Определение физико-механических свойств грунтов — GeoCompani

Наша организация обладает собственной грунтовой лабораторией, находящейся в городе Щелково, мкр. Жегалово. Вы можете приехать по предварительной договоренности для ознакомления с результатами испытаний грунтов по Вашему объекту.

Инженерно-геологические изыскания не обходятся без определения физико-механических свойств грунтов. Такая информация необходима проектировщикам для расчета основания, фундамента и пр. элементов строения, которые взаимодействуют с основанием, а также изучения природных процессов в грунте и прогнозирования развития ситуаций опасных для человека и строящегося или эксплуатируемого здания.

Закажите изыскания со скидкой до 27 декабря

Цена от: 28000

За 3 скважины по 8 метров

Перезвоните мне
Рассчитать стоимость

Физико-механические свойства определяют поведение грунтов в естественных условиях и под влиянием строительных работ, эксплуатируемого сооружения, хозяйственной деятельности людей.

Имеются таблицы характеристик грунтов с усредненными показателями, но для более подробного и точного изучения проводятся лабораторные и полевые исследования.

Лабораторные исследования характеристик грунтов

• Гранулометрический состав. Показывает количество и массу отличных фракций, находящихся в грунте. Показатель выражается в процентном соотношении с общей массой образца. Определяется ситовым и ареометрическим методом.
• Плотность. Общий показатель скелета грунта. Определяется методом режущего кольца, лунки, пикнометрическим способом и парафинированием.
• Пористость. Показывает объем пор в единице объема почвы. Здесь уточняется и коэффициент пористости, то есть соотношение объемов пор и твердого компонента образца.
• Влажность. Бывает естественная – в момент изъятия образца из скважины, а также весовая – соотношение объемов воды и скелета грунта. Рассчитывается и коэффициент водонасыщения, гигроскопическая влажность. Для исследований используется метод высушивание грунта до постоянной массы, метод обжига и радиометрический.
• Пределы пластичности. Пластичность – способность почвы деформироваться без снижения сцепляемости элементов с сохранением полученной формы после прекращения действия нагрузки. Верхний предел – граница текучести, что определяется при использовании конуса Васильева, нижний – граница раскатывания, для выявления чего применяется лабораторный пресс.
• Способность к усадке. Расчет сопротивления грунта нагрузке проводится по формуле.

Подробно перечень лабораторных исследований можно посмотреть на сайте.

Полевые методы исследования грунтов

Определение механических свойств почвы, в частности, устойчивости к деформации, проводится следующими способами: испытания штампом, статическое и механическое зондирование. Методики разные и выбор их зависит от необходимой глубины исследований.

По завершению исследовательских работ все показатели заносятся в журнал. После обработки результатов составляется технический отчет с рекомендациями, который передается проектировщикам и строителям.

Организация «GeoCompani» выполнит геологию участка в Москве и Московской области по доступным ценам. Мы работаем в соответствии со СНиПами и ГОСТами. Задать вопросы и оформить заявку можно по телефону +7-495-777-65-35.

Статьи по теме

Время ознакомления ≈ 5 мин.

Гранулометрический состав грунтов

Время ознакомления ≈ 8 мин.

Показатель текучести грунта

Какие бывают методы определения механических свойств грунтов

Задать вопрос

Наши специалисты ответят на любой интересующий вопрос по услуге

От характеристик грунтов зависит надежность и безопасность возводимых строений. Комплекс работ, направленный на изучение инженерно-геодезических параметров участка, нередко включает в себя дополнительные изыскания. При подготовке строительных проектов необходимо определить механические свойства грунтов для того, чтобы подобрать наиболее подходящие стройматериалы и выявить особенности при выполнении работ. Инженерно-геотехнические работы проводятся компаниями, которые имеют соответствующую лицензию и необходимую технику.

Какие существуют виды свойств

Свойства грунтов по разным критериям могут определяться двумя способами, которые позволяют получить наиболее достоверные результаты в достаточно короткие сроки. Основными видами свойств грунтов выступают:

• Физические.
• Механические.
• Водные.
• Химические и другие.

Каждое свойство необходимо для проведения разных работ на участке, но все они дают точное представление о характеристиках грунта. Исследование физических и механических свойств грунтов чаще всего производится при проведении инженерно-геодезических исследований.

