Замин ва пойдеворлар

7.4-§.Зилзила таъсирида грунтлар мустаҳкамлик кўрсаткичларининг ўзгариши
Зилзила юз берган вақтда грунт қатламлари бўйлаб бўйлама, кўндаланг ва ер юзаси бўйича тарқалувчи тўлқинлар ҳосил бўлиб, уларнинг грунт зарраларига ва улар орасидаги сув ва газларга таъсири натижасида сиқилиш-чўзилиш ва силжиш зўриқишлари вужудга келади. Бу вақтда грунт эгилувчан шакл ўзгариш таъсирида бўлиши билан бирга, баъзи ҳолларда унинг тузилиши бузилиб заррачалар ўзаро зичланиши ҳам мумкин.

Х.З.Расулов ишлаб чиққан «Намланган грунтлар тузилишининг зилзила таъсирида бузилиши» хақидаги назарияга асосан ўта намланган заррачалар ўзаро боғланган грунтларга зилзила таъсир этганда, бу таъсир аввало грунт заррачаларини бир-бирига боғлаб турувчи кучлар орқали қабул қилинади. Бу кучлар силжитувчи сейсмик зўриқишлар таъсирига бардош берганида грунт квази қаттиқ жисм ҳолида тебранишда давом этади ва грунт заррачалари орасидаги боғланишлар фақат эластик хусусиятга эга бўлади.

Бундан эса зарралари ўзаро боғланган грунтлар тузилишининг сейсмик кучланиш таъсирида бузилиши тебраниш даврида грунтнинг силжишга қарши мустаҳкамлик кўрсаткичлари ўзгаришига боғлиқ бўлади, деган хулоса келиб чиқади.

Грунтларнинг силжишга қарши кўрсаткичлари уларнинг силжитувчи ташқи кучларга нисбатан бўлган асосий мустаҳкамлиги бўлиб, улар ҳар қандай босимга ва грунт заррачаларининг ўзаро боғланиш ҳолатларига қараб ўзгаради.

Грунтларнинг силжишга қарши мустаҳкамлигини аниқлаш заррачалари боғланган грунтларда сочилувчан грунтларга нисбатан анча мураккаб. Бу мураккаблик бундай грунтлар заррачалари умумий ҳолда юмшоқ с_ ва бикр ҳолатдаги с_с кучлар билан боғланган бўлиб, уларнинг табиати етарлича ўрганилмаганлигидадир.

Шу билан бирга маълум шароитларда бундай грунтларда юмшоқ, баъзан эса бикр боғланишлар силжишга мустаҳкамликни аниқлашда асосий роль ўйнаши маълум.

Турли грунтлар устида олиб борилган кўплаб текширувлар натижасида шу нарса келиб чиқадики, намланган ва ўта намланган грунтлар силжишга қарши мустаҳкамлик кучини кўпинча юмшоқ ҳолатдаги боғланишлар ҳал қилади. Шунинг учун силжитувчи сейсмик зўриқишлар таъсирида грунтнинг қаршилигини ўрганишда асарият юмшоқ боғланишга аҳамият беришга тўғри келади. Юмшоқ боғланишларнинг асосий кучи грунт заррачалари сиртини ўраб турувчи сув қатламларининг ўзаро тортишиш кучига боғлиқ.

Ҳозирги замон электрокинетик назарияси грунт заррачалари атрофини ўраб турувчи 3 турдан иборат сув қобиқлари борлигини исботлади:

1) ўта қаттиқ боғланган ички қобиқ - электр молекуляр тортишиш кучи ёрдамида ўн минглаб ва ундан ортиқ куч билан грунт заррачасига боғланган;

2) бўшроқ боғланган ўрта қобиқ - электр тортишиши тарқалиши натижасида боғланиш кучи нисбатан камроқ бўлиб, у заррача сиртидан узоқлашган сари камайиб боради;

3) ташқи қобиқ - электр тортишуви таъсиридан четда бўлган эркин ҳолатдаги сув.

