochiluvchan)
gruntlar uchun quyidagi ko‘rinishni oladi:
_{ } (15. 12)

15.8-rasm. Zaminlarning yuk ko’tarish

koeffsentlari

Hulosa qilib aytganda, siljituvchi seysmik zo‘riqishlar ta’sirida bo‘lgan gruntlarning mustahkamligini aniqlashda, ma’lum sharoitlarda, grunt zarralari orasidagi bog‘lanish kuchi, grunt og‘irligi va inshootdan tushayotgan bosimning kamayish xususiyatlarini inobatga olish lozim.