Что входит в понятие «механические свойства»

Механические свойства грунтов включают в себя несколько параметров:

1. Упругость.
2. Разрыхляемость.
3. Прочность.
4. Просадочность.
5. Сжимаемость.

Характеристики позволяют выяснить какие нагрузки сможет выдерживать почва. Данные параметры необходимы при закладке фундамента, возведении несущих конструкций и при проектировании всех элементов, которые будут соприкасаться с грунтом. Механические свойства являются исходными данными при прогнозировании изменений в состоянии почвы. Параметры позволяют предвидеть геологические процессы, которые происходят близко к поверхности грунта.

Методы определения механических свойств

Существует два способа определения свойств грунтов — полевой и лабораторный. Хоть лабораторная методика позволяет воссоздать различные природные условия, но полевой способ дает гораздо лучшие результаты. Огромным плюсом лабораторного метода выступает возможность создание условий природных катаклизмов и увидеть как будет вести себя грунт. В обоих случаях при определении свойств используется большое количество разнообразного оборудования, позволяющего производить точные расчеты при любом составе почвы.

Лабораторный способ

Исследование грунтов в условиях лаборатории позволяет выявить множество физико-механических свойств. Преимущественно лабораторным методом определяется влажность, упругость, плотность, водопроницаемость, деформационные характеристики. Также при помощи аппаратов исследуются и другие механические свойства грунтов. Каждое исследование предполагает использование различных аппаратов. Некоторые механические свойства могут определяться совершенно по-разному при исследовании на различных аппаратах, поэтому компании, занимающиеся такими работами обязательно указывают на чем были проведены тестирования.

Полевые методы

В природных условиях исследование грунта позволяет получить наиболее точные показатели. В естественных условиях уже есть необходимая нагрузка на почву, благодаря чему нет необходимости дополнительно воссоздавать природную среду. Определение механических свойств почвы чаще всего выполняется двумя способами:

1. Штамповые испытания. Используется для определения показателей деформации. Во время изыскания вырывается шурф, в который устанавливается дамп для проведения дальнейших испытаний. Изыскания проводят для слоя почвы, на который будет воздействовать в будущем строение. При помощи домкрата на штамп подают нагрузку. Дополнительная нагрузка дается только после того, как произошла консолидация.
2. Зондирование. Зондирование разделяют на статическое и динамическое. Способ, как и штамповые изыскания, используется для определения параметров деформации. Так как исследования проводятся по-разному, то заменять их друг другом не допустимо. Зондирование проводится на гораздо большей глубине. Задавливание либо забивание конуса в грунт позволяет определить параметр сопротивления, благодаря чему определяются показатели деформации. При необходимости несколько скважин при штамповых испытаниях могут быть заменены зондированием.

При необходимости сотрудники компаний проводят опытно-фильтрационные работы, которые позволяют выявить водные свойства грунтов. Чаще всего эти изыскания относятся к характеристикам прочности. В зависимости от состава грунта под воздействием влаги он будет вести совершенно по-разному. Если подземные воды находятся на небольшой глубине, то для заказчика работ по определению механических свойств грунтов для выполнения строительных работ, данный параметр обязателен для исследования.

Заказать услугу

Оформите заявку на сайте, мы свяжемся с вами в ближайшее время и ответим на все интересующие вопросы.

Поделиться ссылкой:

Вернуться к списку

Анализ физико-механических свойств марсианского грунта

На этой странице0008

На юго-западе Китая почвенно-каменная смесь, содержащая макропоры (SRMCM), очень распространена на крупных аккумулятивных склонах. Механизм формирования и механические параметры ВРМЦМ играют важную роль в устойчивости откосов. В этой статье мы разработали новый тест физической модели для изучения механизма формирования SRMCM. Мы проанализировали различные факторы, влияющие на формирование СРМКМ. Механические свойства SRMCM определяются прямым испытанием на сдвиг. Тест новой физической модели демонстрирует наилучшую консистенцию раствора (30%) и угол наклона (35°~45°) для формирования SRMCM. Результаты испытаний на прямой сдвиг показывают, что прочностные параметры СВРКМ высокие и на них влияет угол строения макропор. Когда угол структуры макропор увеличивается, увеличивается и сцепление SRMCM. При этом угол внутреннего трения изменяется незначительно.