«Намланган грунтлар тузилишининг зилзила таъсирида бузилиши» назариясининг асосий шартларидан бири силжитувчи сейсмик зўриқиш таъсирида тебранаётган грунт заррачалари орасидаги боғланиш кучининг бузилишидир.

Бу бузилиш асосан заррача атрофидаги ўрта қобиқда юз бериб, у катта амплитуда ва тезланишли силжитувчи зўриқиш хосил қилувчи кўндаланг зилзила тўлқинлари таъсирида вужудга келади.

Бунда грунт заррасини ўраб тўрган сув қобиқларининг қалинлиги ўзгаради. Бу ўзгаришнинг асосий сабаби қобиқдан зилзила тўлқинлари ўтаётган вақтда сув молекулалари йўналишининг ўзгариш ходисасидир. Бу ўзгариш ўз навбатида улар орасидаги тортишиш кучининг камайишига ва боғланишли сувнинг эркин сувга айланишига олиб келади. Кўплаб тажрибалар асосида ўрганилган бу ҳодиса натижасида грунт таркибининг бузилиши ва заррачаларнинг бир-бирига нисбатан силжиши вужудга келади.

Агар грунт қобиғи ўта намланган бўлса, заррачаларнинг ўзаро силжиши улар орасидаги ғовакни тўлдириб турувчи эркин сувнинг сиқилиб чиқиши ҳисобига юз беради. Бу эса маълум босимлар фарқи J ёрдамида ифодаланувчи сизиш оқимларини ҳосил қилади. Бу оқимлар эса ўз навбатида тебраниш вақтида ҳосил бўлувчи ҳамда қатлам чуқурлиги z ва вақт бирлигида t ошиб борувчи динамик босимлар h_z таъсирида таъминланиб туради (36-расм).

Шундай қилиб, тебраниш даврида грунт заррачалари орасидаги боғланиш кучларининг камайиши заррачаларнинг ўзаро силжишига олиб келиб, у эса ўз навбатида шу заррачаларни муаллақ ҳолатга келтирувчи акс босим _сh_z ҳосил қилади. Баъзи шароитларда, яъни зилзила таъсирида, грунт зарралари орасидаги боғланиш кучи қиймати унча катта бўлмаганда ҳосил бўлувчи акс босим грунт қатламини бутунлай муаллақ ҳолатга келтириши мумкин, у ҳолда замин грунтлари деярли суюқ ҳолатга келиб ҳар қандай енгил юкни ҳам кўтариш қобилиятини йўқотади.

Шундай қилиб, зилзила таъсирида бўлган грунтларнинг силжишга қарши мустаҳкамлигини ўрганишда юқорида келтирилган шароитларда юз берувчи зарралар орасидаги боғланиш кучи камайиши ва акс босим таъсирини ҳисобга олиш лозим:
(7.11)

бунда: S_с - силжишга қарши мустаҳкамлик; _с - грунт оғирлигидан ва иншоотдан кузатилаётган сатҳга таъсир этувчи тик босимнинг инерция ҳолатидаги қиймати;

_с - сувнинг зичлиги; h(z,t) - қатлам чуқурлиги z ва t бўйича ўзгарувчан динамик босим қиймати; _ - грунтнинг ички ишқаланиш бурчаги; c_ (t) - вақт бирлигида ўзгарувчи грунт заррачалари орасидаги боғланиш кучи.

Юқорида келтирилган (7.11) ифода заррачалари боғланмаган грунтлар учун қуйидаги кўринишни олади:

(7.12)

Хулоса қилиб айтганда, силжитувчи сейсмик зўриқишлар таъсирида бўлган грунтларнинг мустаҳкамлигини аниқлашда, маълум шароитларда, грунт заррачалари орасидаги боғланиш кучи, грунт оғирлиги ва иншоотдан тушаётган босимнинг камайиш хусусиятларини инобатга олиш лозим.