Hauv qab kev thauj khoom, txhua hom av, tsuas yog pob zeb tawv xwb, yuav nqes. Kev nqes feem ntau tshwm sim los ntawm ob qho laj thawj: kev nias kom tiaj ntawm av uas yog kev txo nws qhov ntim vim huab cua lossis dej raug nias tawm ntawm nws cov qhov poros, thiab kev thawb av tawm mus rau sab ze ntawm ntug ntawm lub hauv paus vim cov khoom av khov txav swb.
Kev nqes av vim kev nias ua ke** consists of elastic thiab plastic deformations, ua los ntawm lub hauv paus qhov hnyav, uas thaum tshem qhov hnyav av rov qab ib feem mus rau nws lub xeev qub.
Kev nqis qis vim av raug nias tawm sab ntawm av yog tsuas yog muaj cov deformation yas xwb, uas thaum rho lub nra tawm av tsis rov qab mus rau lub xeev qub. Feem ntau lawv tshwm sim rau cov hauv paus me uas ua rau ntawm qhov tob tsawg hauv qab saum npoo av. Ib yam li ntawd, kev nias av tawm sab kuj tshwm sim rau av uas noo heev thiab uas muaj kaum sab hauv kev sib txhuam me.
Raws li kev tso cai thauj khoom ntawm av raug suav nyob rau hauv thaj tsam ntawm kev deformation elastic-plastic, kev suav kev nqis zuj zus tsuas yog ua raws li kev txo qis ntawm av qhov porosity raws li kev thauj khoom, thaum kev nqis zuj zus vim kev nias sab nraud ntawm av raug tsis suav, uas raug lees tias me heev.
Kev nqes vim kev sib txhaws nyob ntawm qhov muaj peev xwm hla dej ntawm av, vim nws tshwm sim ntawm qhov chaw ntawm cov qhov uas nyob hauv av ntuj ib txwm muaj dej puv ntau los tsawg. Yog li ntawd, kev nqes ntawm av nyob rau hauv load yog tiag tiag ib qho tshwm sim hydrodynamic, vim txheej txheem kev nqes nyob ntawm tus ceev uas dej raug nias tawm ntawm cov qhov, uas qhov muaj peev xwm hla dej ntawm av ua lub luag hauj lwm loj tshaj.
Cov av tsis sib txuas ua ke xws li pob zeb me thiab xuab zeb muaj qhov loj, yog li lawv txoj kev nkag tau dej siab heev thiab dej hauv qhov chaw khoob hauv av raug nias tawm sai sai thaum muaj lub nra ntawm lub hauv paus. Vim li ntawd, hauv av tsis sib txuas ua ke, kev nqes zaum hauv qab lub nra ntawm lub hauv paus tshwm sim sai, feem ntau tseem thaum tab tom ua tsev lossis tsis ntev tom qab ntawd. Vim qhov no, kev xam kev nqes zaum ntawm lub hauv paus hauv av tsis sib txuas ua ke feem ntau tsis tshua muaj kev ua.
Cov av sib txuas muaj cov qhov me me, lawv txoj kev tso dej hla tau tsawg thiab kev thawb dej tawm ntawm cov qhov hauv qab kev thauj nra ntawm lub hauv paus yuav siv tau ntev heev, rau qee cov av nplaum granulated me me txawm ntau xyoo. Ntxiv rau ntawd, vim tias tag nrho qhov muaj qhov hauv av ntawm cov av sib txuas loj dua li cov av tsis sib txuas ntau heev, kev nqis ntawm cov av sib txuas kuj loj dua ntau.
Hauv av sib txuas, uas nws cov pore ib feem puv huab cua thiab ib feem puv dej, thawj zaug muaj kev zaum nqis vim huab cua hauv cov pore raug nias kom ntom, thaum cov dej nyob ruaj khov, thiab tom qab ntawd kev zaum nqis vim dej raug nias tawm hauv cov pore. Thaum av raug thauj tsis hloov mus los vim qhov hnyav thiab cov khoom siv ntxiv ntawm lub hauv paus, ob hom kev zaum nqis no tshwm sim, tab sis txoj kev siv sijhawm ntawm kev zaum nqis txawv.
Kuj tseem muaj lwm yam laj thawj uas ua rau av nqes, xws li kev nqis mus tas li ntawm theem dej hauv av, kev hloov tshuaj hauv cov qauv ntawm av thiab lwm yam kev cuam tshuam hauv av.
