Διατμητική Αντοχή των Εδαφών Διάρκεια = 17 λεπτά & 04 δευτερόλεπτα Costas Sachpazis, (M.Sc., Ph.D.) 1
Διατμητική Αστοχία Γενικά τα εδάφη αστοχούν σε διάτμηση Θεμέλιο Πεδιλοδοκού ανάχωμα Επιφάνεια αστοχίας ενεργοποιημένη διατμητική αντίσταση Κατά την αστοχία, η διατμητική τάση κατά μήκος της επιφάνειας αστοχίας φθάνει στη διατμητική αντοχή του εδάφους.
Διατμητική Αστοχία Επιφάνεια αστοχίας Οι εδαφικοί κόκκοι γλιστρούν ο ένας πάνω στο άλλο κατά μήκος της επιφάνειας αστοχίας. Δεν υπάρχει θραύση των ιδιαίτερων κόκκων. Dr. C.Sachpazis 2013 3
Διατμητική Αστοχία Κατά την αστοχία, η διατμητική τάση κατά μήκος της επιφάνειας αστοχίας () φθάνει στη διατμητική αντοχή του εδάφους (f). Dr. C.Sachpazis 2013 4
Κριτήριο Αστοχίας Mohr-Coulomb f c tan συνοχή c f Γωνία Εσωτερικής Τριβής Dr. C.Sachpazis 2013 f είναι η μέγιστη διατμητική τάση που μπορεί να παραλάβει το έδαφος χωρίς να αστοχίσει, κάτω από την ορθή τάση του. 5
Κριτήριο Αστοχίας Mohr-Coulomb Η Διατμητική Αντοχή συνίσταται από δύο συνιστώσες: την Συνοχή και την Τριβή. f c f tan c f c f tan Συνιστώσα τριβής f Dr. C.Sachpazis 2013 6
Η c και η είναι παράμετροι της διατμητικής αντοχής. Όσο υψηλότερες οι τιμές τους, τόσο υψηλότερη είναι και η διατμητική αντοχή του εδάφους.
Κύκλοι του Mohr & Περιβάλλουσα αστοχίας Y X Εδαφικά στοιχεία σε διαφορετικές θέσεις X X ~ αστοχία Y Y ~ ευστάθεια
Κύκλοι του Mohr & Περιβάλλουσα c αστοχίας Το εδαφικό στοιχείο δεν αστοχεί εάν ο κύκλος του mohr περιλαμβάνεται μέσα στην περιβάλλουσα GL Y c Αρχικά, ο κύκλος του Mohr είναι ένα σημείο c c +
Κύκλοι του Mohr & Περιβάλλουσα αστοχίας Καθώς η φόρτιση προχωρεί, ο κύκλος του mohr γίνεται μεγαλύτερος c GL Y c c.. και τελικά η αστοχία εμφανίζεται όταν ο κύκλος του mohr αγγίξει την περιβάλλουσα
Προσανατολισμός της επιφάνειας αστοχίας Y Η επιφάνεια Αστοχίας κλίνει 45 + /2 ο ως προς το οριζόντιο επίπεδο GL 45 + /2 45 + /2 Y c c 90+ c c +
Οι κύκλοι του Mohr με όρους & v v u h h X X X = + u Ενεργές τάσεις ολικές τάσεις h v h u v
Οι κύκλοι του Mohr με όρους & Ίδια εδαφικά δοκίμια που υποβάλλονται αρχικά σε διαφορετικές ισοτροπικές τάσεις ( c ) και κατόπιν φορτίζονται αξονικά έως την αστοχία τους c c f c c Αρχικά Αστοχία u f Κατά την αστοχία, 3 = c ; 1 = c + f 3 = 3 u f ; 1 = 1 - u f c, σε συνθήκες c, σε συνθήκες
Συσκευή Τριαξονικής Δοκιμής έμβολο (για εφαρμογή της τάσης) Επίπεδο αστοχίας Δακτύλιος σχήματος-o Εδαφικό δοκίμιο κατά την αστοχία Κυψέλη Αδιαπέρατη μεμβράνη Πορώδης λίθος νερό Κυψέλη πίεσης Πίεση στο δοκίμιο βάθρο πίεση πόρων ή αλλαγή όγκου Dr. C.Sachpazis 2013 14
Τύποι Τριαξονικών Δοκιμών Τάση παρέκκλισης () Κυψέλη κάτω από περιμετρική πίεση c Διάτμιση (φόρτιση) Είναι ανοικτή η βαλβίδα αποστράγγισης? Είναι ανοικτή η βαλβίδα αποστράγγισης? ναι όχι ναι όχι Στραγγιζόμενο (C) δείγμα Dr. C.Sachpazis 2013 Αστράγγιστο (U) δείγμα Στραγγιζόμενη (D) φόρτιση Αστράγγιστη (U) φόρτιση 15
Τύποι Τριαξονικών Δοκιμών Ανάλογα με το εάν η αποστράγγιση επιτρέπεται ή όχι κατά τη διάρκεια της αρχικής εφαρμογής της πίεσης στην κυψέλη, και της διάτμησης, υπάρχουν τρεις ειδικοί τύποι τριαξονικών δοκιμών που έχουν πρακτικές σπουδαιότητες. Αυτοί είναι : Στερεοποιημένη Στραγγιζόμενη (CD) δοκιμή Στερεοποιημένη Αστράγγιστη (CU) δοκιμή Μη Στερεοποιημένη Αστράγγιστη (UU) δοκιμή Dr. C.Sachpazis 2013 16
Τα Χονδρόκοκκα εδάφη δεν έχουν Συνοχή. c = 0 & c = 0 Κατά την μη στερεοποιημένη και αστράγγιστη δοκιμή, σε συνθήκες ολικών τάσεων, η u = 0 Για τις κανονικά στερεοποιημένες αργίλους, η c = 0 & c = 0.
