ΚΕΦΑΛΑΙΟ 3 ΔΙΑΤΜΗΤΙΚΗ ΑΝΤΟΧΗ ΕΔΑΦΩΝ ΑΣΤΟΧΙΑ ΕΔΑΦΙΚΟΥ ΥΛΙΚΟΥ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΑΚΗ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ
σ1 σ3 σ3 Εντατικές καταστάσεις που προκαλούν αστοχία είναι η ταυτόχρονη επίδραση ορθών (αξονικών και πλευρικών) τάσεων ή ακόμα διατμητικών. σ1 Γενικά, υπάρχει ένας κρίσιμος συνδυασμός των κύριων τάσεων (σ 1 και σ 3 ) που δρουν στο υλικό ( πέτρωμα ή έδαφος) ο οποίος μπορεί να προκαλέσει τη θραύση του. Ο συνδυασμός αυτός αποτελεί στην ουσία και το κριτήριο θραύσης Γενικά, κριτήριο θραύσης (criterion of failure) είναι μια αλγεβρική έκφραση των μηχανικών συνθηκών κάτω από τις οποίες ένα υλικό αστοχεί από θραύση ή παραμορφώνεται μέχρι μερικά σαφώς καθορισμένα όρια. Τα όρια αυτά μπορεί να είναι φορτία, παραμορφώσεις, μετακινήσεις, κ.ά. Το όριο θραύσης εξαρτάται και από τις κύριες τάσεις που δρουν πάνω στο δοκίμιο του πετρώματος και από τον τύπο της θραύσης.
περιβάλλουσα Mohr: τ = f(σ) τ γραφική παράσταση της εντατικής κατάστασης τη στιγμή της αστοχίας στο επίπεδο αστοχίας κέντρο κύκλου: 2 1 3 0 σ (σ 1, σ 3 ) ακτίνα κύκλου: 2 1 3
τ περιβάλλουσα Mohr: τ Α = f(σ Α ) Ανέφικτη εντατική κατάσταση Α 0 Α θ κρ εντατική κατάσταση προ της αστοχίας εντατική κατάσταση αστοχίας σ τ Α = f(σ Α ) (γραμμική) τ A = c + σ' Α εφφ σ' Α είναι η ενεργή ορθή τάση που αναλαμβάνεται από τον εδαφικό σκελετό. τ A = c + σ' Α εφφ
«άμμος» δοκιμή άμεσης βραδείας διάτμησης «άργιλος» (f Dr ) S p = c p +σ εφφ p ημφ =(σ 1 -σ 3 )/(σ 1 +σ 3 ) S r = σ εφφ r
Παραμένουσα διατμητική αντοχή ποσοστό αργιλικού κλάσματος Ορθή ενεργή τάση Μαλακή άργιλος S u <50 kpa
Σύσταση εδαφικού υλικού Προϊστορία των φορτίσεων (γεωλογική ιστορία) Συνθήκες αποστράγγισης (ανάπτυξη πίεσης πόρων Ενεργές τάσεις) πεδίο των τάσεων (εντατική κατάσταση) Ταχύτητα μεταβολής της εντατικής κατάστασης κ.α. Γεωτεχνικό πρόβλημα (π.χ. θεμελίωση, ευστάθεια πρανούς κ.λπ.) Ασφαλής σχεδιασμός κατασκευής Αμέσως μετά την κατασκευή (βραχυπρόθεσμα) Κατά τη διάρκεια της «ζωής του» (μακροπρόθεσμα) Εργαστηριακή προσομοίωση των γεωτεχνικών προβλημάτων
Εργαστηριακές δοκιμές Εδαφομηχανικής σ 1 N T N T σ 3 σ 3 Επιτόπου δοκιμές Εδαφομηχανικής σ 1 σ 1 >σ 3 N σταθερή Δοκιμή πρότυπης διείσδυσης Δοκιμή πενετρομέτρησης Δοκιμή πρεσσιομέτρησης (α) (β) (γ)
επίχωμα P Στάθμη υδροφόρου ορίζοντα P υδροφόρος r u r u u h b Κρίσιμη κατάσταση: κατασκευή Εκτόνωση πίεσης πόρων Τελική ισορροπία
«γρήγορες συνθήκες φόρτισης» Όχι αποστράγγιση (αστράγγιστες συνθήκες) Τάσεις αναλαμβάνονται από το νερό των πόρων γρήγορη διάτμηση S u S u αστράγγιστη διατμητική αντοχή
κατασκευή Εκτόνωση πίεσης πόρων Τελική ισορροπία Κρίσιμη κατάσταση: r u r u u h b
«βραδείες συνθήκες φόρτισης» όχι αποστράγγιση (αστράγγιστες συνθήκες) Τάσεις αναλαμβάνονται από το νερό των πόρων και τους κόκκους (ολικές και ενεργές τάσεις) αργή διάτμηση
η διατμητική αντοχή μιας συγκεκριμένης αργίλου είναι σταθερή????? αστράγγιστες συνθήκες < στραγγιζόμενες συνθήκες απροφόρτιστες άργιλοι (κανονικά στερεοποιημένες & υποστερεοποιημένες) αστράγγιστες συνθήκες διατμητική αντοχή συμπύκνωση υπερπίεση νερού πόρων προφορτισμένες άργιλοι (υπερστερεοποιημένες) αστράγγιστες συνθήκες διατμητική αντοχή διαστολή υποπίεση νερού πόρων