h,0 Slika 3.2 : Pritisak vode je isti u svim smjerovima što nije slučaj sa tlom

Transcript

1 Pitanje 1 : Zašto je koeficijent atinog pritiska (K a ) manji od koeficijenta horizontalnog pritiska u stanju miroanja (K 0 )? Odgoor : Poznato je da koeficijenti horizontalnog pritiska predstaljaju odnos horizontalnog i ertikalnog efektinog napona. Stanje miroanja odgoara usloima koji ladaju u tlu prije pojae bilo kakog deformisanja, dok aktino stanje predstalja granično stanje, u kojem je dostignuta kritična kombinacija normalnog i smičudeg naprezanja koja predstalja tačku na Mohr-oom krugu u kojoj isti tangira Mohr-Coulomb-ou anelopu sloma. Dakle, aktino stanje nastupa usljed smanjenja horizontalnog naprezanja, a kao posljedica dozoljaanja deformisanja, dok je za jedan zamišljeni elemenat na jednoj dubini ertikalni napon konstantan. Tako je i odnos horizontalnog i ertikalnog efektinog napona manji za granično stanje aktinog pritiska nego za stanje miroanja, pa je i koeficijent aktinog pritiska manji od koeficijenta horizontalnog pritiska u stanju miroanja. ' K : ' h h,a h,0 = const Slika 3.1 : Manje h ' => manje K => aktini pritisak manji od pritiska u stanju miroanja Pitanje 2 : Zašto samo efektine (a ne totalne) ertikalne napone množimo koeficijentom horizontalnog pritiska kod određianja horizontalnog pritiska tla. Odgoor : Zato što oda djeluje hidrostatski (izotropni pritisak, za razliku od tla), pa je neophodno razdojiti dejsto ode i dejsto skeleta tla, pri čemu je koeficijent horizontalnog pritiska za odu jedank jedinici, jer ista djeluje jednako u sim pracima (hidrostatski). Slika 3.2 : Pritisak ode je isti u sim smjeroima što nije slučaj sa tlom Pitanje 3 : Zašto se Proctor-o opit sa manjim uspjehom primjenjuje za krupnozrne materijale nego za sitnozrne?

2 Odgoor : Zato što usljed dinamičkog pada malja (zbijanja) granularnog materijala dolazi do drobljenja zrna istog, te se mijenja granulometrijski sasta, a time i pokazatelj zbijenosti nije mjerodaan. Pitanje 4 : Zašto je stepen zasidenosti kod sitnozrnih materijala jednak jedinici pri lažnostima od granice tečenja (iskozna tečnost) do neposredno pred granicu skupljanja (mentol bombona)? Slika 3.3 : Zaisnost lažnosti i stepena zasićenosti Odgoor : Zato što oduzimanjem ode dolazi do smanjenja zapremine pora, koje cijelo rijeme ostaju u potpunosti popunjene odom (S = 100%). Naime, oduzimanjem ode sitnozrni materijali mijenjaju konzistentno stanje kredudi se od tečnog (žitkog) stanja preko plastičnog (plastelin) i polučrstog (sir trapist) do črstog (mentol bombona). Ono što je zanimljiije, jeste činjenica, da i u tečnom i plastičnom i polučrastom, pa se do prelaska u črsto stanje, sitnozrni materijal ima odom zasidene pore (S = 100%). Poznato je da se materijal, čija je lažnost blizu granice sklupljanja, teško lomi udarcima od trdi predmet, iako ima stepen zasidenosti jednak jedinici. Razlog za to je eliki negatini porni pritisak (pore su eoma male i zasidene odom), koji dodatno poedaa efektini napon, pa se taka materijal jeda može razbiti od črstu masu. Pitanje 5 : Zašto se starna brzina procjeđianja razlikuje od one koju računamo prema Darcy-eom zakonu? Odgoor : Zato što prema Darcy-jeom zakonu oda teče punim zamišljenim poprečnim presjekom, dok u starnosti ona teče samo kroz pore. Tako je starna brzina eda, jer protiče kroz manji poprečni presjek. Darcy-jea se brzina može izraziti kao : k i gdje je: i hidraulički gradijent k koeficijent odopropusnosti