1. Введение

SRMCM (почвенно-каменная смесь, содержащая макропоры) представляет собой особый тип почвенно-каменной смеси, в которой макропористая структура определяется как скопление гравия без глины, образованного в разных слоях склонов. На рис. 1 видно, что МРМКМ всегда возникает с локальной слоистостью в глубоких мощных аккумулятивных склонах, что отличается от обычной почвенно-каменной смеси (рис. 2). Механизм формирования и механические параметры ВРМЦМ играют важную роль в устойчивости откосов. Тем не менее, исследование SRMCM не проводилось.

На юго-западе Китая SRMCM очень распространен на склонах крупных аккумуляций. Углы склонов колеблются от 35° до 45°, много селевых отложений. Годовое количество осадков составляет 600 мм ~ 800 мм, и осадки обычно обильные. Углы склона, селевой поток и осадки могут быть причиной SRMCM. На сегодняшний день не проводилось никаких экспериментов по определению наилучшей консистенции раствора и угла наклона для формирования SRMCM.

Внутри SRMCM связующее вещество связывает частицы в точечном состоянии. Связующим является верхний слой почвы, который может перемещаться в слой крупных частиц путем выщелачивания. Полевые исследования показали, что многие склоны на юго-западе Китая имеют очень крутые берега канав по обеим сторонам оврага. Свободная стена почти вертикальна после многолетней дождевой эрозии на краю склона. Крутой склон SRMCM может оставаться стабильным, а не разрушаться и скользить во время землетрясения. Важно изучить механические свойства SRMCM при оценке осыпи осыпи.

Неоднородная система порода-почва состоит из высокопрочного камня, мелкозернистого грунта и пор. Прочностные характеристики этой системы зависят от порогов породы и грунта, визуальной крупности зерен и камня [1]. Для исследования прочностных свойств бимрока хаотического сланцево-известнякового комплекса (SLCC) используется нетрадиционная установка для испытаний на сдвиг на месте [2, 3]. Обобщенный концептуальный эмпирический подход используется для прогнозирования общей прочности несваренных бимроков и бимгрунтов [4]. Полевых исследований SRMCM мало. Никаких полевых испытаний на сдвиг и эмпирических методов никогда не предлагалось для определения механических свойств SRMCM.

В лаборатории компьютерная томография и метод флуктуаций используются для реконструкции 3D-модели гравия для изучения содержания, размера элементов и распределения почвы и гравия [5, 6]. Испытание на сдвиг в помещении используется для получения механических характеристик ненасыщенной почвенно-каменной смеси [7–10]. Афифипур и Моарефванд [11, 12] использовали машину с сервоуправлением для проведения испытаний на одноосное сжатие модельных бимроков для получения механических параметров, таких как прочность на одноосное сжатие (UCS), модуль Юнга, деформация при разрушении и полномасштабные кривые напряжение-деформация. Эргензингер и др. [13], Сюй и соавт. [14–16], а Чжао и соавт. [17] использовали метод дискретных элементов (DEM) для исследования свойств прочности и разрушения SRMS в зоне сдвига. Код потока частиц (PFC) 3D разработан для создания стохастической структурной модели и имитации испытания на повреждение деформации сдвига под давлением [9].]. Дин и др. [18] и Meng et al. [19] разработали метод численного моделирования, основанный на микроструктурах. Этот метод разумен после сравнения с результатами испытаний в помещении.

В этой статье мы разрабатываем тест физической модели для изучения механизма формирования SRMCM. При этом моделируется процесс формирования СРМХМ, и учитываются различные факторы этого процесса. Механические свойства SRMCM анализируются испытаниями в помещении. Наши параметры могут быть использованы в качестве эталона при оценке устойчивости откосов осыпи Маэ на гидроэлектростанции Ленгу.

2. Механизм формирования макропористой структуры

2.1. Полевые исследования SRMCM в осыпи Маэ

Осыпь Маэ расположена ниже по течению Маэ напротив скрытого поворота шоссе Кайю. Естественный склон осыпи Маэ представляет собой пологий щебень, а ширина на верхней поверхности меньше, чем на нижней. Угол наклона варьируется от 30° до 35°. Внутри происходит эфемерное развитие оврагов.

Гравий в SRMCM поступает из слоя щебня. Поверхность коренных пород горных осыпей Маэ противопадающая, сложена сильно раздробленными метаморфическими песчаниками. Суставная щель развивается полностью. На рис. 3 показаны существующие условия коллапса. Распределение слоев SRMCM носит случайный характер, и обрушающийся гравий прогибается вдоль склона сверху, накапливаясь на вогнутой поверхности склона.

