Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




13.08.2019


13.08.2019


08.08.2019


06.08.2019


30.07.2019


09.07.2019


09.07.2019


08.07.2019


08.07.2019


04.07.2019





Яндекс.Метрика
         » » Эффективное и поровое давление рыхлых несвязных и мягких связных горных пород

Эффективное и поровое давление рыхлых несвязных и мягких связных горных пород

14.12.2017

Как отмечено ранее, механические свойства песчаных и глинистых пород проявляются при воздействии на них внешней нагрузки (веса сооружений и вышележащих слоев горных пород). Под влиянием главным образом этой нагрузки они находятся в напряженном состоянии. Если породы водонасыщены, напряжения в них могут быть подразделены на два вида-, а) передающиеся либо непосредственно на скелет породы от частицы к частице, либо через коллоидно-гидратные пленки — слои, либо через сцементированные контакты между частицами, и б) действующие в поровой воде.
Первое называется эффективным напряжением или межчастичным давлением, второе — норовым давлением. Такое подразделение внутренних напряжений в породе имеет определенный смысл, так как только эффективное напряжение действует на скелет породы, вызывая ее сжатие, уплотнение и упрочнение. Поровое давление непосредственно не уплотняет породу, а создает лишь напор вводе, заполняющей ее поры. На рис. VIII-18, а показана схема, иллюстрирующая различие между эффективным и норовым давлением. Вода в цилиндре, наполненном породой, находится на том же уровне, что и в пьезометрической трубке. Полное напряжение o на глубине Н1+z от уровня воды в цилиндре

о = (Н1+z)eв+zy'.

Оно слагается из веса столба воды u = (H1+z)yв, т, е. норового давления, передающегося на поровую воду, и веса слоя взвешенной (облегченной) породы o=zy', т. е. эффективного напряжения, передающегося на скелет породы. Полное напряжение называют тотальным

o = o+u,

откуда эффективное напряжение равно

o = o—u = zy'.

Из приведенного примера следует, что эффективное напряжение не зависит от слоя воды H1, находящегося над затопленной породой, что видно по эпюре распределения напряжений с глубиной, показанной на рис. VIII-18, a справа. Если поровое давление равно атмосферному, его называют нулевым. Если уровень воды в пьезометрической трубке снизить на величину h (рис. VIII-18, б), начнется движение воды через породу сверху вниз и при малой ее водопроницаемости возникнет гидродинамическое давление. Оно увеличит эффективное напряжение на величину Dгд:

о = zy'+Dгд.

Если уровень воды в пьезометрической трубке повысить на величину h (рис. VIII-18, в), движение воды будет снизу вверх. Гидродинамическое давление уменьшит эффективное давление на величину Dгд:

о = zy'—Dгд.

Естественно, что если гидродинамическое давление достигнет величины zy', эффективное напряжение будет равно нулю. Напорный градиент (Н1+z+h)/z в этом случае будет критическим Iкр, так как при таких гидравлических условиях снижается прочность пород, а песчаные породы разрыхляются, состояние их может перейти в плывунное, несущая способность снижается до нуля.

Из сказанного видно, что при фильтрации воды через слабо-проницаемые породы поровое давление уже не является нейтральным по отношению к их скелету.