Определение характеристик деформируемости мерзлого грунта по результатам испытания методом одноосного сжатия

 

Ф.1 Модуль линейной деформации  и коэффициент нелинейной деформации  определяют по зависимости, устанавливающей связь между относительными продольными деформациями , напряжениями  и временем действия нагрузки t

 

, (Ф.1)

 

где  - функция напряжений  для времени  их действия, равного 1 ч,  которую принимают в виде:

 - для модели линейно деформируемого основания;

 - для модели нелинейно деформируемого основания,

где  и  - параметры функции ;

m - коэффициент нелинейности по напряжениям.

Ф.2 Предельно длительные значения Е и А вычисляют по формулам:

 

; (Ф.2)

 

, (Ф.3)

 

где  - время, равное сроку службы сооружения, или принимаемое равным 50 лет =  ч;

 - коэффициент нелинейности во времени.

Ф.3 Для установления зависимости (Ф.1) исходные данные испытаний (см. 6.3.5) обрабатывают в соответствии с теорией наследственной ползучести. Используя кривую ползучести (см. 6.3.5.7), последовательно вычисляют ряд значений , имеющих смысл деформаций, которые развились бы под действием постоянного напряжения (i=1, 2,...), соответствующего напряжению i-й ступени нагружения, за время . Вычисления проводят по формуле

 

, (Ф.4)

 

где  - полная относительная продольная деформация предшествующей ступени нагружения в момент времени , вычисленная по этой формуле ранее при =0;

 - приращение относительной деформации, определяемое по кривой ползучести (см. 6.3.5.7) и представляющее собой разность между деформацией, накопленной к моменту, когда i-я ступень нагрузки действовала в течение времени , и деформацией, накопленной к началу действия i-й ступени нагрузки.

Моменты времени  назначают одинаковыми для каждой ступени нагружения с учетом требований 6.1.4.3.

Результаты представляют в виде семейства кривых ползучести при постоянных напряжениях  (см. рисунок Ф.1).

Ф.4 Для определения параметра  и набора значений  полученные значения представляют в виде семейства параллельных прямых в координатах: In t - ось абсцисс, ln  - ось ординат (см. рисунок Ф.2). Далее значения  и  вычисляют по формулам:

 

; (Ф.5)

 

, (Ф.6)

 

где  и b - параметры, определяемые графически (см. Ф.8) или способом наименьших квадратов.

Ф.5 Для модели линейно деформируемого основания набор значений  аппроксимируют прямой в координатах:  - ось абсцисс,  - ось ординат (см. рисунок Ф.3) и вычисляют значение  по формуле

 

, (Ф.7)

 

где с - параметр, определяемый графически (см. Ф.9) или способом наименьших квадратов.

Ф.6 Для модели нелинейно деформируемого основания набор значений  аппроксимируют прямой в координатах In  - ось абсцисс, In  - ось ординат (см. рисунок Ф.4) и вычисляют значения  и m по формулам:

 

; (Ф.8)

 

, (Ф.9)

 

где а и b - параметры, определяемые графически (см. Ф.10) или способом наименьших квадратов.

Ф.7 Коэффициент поперечного расширения  определяют из зависимости, устанавливающей связь между относительными продольными  и поперечными  деформациями

 

. (Ф.10)

 

Для определения  экспериментальные данные (относительные продольные и поперечные деформации) в конце каждой ступени нагружения представляют в координатах  - ось абсцисс,  - ось ординат и аппроксимируют прямой, проходящей через начало координат. Значение  равно тангенсу угла наклона этой прямой к оси абсцисс.

Ф.8 При графическом способе определения параметров  и b уравнения семейства параллельных прямых (см. рисунок Ф.2) эти параметры равны:

 - в масштабе чертежа равен отрезку, отсекаемому на оси ординат j-й из семейства параллельных прямых наилучшего приближения к экспериментальным точкам;

b - в масштабе чертежа равен тангенсу угла наклона семейства параллельных прямых к оси абсцисс.

Ф.9 Параметр с при графическом способе определения в масштабе чертежа равен тангенсу угла наклона к оси абсцисс прямой наилучшего приближения к экспериментальным точкам, проходящей через начало координат (см. рисунок Ф.3).

Ф.10 При графическом способе определения параметров а и b (см. рисунок Ф.4) эти параметры равны:

а - в масштабе чертежа равен отрезку, отсекаемому на оси ординат прямой наилучшего приближения к экспериментальным точкам;

b - в масштабе чертежа равен тангенсу угла наклона этой прямой к оси абсцисс.

Ф.11 Исходные данные и результаты расчета записывают в таблицу Ф.1.

 

 

Таблица Ф.1 - Исходные данные и результаты расчета характеристик деформируемости

 

Номер ступени нагружения j	Напряжение , МПа	Время отсчета деформаций t, ч	Относительные продольные деформации	Приращение относительных продольных деформаций	Относительные продольные деформации от постоянных напряжений	Относительные поперечные деформации	Приращение относительных поперечных деформаций	Относительные поперечные деформации от постоянных напряжений	Функции напряжений

 

Окончание таблицы Ф.1

 

Коэффициент нелинейности во времени	Модуль линейной деформации , МПа	Коэффициент нелинейной деформации ,	Модуль предельно длительной деформации E, МПа	Коэффициент предельно длительной нелинейной деформации A, МПа	Коэффициент нелинейности по напряжениям m	Коэффициент поперечного расширения	Условно-мгновенное сопротивление , МПа	Предел длительной прочности , МПа	Примечание

 

Приложение X

(рекомендуемое)