Рисунок 3(a) показывает, что существует много цементирующих почвенно-каменных смесей, лежащих выше или ниже SRMCM. Из-за небольшого расстояния между цементирующими почвенно-каменными смесями и поверхностью земли грунтокаменные смеси не цементируются под действием силы тяжести; скорее, они сцементированы в виде обломков шлакокаменной массы, стекающих по склону и скапливающихся на слое щебня. Обломочные материалы образуются в верхней части склона в условиях ливня. Толщина шламов на слое щебня колеблется от 50 до 100 см. Этот тонкий слой шламов образуется из-за относительно высокой скорости. На рис. 3(б) показана переходная зона обломков шлам-каменной массы, стекающей по слою щебня. На поверхности слоя щебня видны только выщелачивания илистых вод. На рис. 3(b) показана многослойная SRMCM в осыпи Маэ. В засушливом климате SRMCM может быть образован бесконечным наложением слоев цементации. Эти слои возникают после быстрого обезвоживания и уплотнения шлама. Бурение в середине осыпи Маэ показывает, что SRMCM может существовать на разрыве коренной породы и быть глубоко захороненным. На рис. 4 показана граница оползня Маэ.

2.2. Тест на распределение по размеру

На сложном рельефе осыпи Маэ мы собрали десять групп образцов из пяти частей оползня для теста на распределение по размеру. На рис. 5 показаны пробы, взятые с осыпи Маэ.

На рис. 6 показана кривая сортировочного анализа десяти образцов. В таблице 1 приведен состав частиц десяти образцов.

Для удаления крупных частиц для испытаний в помещении был выбран метод скальпирования для размера зерна > 60 мм. Почва все еще может иметь естественную градацию после скальпирования. Однако при этом изменится коэффициент неравномерности, а значит, и интегральная прочность грунта. Содержание гравия после скальпирования рассчитывается по формуле (1): где – содержание гравия после скальпирования, – содержание гравия до скальпирования, – содержание крупноразмерного гравия.

В таблице 2 показан дисперсный состав почвы после скальпирования.

2.3. Формовочные испытания макропор

2.

3.1. Свойства испытуемого материала

Почва, гравий и вода используются в качестве материалов для приготовления раствора. Почва и гравий взяты из осыпи Маэ. На рис. 7(а) показан подготовленный грунт с диаметром частиц <5 мм. На рис. 7(b) показан гравий разного диаметра: 5 мм ~ 10 мм, 10 мм∼20 мм и 20 мм∼30 мм. Три группы гравия смешивают в массовом соотношении 1 : 2 : 1,9.0008

2.3.2. Модель резервуара для испытаний, которая может изменять угол наклона

Образец резервуара для испытаний (рис. 8) состоит из следующих четырех частей: (1) Пол . Материалы для пола — прозрачные акриловые листы размером 120 см × 60 см. На полу выполнены пазы для крепления форштевня и щита, а также для изменения ширины СРМЦМ. Интервалы канавок составляют 30 см, 40 см и 50 см. (2) Передняя пластина и щиток . Передняя и задняя панели размером 120 см × 80 см изготовлены из прозрачного органического стекла толщиной 2 см. Четыре круглых отверстия диаметром 10 мм установлены в базовых уголках стекла для вставления болтов, фиксирующих переднюю и заднюю панели. Посередине стекла установлены 8 круглых отверстий диаметром 10 мм с радиационным распределением для вставления болтов, фиксирующих среднюю часть стальной пластины. Четыре угла между 8 круглыми отверстиями выше и горизонталью составляют 15°, 25°, 35° и 45° соответственно. Вставка болтов в разные отверстия изменит углы перегородки.(3) Многоугольная перегородка . Перегородка изготовлена ​​из листа нержавеющей стали толщиной 5 мм. По статистике интенсивности рельефа горного оползня в середине перегородки задаются три угла волнистости, имитирующие углы горной волнистости. Для каждого угла установлены три разные ширины: 30 см, 40 см и 50 см. Двенадцать пластин из нержавеющей стали изготовлены для имитации процесса формирования SRMCM.(4) Болты . Болты из нержавеющей стали диаметром 8 мм. На каждый болт для демонтажа надеты две гайки-елочки.

