Доступ открыт Открытый доступ  Доступ закрыт Только для подписчиков

ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЛАТАНСИИ В ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТАХ И МЕТОДЫ ЕЕ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ


https://doi.org/10.25296/1993-5056-2019-14-2-34-43

Полный текст:


Аннотация

Явление дилатансии является уникальным свойством дисперсных сред и в случае грунтов может оказывать значительное влияние на сопротивление сдвигу и изменение напряженно-деформированного состояния в ходе нагружения. В условиях свободных границ при дилатансии наблюдается увеличение объема, а при наличии ограничений на объемное расширение — рост средних напряжений. Таким образом, дилатансия приводит к увеличению сопротивления сдвигу, что позволяет повысить степень использования несущей способности основания. Многие современные механические модели грунта позволяют учитывать дилатансию чаще всего на основании теории Rowe, согласно которой угол внутреннего трения меняется в ходе нагружения, и проводить расчет основания с учетом его упрочнения. Кроме того, введение в условия прочности пластического потенциала позволяет проводить расчет конечных пластических деформаций, что особенно важно в случае сложных траекторий нагружения, часто реализуемых в грунтовых основаниях. В статье приведен обзор исследований явления дилатансии в нашей стране и за рубежом, представлены основные аналитические закономерности теории дилатансии. Рассмотрены четыре основных метода определения угла дилатансии: метод одноплоскостного среза и многоплоскостного среза (перекашивания), трехосного сжатия и кручения, выделены и приведены в табличной форме их основные достоинства и недостатки. Показано, что определение угла дилатансии не представляет существенных трудностей и не требует специализированного оборудования, в то же время эффективное использование этого параметра при проектировании позволяет добиться экономического эффекта в первую очередь в случае песчаных и крупнообломочных грунтов.


Об авторе

А. Ю. Мирный
Московский государственный университет им. М.В. Ломоносова
Россия

Мирный Анатолий Юрьевич

Старший научный сотрудник лаборатории исследования влияния геологических факторов на физико-химическое закрепление грунтов геологического факультета

к.т.н.



Список литературы

1. Бакушев С.В., 2018. Модифицированная деформационная теория пластичности сыпучей среды. Строительная механика и расчет сооружений, № 2 (277), с. 2–8.

2. Безматерных А.В., Офрихтер В.Г., 2017. Явление дилатансии и его влияние на характер деформирования грунтов под нагрузкой. Master's Journal, № 2, с. 85–90.

3. Билеуш А.И., Кривоног А.И., Кривоног В.В., Филимонов В.Ю., 2011. Прочность сыпучих грунтов, обладающих дилатансией. Прикладна гiдромеханiка, Том 13, № 3, с. 23–32.

4. Болдырев Г.Г., 2014. Методы определения механических свойств грунтов с комментариями к ГОСТ 12248-2010. ООО «Прондо», Москва.

5. Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., 2017. Исследования анизотропного поведения грунтов в условиях сложного напряженного состояния. Состояние вопроса. Часть 2. Эффект вращения наибольшего главного напряжения на прочность грунта. Геотехника, Том IХ, № 6, с. 4–18.

6. Болдырев Г.Г., Идрисов И.Х., 2018. Исследования анизотропного поведения грунтов в условиях сложного напряженного состояния. Состояние вопроса. Часть 3. Приборы для испытаний полых цилиндрических образцов. Геотехника, Том Х, № 1–2, с. 8–19.

7. Бурлаков В.Н., 2001. Исследования дилатансии в песчаных грунтах. Гидротехническое строительство, № 6, с. 30–34.

8. Бурлаков В.Н., Тер-Мартиросян А.З., 2010. Дилатансия, влияние на деформируемость грунтов. Вестник МГСУ, № 4, с. 182–193.

9. Зайкин Ю.В., 2016. Определение угла дилатансии как параметра для численного моделирования поведения грунтов. Известия Всероссийского научно-исследовательского института гидротехники им. Б.Е. Веденеева, Том 280, с. 24–32.

