Conf. Dr. Ing. Lena
Mihova, asistent inginer Tanyo
Tanev, UACEG

constitutive

Parametrii solului pentru modelele de condiții critice

Modelele de stare critică necesită definirea următorilor parametri materiali:
λ - panta liniei de consolidare normală în plan este/lnр;
κ - panta liniei de umflare, resp. pe linia de recomprimare și pe linia de reîncarnare;
Γ - coeficientul porilor la starea critică, când p = 1, adică la lnp = 0;
M - panta liniei de stare critică în planul p/q;
p0 - tensiunea verticală de compactare;
OCR - raport de supraaglomerare;
k0 - coeficient de presiune a solului în repaus.

Parametrii λ și κ sunt determinați prin experimente de consolidare izotropă (σ’1 = σ’2 = σ’3) pe probe de sol într-un aparat triozat. Ele pot fi, de asemenea, determinate de coeficienții Сc și Сs de compresie și umflare conform Terzaghi, care se obțin din prezentarea rezultatelor experienței de compresie în sistemul de coordonate e/lgp, utilizând următoarele dependențe:
λ = Cc/2.303 (9)
κ = Cs/2.303 (10).

Parametrul Γ este determinat de expresie
Γ = eλ - (λ - κ) (11),
unde eλ este valoarea coeficientului porilor la tensiunea p = 1 pentru linia de consolidare normală.

Parametrul M din criteriul eșecului Mohr-Coulomb este derivat din expresie
M = 6sinφ/(3 - sinφ) (12).

Parametrii p0, OCR, k0 sunt necesari pentru a defini starea inițială de solicitare a solului și respectiv suprafața inițială a plasticității pentru modelul constitutiv.
Tensiunea de compactare p0 la care a fost supus solul în trecut este de obicei determinată de experiența de compresie și este utilizată pentru a defini OCR ca raportul dintre tensiunea de compactare p0 și tensiunea curentă de compactare.
Pentru parametrul k0 necesar pentru a defini eforturile orizontale, formula este validă
k0 = 1– sinφ (13).

Unele dintre modele necesită ca date valori parametrii modificați λ * și κ *, care determină dependența logaritmică între deformarea volumului εv și tensiunea efectivă principală p. Sunt legate de parametrii λ și κ cu următoarele dependențe:

λ * = λ/(1 + e) ​​(14)
κ * = κ/(1 + e) ​​(15),
unde valoarea porilor e este considerată a fi valoarea medie validă pentru domeniul de sarcină de compactare.

Parametrii modelelor stării critice pentru lutul din câmpul Sofia (satul Jiten)

Testele de teren și de laborator

Pentru argile cuaternare cu pulbere din zona satului Jiten (Fig. 5) s-au efectuat experimente și s-au stabilit parametrii specifici necesari pentru modelele constitutive de sol ale stării critice. Sunt furnizate date reprezentative obținute din testul probei de sol Y3. În FIG. 6 prezintă rezultatele unei tăieturi plate, iar FIG. 7 - din experiența de compresie.
Determinarea parametrilor modelelor

În FIG. 8, 9 și 10 și în tabel. 1 și 2 arată determinarea parametrilor modelelor constitutive.
rezumat
a parametrilor

In masa. 3 parametrii Сс, Сs, λ, κ, Γ, M sunt date modelelor constitutive ale stării critice pentru argila din câmpul Sofia (satul Zhiten), pentru care indicatorii fizici densitatea specifică ρs, coeficientul porilor inițiali e0, limita debitului WL și limita de scurgere WP. În același tabel sunt parametrii modelelor pentru alte argile cu parametri fizici similari, preluați din datele din literatură (9).

Argila din câmpul Sofia în ceea ce privește mărimea bobului este pulbere și are valori ale parametrilor λ și κ, tipice pentru acest tip de sol conform lui Gudehus (Tabelul 4). Are o tensiune de compresie de 50 kPa și atunci când sarcina în aparatul de compresie crește la 300 kPa, reduce coeficientul porilor cu 8%. Deformabilitatea relativ mică a argilei Sofia corespunde valorilor sale mai mici ale parametrilor Сс, Сs, λ, κ în comparație cu argilele fine din plastic, după cum se poate vedea din datele din tabel. 4. Pe de altă parte, valoarea mai mare a parametrului M al argilei din apropierea satului Zhiten în comparație cu celelalte argile din tabel. 3 înseamnă că are valori mai mari ale indicatorilor de rezistență comparativ cu aceștia.
Concluzie

Modelele stării critice determină tendințele și filosofia dezvoltării legilor constitutive moderne în geomecanică. Aceste modele se referă la material elastoplastic, de întărire a deformării sau de slăbire a deformării și sunt potrivite pentru argile. Parametrii lor materiale sunt determinați prin experimente standard de laborator. Modelele sunt adaptate metodei elementelor finite și fac parte din setul de modele materiale din majoritatea produselor software de analiză geotehnică moderne. Cercetările de laborator și teoretice efectuate pentru a determina parametrii variantelor stării critice pentru argila din câmpul Sofia arată corespondență cu rezultatele obținute de alți autori. Datele obținute vor fi utilizate pentru o modelare mai precisă a comportamentului mecanic al solului în această zonă în rezolvarea problemelor geotehnice.