2.3.3. Процедура испытаний

Проведено шестнадцать независимых испытаний. Мы провели каждый тест дважды, чтобы уменьшить количество ошибок. (1) Приготовление суспензии SRM. После того, как образцы грунта весом 60 кг и образцы гравия весом 18 кг (30% веса образцов грунта) были смешаны в среднем, влили 15,6 кг воды для приготовления раствора СРМ консистенцией 26%. Суспензию SRM, приготовленную выше, затем равномерно перемешивали и помещали на 30 минут после покрытия пластиковой пленкой. На рис. 9 показана суспензия SRM после однородного перемешивания. (2) Пол был помещен в относительно широкое поле; в горловины с шагом 30 см вставлены два органических стекла с 16 крепежными отверстиями. В каждом стекле было установлено по 8 крепежных отверстий, в которые вставлялись болты. Гайки не были ни слишком затянуты, ни слишком ослаблены, чтобы обеспечить успешную установку стальной пластины. Стальная пластина типа I была помещена внутрь органических стекол с углом наклона 15°, и болты были закручены для фиксации стальной пластины. (3) Смешанный гравий был уложен на стальную пластину толщиной 5 см. . После этого на стальную плиту выливали суспензию SRM. Затем путем фотофиксации фиксировали процесс проникновения суспензии в пространство макропор. В зависимости от толщины макропористого пространства было известно, может ли макропористая структура формироваться под другим углом или нет. Наконец, толщина структуры макропор была записана. (4) Сформированный SRMCM должен был находиться на солнце в течение 15-20 дней для сушки на воздухе в зоне сушки и вентиляции. (5) Угол, установленный на этапе (2), был изменен на 25°, 35° и 45°, а затем повторили этап (3) и этап (4). Стадии (2), (3) и (4) повторяли с изменением консистенции суспензии SRM до 30%, 32% и 34%. Взаимосвязь угла наклона, толщины структуры макропор и угла наблюдали при разной консистенции. (6) На этапе (5) в каждом угле извлекали четыре образца SRMCM размером 15 см × 15 см × 15 см. и выпекали в духовке в течение 24 часов при постоянной температуре 110°С. Затем все 32 образца были испытаны на сдвиг. На рис. 10 показана процедура испытаний на формирование структуры макропор.

2.

3.4. Результаты испытаний

(1) Взаимосвязь между углом наклона, консистенцией суспензии и формированием макропористой структуры . Были приготовлены четыре суспензии с различным содержанием воды 26%, 30%, 32% и 34%. Модель испытательного резервуара была установлена ​​с четырьмя различными углами 15 °, 25 °, 35 ° и 45 ° в соответствии с полевой статистикой волнистости угла наклона. После проведения 16 неоднократных испытаний, в которых были объединены модельный испытательный резервуар с разными углами и растворы с различной консистенцией, в Таблице 3 показана взаимосвязь между углом наклона, консистенцией раствора и образованием структуры макропор.

Согласно таблице 3, в 16 испытаниях структура макропор сформировалась в 8 испытаниях, но не сформировалась в других 8 испытаниях. Результаты испытаний показывают, что макропористая структура формируется при определенном уклоне при внедрении в слой щебня шламов СРМ определенной консистенции. В пологом склоне макропористая структура не может образоваться, так как текучесть шламов с плотной консистенцией низка, что делает составляющую силы нисходящего потока малой и шламы практически не могут стекать вниз. С увеличением содержания воды в растворах консистенция растворов становится все более и более разбавленной и формируется макропористая структура, так как растворы медленно стекают по поверхности склона с уменьшением сопротивления опусканию. С увеличением угла наклона составляющая силы нисходящего потока становится все больше и больше, несмотря на малое содержание воды и плотную консистенцию. После этого шламы вторгаются в слой щебня, задние шламы выталкивают передние шламы, непрерывно стекая вниз, и формируется макропористая структура. Когда угол наклона увеличивается до определенной степени и растворы достаточно разбавляются, они быстро стекают по поверхности склона тонким слоем на слой щебня. При этом лишь небольшая часть шламов проникает в слой щебня, в то время как большее количество шламов стекает по поверхности склона под действием силы тяжести, что затрудняет формирование макропористой структуры.

(2) Взаимосвязь между углом наклона, консистенцией раствора и толщиной макропористой структуры . Толщина структуры макропор должна быть разной, так как консистенция шлама и толщина шлама, проникающего в слой щебня, различны. При испытаниях расчетная толщина слоя щебня составляет 5 см. На рис. 11 показаны толщины слоев макропористой структуры при различных углах наклона в испытаниях.