3 fiktina brzina, jer se pretpostalja da oda teče cijelim poprečnim presjekom, a u starnosti teče samo kroz pore (slika 3.4). Iz usloa da je A = A + A s, dolazi se do eze između starne ( starno ) i fiktine brzine () procjeđianja : A = Poršina pora A = Ukupna poršina A s poršina črstih čestica Slika 3.4: Starna s. fiktina brzina Q A st A st A A A s 1 1 e 1 e e starno = /n ; gdje je : n poroznost n Pitanje 6 : Zašto kod prekonsolidoane gline i zbijenog pijeska dolazi do poedanja zapremine pri smicanju (dilatancija) i zašto nas ta pojaa poedanja zapremine zanima? Odgoor : Zato što dobro upakoane čestice pri smicanju ne mogu dodi u još iše upakoano stanje pa dolazi do preskakanja čestica jednih preko drugih (efekat pile ), pa je očita posljedica poedanja zapremine. Ipak, oo se dešaa samo pri manjem normalnom naprezanju, jer pri edem pritisku oaj mehanizam smicanja nije mogud. Tada dolazi do drobljenja čestica pri smicanju, tj. dilatancija je obustaljena. Kao posljedica oe obustae dilatancije, dešaa se i zakriljenost anelope slopa. Ugao dilatancije je ueden u modele tla da bih se obuhatio oaj efekat poedanja zapremine pri smicanju, jer je uočeno da on u određenim usloima zaista postoji. Vedi ugao dilatancije znači edu zapreminsku deformaciju, pa je očito da oaj paramtar utiče na sliku pomjeranja. dx ψ dz H xz xz = dx/h z = - dz/h = Slika 3.5: Grafička interpretacija ugla dilatancije (ψ) test jednostanog smicanja (eng. simple shear test) Pitanje 7 : Zašto sitnozrni materijal sa sitnijim promjerom zrna ima edu granicu tečenja od sitnozrnog materijala koji ima nešto krupnija zrna.

4 Odgoor : Granica tečenja definisana je lažnošdu pri kojoj materijal prelazi iz plastičnog u tečno stanje. Da bi se ta promjena stanja ostarila neophodno je da dođe do pokretanja jednih čestica u odnosu na druge. To se očito dešaa kada oda obloži edinu čestica. Ukoliko postoji edi broj sitnijih čestica potrebno je iše ode da se ostari ta pokretljiost, kada su čestice nešto krupnije i manje ih je, ta potrebna količina ode je manja. Dakle, očito je da postoji eza između granulometrijskog sastaa sitnih čestica i granice tečenja. Pitanje 8 : Zašto, kada hodamo po zasidenom pijesku na pješčanoj plaži, dolazi do naglog isušenja pijeska u zoni oko stopala? Slika 3.6 : Dilatancija zbijeni pijesak Odgoor : Oa se pojaa ezuje sa pojmom dilatancije, tj. usljed smičudeg naprezanja (kako se radi o dobro upakoanom odozasidenom sitnom pijesku), dolazi do poedanja zapremine pora, koje tada imaju mogudnost da upijaju elike količine ode. Dakle, poedanjem pora, oda sa poršine ispunjaa tako nastalu zapreminu zraka (noonastale pore) i isušuje dio oko stopala koje je izazalo smičude naprezanje i poedanje zapremine pora. Pitanje 9 : Zašto materijal sa edim uglom unutrašnjeg trenja i edom kohezijom ima edu črstodu od materijala sa manjim uglom unutrašnjeg trenja i manjom kohezijom? Odgoor : Posmatra li se črstoda tla prema Mohr-Coulomb-oom kriteriju, očito, za konstantan izotropni pritisak ( 3 ), materijal tla se može oduprijeti edem smičudem naprezanju ako mu Mohr- Coulomb-o praac koji definiše črstodu ima edi nagib i edi odsječak na osi smičudeg naprezanja. 3 1,a 1,b Slika 3.7 : Značenje ugla unutrašnjeg trenja i kohezije kao parametara črstoće

5 Pitanje 10 : Zašto razlikujemo modul stišljiosti (M s ) određen edometarskim testom, od modula deformabilnosti (E) određenog triaksijalnim testom. Odgoor : Zato što se deformisanje u edometru dešaa u usloima spriječenog bočnog deformisanja, te nije omoguden slom uzorka, dok se u trikasijalnom testu omogudaa slom uzorka usljed smicanja (dozoljene su bočne deformacije). Samim tim, znatno su različine krie aksijalni napon Vs. aksjalna deformacija određene edometarskim i triaksijalnim testom sa konstantnim delijskim pritiskom. a i ( a - r ) edometar triaksijalac Slika 3.8 :Veza napona i deformacije u edometarskom i triaksijalnom testu Nagibi kriih linija definišu jedan, odnosno drugi modul. Također, pored toga što se razlikuju, ti nagibi nisu isti za saki stepen naprezanja. Tlo se ponaša izrazito nelinearno. Stoga, mogu se definisati tanglentni i sekantni moduli. U literaturi se često mogu pronadi okirne, preporučene rijednosti modula deformabilnosti za razne rte tla, a isti se najčešde daju za tz. referentni napon od 100,0 kpa. Sofisticiraniji modeli tla omogudaaju i opis promjene deformacionog modula sa promjenom stepena naprezanja i kao taki dosta uspješno opisuju realno ponašanje uočeno mjerenjima. a