Войти
Эрг Чебби, Марокко Эффективное напряжение - это сила, которая поддерживает набор частиц жестких. Обычно это относится к песку, почве или гравию.
Карл фон Терзаги впервые предложил соотношение для эффективного напряжения в 1925 году. Для него термин «эффективное» означал рассчитанное напряжение, которая была эффективна для перемещения почвы или вызывания смещений. Он представляет собой среднее напряжение, переносимое.
Эффективное напряжение (σ '), действующее на почву, рассчитывается на основе двух параметров: общего напряжения (σ) и порового давления воды. (u) согласно:
Как правило, для простых примеров
Как и сама концепция напряжения, формула представляет собой конструкцию, упрощающую визуализацию сил, действующих на массив почвы, особенно простой анализ модели для устойчивости склона, включая плоскость скольжения. В этих моделях важно знать общий вес грунта выше (включая воду) и давление воды в порах в плоскости скольжения, предполагая, что он действует как замкнутый слой.
Однако формула становится запутанным при рассмотрении истинного поведения частиц почвы в различных измеряемых условиях, поскольку ни один из параметров на самом деле не является независимым действующим лицом на частицах.
Расположение сфер, показывающих контакты Рассмотрим группу круглых кварца песчинки, сложенные неплотно, в классическом расположении "пушечного ядра". Как можно видеть, контактное напряжение возникает там, где сферы действительно соприкасаются. Накапливайтесь на большем количестве сфер, и контактные напряжения возрастают до такой степени, что это вызывает неустойчивость трения (динамическое трение ) и, возможно, разрушение. Независимым параметром, влияющим на контакты (как нормальные, так и сдвиговые), является сила сфер выше. Это можно рассчитать, используя общую среднюю плотность сфер и высоту сфер выше.
Сферы, погруженные в воду, уменьшающие эффективное напряжение Если мы получим эти сферы в стакан и добавьте немного воды, они начнут немного плавать в зависимости от их плотности (плавучесть ). С натуральными грунтовыми материалами эффект может быть значительным, что может подтвердить любой, кто поднял большой камень из озера. Контактное напряжение на сферах уменьшается по мере заполнения стакана до верха сфер, но затем ничего не меняется, если добавляется больше воды. Хотя давление воды между сферами (давление воды в порах) увеличивается, эффективное напряжение остается тем же, потому что понятие «общее напряжение» включает в себя вес всей воды, находящейся выше. Здесь уравнение может сбивать с толку, и эффективное напряжение можно рассчитать, используя плавучую плотность сфер (почвы) и высоту почвы над ними.
Сферы впрыскиваются водой, снижая эффективное напряжение Концепция эффективного напряжения действительно становится интересной, когда речь идет о не- гидростатическом давлении воды в порах. В условиях градиента порового давления грунтовые воды текут в соответствии с уравнением проницаемости (закон Дарси ). Используя наши сферы в качестве модели, это то же самое, что впрыскивать (или забирать) воду между сферами. Если закачивается вода, фильтрующая сила разделяет сферы и снижает эффективное напряжение. Таким образом, почвенная масса становится слабее. Если вода забирается, сферы прижимаются друг к другу, и эффективное напряжение увеличивается.
Две крайности этого эффекта - зыбучие пески, где градиент грунтовых вод и сила фильтрации действуют против силы тяжести. ; и «эффект замка из песка», когда дренаж воды и капиллярное действие укрепляют песок. Кроме того, эффективное напряжение играет важную роль в устойчивости откосов и других инженерно-геологических и проблемах инженерной геологии, таких как проседание грунтовых вод.
.