Согласно рис. 11, при одинаковом содержании воды в буровом растворе плотность (толщина) макропор увеличивается, когда угол наклона структуры макроспор становится больше (от 15° до 45°), поскольку больший угол наклона снижает сопротивление опусканию, а увеличивающаяся текучесть уменьшает толщину вторжения. Толщина макропор колеблется от 15 мм до 40 мм. Когда угол наклона увеличивается до определенной степени, большинство шламов стекает вниз по поверхности склона, и отсутствует толщина макропористой структуры, поскольку макропористая структура не может образоваться. При одном и том же угле наклона, с увеличением содержания воды в пульпе, консистенция становится меньше, текучесть пульпы SRM увеличивается, а толщина вторгающейся пульпы сначала увеличивается, а затем уменьшается. При взаимодействии изменения консистенции и угла наклона плотность (толщина) структуры макропор мало меняется в одном диапазоне угла наклона с изменением консистенции. То есть структура макропор легче всего формируется при угле наклона 35°, что в основном совпадает с углом наклона осыпи Маэ (как показано на рис. 4). Трудно сформировать структуру макропор, когда наклон слишком пологий или слишком крутой.

3. Испытания параметров прочности на сдвиг SRMCM

Для проведения испытаний на прямой сдвиг в помещении было взято 20 образцов SRMCM, которые были разделены на четыре группы. В каждой группе размер образцов составлял 15 см × 15 см × 15 см. На основе модельного испытательного резервуара были приготовлены образцы с различными углами строения макропор в ВРМКМ 15°, 25°, 35° и 45°. В качестве контрольной группы были приготовлены образцы, у которых угол структуры макропор в ВРМКМ равен 0°. Все образцы помещали в сухие и проветриваемые условия на 15–20 д до полного высыхания на воздухе. На рис. 12 показаны образцы SRMCM перед испытанием на прямой сдвиг в помещении.

3.1. Процедура испытаний

Испытания проводились при нормальном давлении 100, 200, 300 и 400  кПа для определения параметров прочности на сдвиг. В ходе испытаний скорость нагружения на каждом этапе контролировалась на одном уровне и не превышала 0,2 мм/мин. Давление выдерживалось в течение периода после разрушения при сдвиге, а остаточная прочность была определенной. Нагружение прекращалось, если сдвиговое смещение продолжало увеличиваться или превышало 15 мм. Нормальное напряжение будет снято до напряжения сдвига при сбросе давления. На рис. 13 показаны образцы SRMCM после испытания на прямой сдвиг в помещении.

3.2. Результаты испытаний

По результатам испытаний на прямой сдвиг в помещении на рисунке 14 представлены кривые напряжения сдвига и смещения при сдвиге под разными углами структуры макропор.

Результаты испытания на прямой сдвиг в помещении перечислены ниже: (1) С увеличением осевого сжатия прочность SRMCM постепенно увеличивается, и прочность явно изменяется при различном осевом сжатии. При угле строения макропор в ВРМКС, равном 0°, изменение прочности ВРМКС особенно заметно при различном осевом сжатии. Это связано с тем, что структура макропор оказывается на поверхности сдвига и параллельна ей. Прочность на сдвиг SRMCM определяется силой сцепления между гравием в макропористой структуре и не имеет отношения к прочности связи между мелкозернистой почвой. Таким образом, при низком осевом сжатии гравий может перебрасывать гравий поблизости с небольшой силой укуса и низкой прочностью. (2) Когда угол макропористой структуры в SRMCM увеличивается, степень затвердевания образца SRM постепенно увеличивается. При одинаковом сдвиговом смещении, чем больше угол макропористой структуры, тем выше прочность, особенно при угле 45°. При угле 45° прочность на сдвиг превышает 130 кПа при смещении 4 мм. С увеличением угла структуры макропор угол между зоной сдвига и структурой макропор становится больше. Два слоя SRM заключают в себе макропористую структуру, с повышением прочности на сдвиг наклонная структура макропор обязательно будет шататься, не соединяясь, гравий в зоне сдвига будет перекатываться друг с другом, а одна часть гравия будет вкладывать SRM рядом. При определенном осевом сжатии вставка будет стоить довольно большой энергии с увеличением внешнего выражения прочности на сдвиг. (3) На рисунке 14 показано, что структура макропор является одной стабильной структурой, а прочность структуры макропор не имеет явного пика независимо от то под большим, то под малым углом. После достижения высокого уровня напряжение сдвига сохраняет высокое состояние, но не приобретает явной тенденции к снижению. Напряжение сдвига не будет увеличиваться, в то время как сдвиговое смещение продолжает увеличиваться, когда горизонтальная нагрузка приложена непрерывно, в отличие от обычного разрушения материала, напряжение сдвига которого очевидно уменьшается после разрушения. (4) Согласно кривым напряжения сдвига и смещения сдвига, сдвиг получены прочностные характеристики при различном осевом сжатии. На рис. 15 показана кривая напряжения, полученная путем подбора прочности на сдвиг при различном осевом сжатии с использованием теории Мора-Кулона.