10. Зарецкий Ю.К., Ломбардо В.Н., 1983. Статика и динамика грунтовых плотин. Энергоатомиздат, Москва.

11. Дургалян М.Г., Николаева С.К., Бершов А.В., 2018. Факторы, влияющие на эффект дилатансии в песчаных грунтах. Инженерногеологическое и эколого-геологическое изучение песков и песчаных массивов, Труды Международной научной конференции, Москва, 2018, с. 26–31.

12. Малышев М.В., 1994. Прочность грунтов и устойчивость оснований сооружений. Стройиздат, Москва.

13. Орехов В.В., Орехов М.В., 2014. Использование модели упрочняющегося грунта для описания поведения песка различной плотности при нагружении. Вестник МГСУ, № 2, с. 91–97.

14. Сагитова Р.Х., Мельников Р.В., 2015. Определение угла дилатансии песчаного грунта. Сборник материалов XV научнопрактической конференции молодых ученых, аспирантов, соискателей и магистрантов ТюмГАСУ, Тюмень, 2015, с. 135–140.

15. Соболевский Д.Ю., 1989. Дилатантная поправка в условиях прочности несвязного грунта. Надежность и эффективность эксплуатации трубопроводных систем, Москва.

16. Соболевский Д.Ю., 1994. Прочность и несущая способность дилатирующего грунта. Наука и техника, Минск.

17. Строкова Л.А., 2008. Определение параметров для численного моделирования поведения грунтов. Известия Томского политехнического университета, № 313 (1), с. 69–74.

18. Султанов Л.У., Бережной Д.В., Карамов А.В., 2014. Расчет грунтовых массивов с учетом дилатансии на основе метода конечных элементов. Инженерно-строительный журнал, № 4 (48), с. 3–9.

19. Airey D.W., Wood D.M., 1987. An evaluation of direct simple shear tests on clay. Géotechnique, Vol. 37, No. 1, pp. 25–35.

20. Bjerrum L., Landva A., 1966. Direct simple shear tests on a Norwegian quick clay. Geotechnique, Vol. 16, No. 1, pp. 1–20.

21. Bolton M.D., 1986. The strength and dilatancy of sands. Geotechnique, Vol. 36, No. 1, рр. 65–78.

22. Drucker D.C., Prager W., 1952. Soil mechanics and plastic analysis for limit design. Quarterly of Applied Mathematics, Vol. 10, No. 2, pp. 157–165.

23. Hill R., 1950. The mathematical theory of plasticity. Clarendon Press, Oxford.

24. Rowe P.W., 1962. The stress-dilatancy relation for static equilibrium of an assembly of particles in contact. Proceedings of the Royal Society of London. Series A, Vol. 269, pp. 500–527.

25. Vermeer P.A., De Borst R., 1984. Non-associated plasticity for soils, concrete and rock. Heron, Vol. 29, No. 3, pp. 3–64.


Дополнительные файлы

Для цитирования: Мирный А.Ю. ИССЛЕДОВАНИЯ ДИЛАТАНСИИ В ДИСПЕРСНЫХ ГРУНТАХ И МЕТОДЫ ЕЕ КОЛИЧЕСТВЕННОЙ ОЦЕНКИ. Инженерная геология. 2019;14(2):34-43. https://doi.org/10.25296/1993-5056-2019-14-2-34-43

For citation: Mirnyy A.Y. DISPERSE SOILS DILATANCY STUDIES AND THE METHODS OF ITS QUANTITATIVE ASSESSMENT. Engineering Geology World. 2019;14(2):34-43. (In Russ.) https://doi.org/10.25296/1993-5056-2019-14-2-34-43

Просмотров: 50

Обратные ссылки

  • Обратные ссылки не определены.


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 1993-5056 (Print)
ISSN 2587-8247 (Online)