CD, CU και UU Τριαξονικές Δοκιμές Στερεοποιημένη και Στραγγιζόμενη (CD) Δοκιμή δεν αναπτύσσεται καμία υπερβολική πίεση νερού πόρων σε όλη την δοκιμή πολύ αργή διάτμηση για αποφυγή ανάπτυξης πίεσης νερού πόρων δίνει c και Μπορεί να πάρει μέρες! Μη επιθυμητό Χρησιμοποίησε την c και για την ανάλυση των απόλυτα στραγγιζόμενων συνθηκών (π.χ., μακροχρόνια ευστάθεια, πολύ αργή φόρτιση) Dr. C.Sachpazis 2013 18
CD, CU και UU Τριαξονικές Δοκιμές Στερεοποιημένη και Αστράγγιστη (CU) Δοκιμή η πίεση νερού πόρων αναπτύσσεται κατά την διάτμηση δίδει την c και Μετριέται ταχύτερη δοκιμή από CD (πιό ακριβής τρόπος για να βρεθεί η c και ) Dr. C.Sachpazis 2013 19
CD, CU και UU Τριαξονικές Δοκιμές Μη Στερεοποιημένη και Αστράγγιστη (UU) Δοκιμή η πίεση νερού πόρων αναπτύσσεται κατά την διάτμηση Δεν μετριέται άγνωστη η ανάλυση σε συνθήκες δίδει c u and u πολύ γρήγορη δοκιμή Χρησιμοποίησε την cu και u για την ανάλυση των αστράγγιστων συνθηκών (π.χ., βραχυχρόνια ευστάθεια, γρήγορη φόρτιση) = 0; δηλ., η περιβάλλουσα αστοχίας είναι οριζόντια Dr. C.Sachpazis 2013 20
Σχέσεις 1-3 κατά την Αστοχία 1 X 3 X Εδαφικό στοιχείο κατά την αστοχία 3 1 tan 2 (45 / 2) 2c tan(45 / 2) 1 3 tan 2 (45 / 2) 2c tan(45 / 2) 3 1
v Σημείο Τάσης h X σημείο τάσης t σημείο τάσης ( v - h )/2 h v s ( v + h )/2 v h s 2 t v 2 h 22 Dr. C.Sachpazis 2013
Διαδρομές Τάσεων Κατά την διάρκεια της φόρτισης t Η διαδρομή της τάσης είναι ο γεωμετρικός τόπος των σημείων της τάσης Διαδρομή Τάσης Dr. C.Sachpazis 2013 Η διαδρομή της τάσης είναι ο πιο κατάλληλος τρόπος για να παρακολουθήσει κανείς την πρόοδο της φόρτισης όσον αφορά την περιβάλλουσα της αστοχίας. s 23
Περιβάλλουσες Αστοχίας t αστοχία tan -1 (sin ) c c cos Διαδρομή τάσης s Κατά την διάρκεια της φόρτισης (κατά την διάτμηση). Dr. C.Sachpazis 2013 24
Παράμετροι Πίεσης Νερού Πόρων Ένας απλός τρόπος για να υπολογιστεί η αλλαγή της πίεσης νερού πόρων κατά την αστράγγιστη φόρτιση, σε συνθήκες αλλαγών ολικών τάσεων ~ κατά Skempton (1954) 1 u B 3 1 A( ) 3 Y 3 u =? Παράμετροι A και B της πίεσης νερού πόρων κατά τον Skempton
Παράμετροι Πίεσης Νερού Πόρων Παράμετρος-Β B = f (κορεσμού,..) Για κορεσμένα εδάφη, B 1. Παράμετρος-Α κατά την αστοχία (A f ) A f = f(ocr) Για κανονικά στερεοποιημένες αργίλους A f 1. Για ισχυρά υπερστερεοποιημένες αργίλους η A f είναι αρνητική.