Согласно рис. 15, сцепление структуры макропор очень велико, за исключением случаев, когда угол структуры макропор равен 0°, и с увеличением угла сцепление продолжает увеличиваться, в то время как угол внутреннего трения изменяется незначительно. Когда угол наклона макроспор мал, сцепление зависит от трения скольжения мелкозернистой почвы. Когда угол наклона макроспор велик, количество макроспор велико, а сцепление зависит от трения скольжения мелкозернистой почвы, трения почвы и камня и контактной силы камней. Когда угол наклона макроспор продолжает увеличиваться, количество макроспор продолжает увеличиваться, сила контакта пород продолжает увеличиваться, а сцепление продолжает увеличиваться. Когда угол структуры макропор равен 0°, сцепление очень мало, а угол внутреннего трения очень велик из-за взаимодействия гравия, а не частиц почвы. При сдвиге углы структуры макропор отличаются от углов плоскости сдвига, верхняя и нижняя плоскости сдвига смещаются, не соединяясь, а структура макропор смещается, не соединяясь. Из-за силы прикуса между гравием гравий должен обходить гравий поблизости, чтобы произвести смещение, которое увеличивает прочность на сдвиг.

4. Заключение

В данной работе в качестве примера использовалась осыпь Маэ гидроэлектростанции Ленггу. Полевое исследование использовалось, чтобы узнать структурные свойства SRMCM в осыпи Маэ. Механизм образования SRMCM был проанализирован с помощью нового теста физической модели. Механические свойства SRMCM были проанализированы с помощью испытания на прямой сдвиг в помещении. Основные выводы исследования заключаются в следующем: (1) ВРММК представляет собой единую устойчивую структуру, формирующуюся на определенном склоне, когда суспензии ВРМ определенной консистенции внедряются в слой щебня. (2) Образование ВРММК тесно связано с консистенция взвесей. SRMCM не может формироваться со слишком высокой или слишком низкой консистенцией. Испытания показывают, что при содержании воды 30 % суспензии текут наиболее текуче, и наиболее легко образуется СМРКМ. В тесте физической модели толщина макропористой структуры, формирующейся с углом наклона 35°~45°, является наибольшей; то есть SRMCM легче всего формируется с реальным углом наклона 35 ° ~ 45 °. (3) Прочность на сдвиг SRMCM очень высока. Когда угол структуры макропор продолжает увеличиваться, сцепление продолжает увеличиваться, а угол внутреннего трения изменяется мало. Это углубляет понимание механизма обрушения склона, когда на склоне есть SRMCM.

Доступность данных

Данные, использованные для поддержки результатов этого исследования, можно получить у соответствующего автора по запросу.

Конфликт интересов

Авторы заявляют об отсутствии конфликта интересов в связи с публикацией данной статьи.

Благодарности

Это исследование было проведено при финансовой поддержке Фонда естественных наук Китая (грант № 41672258) и Программы последипломных исследований и инноваций провинции Цзянсу (№ KYCX17_0501). Это исследование также было поддержано «Фондом фундаментальных исследований для центральных университетов» (№ 26120172017B665X1). Авторы благодарят М.С. Penglei XU в Школе наук о Земле и инженерии Университета Хохай, Китай, за его вклад в лабораторный эксперимент.

Ссылки

1. Сюй В. и Ху Р., «Концепция, классификация и значение смеси почвы и горных пород», Гидрогеология и инженерная геология , том. 36, нет. 4, стр. 50–56, 2009 г.

   Просмотр по адресу:

   Google Scholar

2. Н. Коли, П. Берри и Д. Болдини, «Нетрадиционные испытания на сдвиг на месте для определения механических характеристик бимрок», International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences , vol. 48, нет. 1, стр. 95–102, 2011.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

3. З. Л. Чжан, В. Дж. Сюй, В. Ся и Х. Ю. Чжан, «Крупномасштабное испытание на месте механических характеристик смеси грунта и породы, используемой в насыпной плотине», Международный журнал горной механики и Горные науки , вып. 86, стр. 317–322, 2016.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

4. Х. Календер, Э. Сонмез, К. Медли, К. Тунуслуоглу и Э. Касапоглу, «Подход к прогнозированию общей прочности несваренных бимроков и бимсойлов», Инженерная геология , вып. 183, стр. 65–79, 2014.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

5. С. Ли, Д. Чжан, С. С. Ду и Б. Ши, «Численное моделирование на основе компьютерной томографии для трехосных испытаний смеси грунта и горных пород», Computers and Geotechincs , vol. 73, стр. 179–188, 2016.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

6. Чжан Х. Ю., Сюй В. Дж. и Ю Ю. З. Трехосные испытания смесей почвы и горных пород с различным распределением блоков породы, стр. 9.0215 Грунты и основания , vol. 56, нет. 1, стр. 44–56, 2016 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

7. С. Сун, П. Сюй, Дж. Ву и др., «Определение параметров прочности и применение почвенно-каменной смеси для крутостенных осыпных склонов на юго-западе Китая», Бюллетень инженерной геологии и Окружающая среда , том. 73, нет. 4, стр. 123–140, 2014 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Академия Google

8. HZ Wei, WJ Xu, XF Xu, QS Meng, and CF Wei, «Механические свойства сильно выветрившихся смесей горных пород и грунта с различным содержанием блоков горных пород», International Journal of Geomechanics , vol. 18, нет. 5, ID статьи 04018026, 2018 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

9. Д. Ф. Сен, Д. Хуанг и Ф. Рен, «Деформация сдвига и прочность границы раздела между почвенно-каменной смесью и уступчатой ​​поверхностью склона коренных пород», Acta Geotechnica , том. 12, нет. 2, стр. 391–413, 2017 г.

   Посмотреть по адресу:

   Сайт издателя | Google Scholar

10. Б. Чжао, В. Хуан, З. Шу, М. Хан и Ю. Фэн, «Экспериментальные и теоретические исследования ползучести байеровского красного шлама», , Достижения в области гражданского строительства, , том . 2018 г., идентификатор статьи 6327971, 9 страниц, 2018 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

11. М. Афифипур и П. Моарефванд, «Механическое поведение бимроков с высокой долей каменных блоков», Международный журнал горной механики и горных наук , том. 65, нет. 1, стр. 40–48, 2014 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

12. М. Афифипур и П. Моарефванд, «Экспериментальное исследование послепикового поведения бимроков с высоким содержанием блоков породы», Journal of Central South University , vol. 21, нет. 2, стр. 761–767, 2014 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

13. C. Ergenzinger, R. Seifried и P. Eberhard, «Модель дискретных элементов, прогнозирующая прочность щебня», Компьютеры и конструкции , vol. 108-109, вып. 4, стр. 3–13, 2012 г.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

14. В. Дж. Сюй, С. Ван, Х. Ю. Чжан и З. Л. Чжан, «Моделирование дискретными элементами смеси грунта и горных пород, используемой в насыпной плотине», International Journal of Rock Mechanics and Mining Sciences , vol. 86, стр. 141–156, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

15. В. Дж. Сюй, Л. М. Ху и В. Гао, «Случайное создание мезоструктуры почвенно-каменной смеси и ее применение в изучении механического поведения в оползневой плотине», Международный журнал горной механики и горных наук , том. 86, стр. 166–178, 2016.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Google Scholar

16. В. Дж. Сюй, К. К. Ли и Х. Ю. Чжан, «Анализ механического поведения почвы и смеси почвы и породы с помощью трехмерного теста на прямой сдвиг», Geomechanics and Engineering , vol. 9, нет. 6, стр. 815–827, 2015.

    Посмотреть по адресу:

    Сайт издателя | Академия Google

17. К. Чжао, Н. Чжан, Р. Пэн, Г. Ли, К. Хан и Ю. Го, «Моделирование дискретными элементами устойчивости проезжей части в зоне выцветшего окисления», Достижения в области гражданского строительства , том. 2018 г., идентификатор статьи 4183748, 15 страниц, 2018 г.