Kev kawm txog kev nqis av muaj ob feem: kev suav nqis av ua ntej, uas ua raws li kev kuaj hauv chaw sim ntawm cov qauv av, thiab kev soj ntsuam nqis av, uas ua thaum lub sijhawm txhim kho lub tsev thiab ib lub sijhawm tom qab ntawd.
Kev suav kev nqes thaum lub hauv paus raug thauj nruab nrab
Cia peb saib ib lub hauv paus ko taw uas raug tsim rau hauv av uas muaj ntau txheej sib txawv, piv txwv li txheej xuab zeb H0, los yog H1 hauv qab ko taw, txheej av nplaum tuab H2, txheej av nplaum mos nplua tuab H3, hauv qab nws yog gravel khov uas txheej tuab dua, nrog theem dej hauv av NPV (fig. 1a).
Rau kev suav kev nqes yuav tsum kos daim duab kev ntxhov vim qhov hnyav ntawm av nws tus kheej (daim duab sab laug hauv sl. 1b) thiab daim duab kev ntxhov vim qhov cuam tshuam ntawm lub nra ntxiv los ntawm lub hauv paus (daim duab sab xis hauv sl. 1b). Daim duab kev ntxhov vim qhov hnyav ntawm av nws tus kheej peb tau los ntawm qhov tuab ntawm cov txheej Σ_H_ thiab lawv cov hnyav ntim γ. Yog tias hnyav ntim ntawm xuab zeb yog γ1, xuab zeb hauv qab dej γ’1, av nplaum hauv qab dej γ’2, av nplaum hauv qab dej γ’3, ces cov kev ntxhov nias hauv av vim qhov hnyav ntawm av nws tus kheej yuav yog (sl. 1)
γ1 · H’; γ’1 · H’’; γ’2 · H2; γ’3 · H3;
Peb tau txais daim duab ntawm cov kev ntxhov siab raws li kev ua ntawm lub nra los ntawm kev suav raws ib txoj kev paub, piv txwv li raws Steinbrenner lossis Newmark, rau ntau qhov tob hauv qab lub hauv paus.
Yog peb cim P tias yog lub nra ntawm lub hauv paus, A tias yog nws thaj chaw uas so rau saum av, γ1 tias yog qhov hnyav ntim ntawm av ntawm qhov tob t ntawm qib hauv paus nyob hauv qab nplaim av, ces lub nra tshwj xeeb ntawm lub hauv paus yog P/A thaum qhov hnyav ntawm av nws tus kheej ntawm tib qhov tob yog γ1t. Txhawm rau kom tau txais lub nra ntxiv ntawm av vim lub nra ntawm lub hauv paus, yuav tsum rho qhov siab los ntawm qhov hnyav ntawm av nws tus kheej γ1t tawm ntawm lub nra ntawm lub hauv paus P/A, yog li lub nra ntxiv ntawm av yog
p0 = P/A – γ1t.
Ntawm tib qhov tob t kuj muaj kev ntxhov siab γ1t vim qhov hnyav ntawm av nws tus kheej, yog li ntawm qhov tob no tag nrho kev ntxhov siab (P/A – γ1t) + γ1t, tshwm sim, thaum txoj kev sib zog ua ke ntawm av raws kev ntxhov siab γ1t twb tau ua tiav ua ntej kev tsim lub tsev.
Daim duab 1. Kev xam qhov settling thaum lub hauv paus raug load nruab nrab
Txawm li cas los xij, yog ib feem ntawm lub hauv paus saum lub sole foundation raug muab av rov npog (daim duab 1c), yuav tsum coj lub nra ntawm av muab txhaws 2_Q_ los xav txog, yog li hauv rooj plaub no lub nra ntxiv yog
_P+2_Q/A – γ1t.
Rau lub hauv paus hom kab txaij yog A = b x 1,0 m ntawm 1 m’ ntawm lub hauv paus.
Kev xam kev tsaws ua rau txhua txheej ntawm av uas nias tau txog qhov tob uas lub zog ntawm lub hauv paus cuam tshuam. Yav dhau los, qhov ciam ntawm kev cuam tshuam ntawm lub tsev raug suav tias yog qhov tob uas cov kev ntxhov siab muaj zog ≥ 10% p0. Niaj hnub no lees txais tias ciam no nyob ntawm qhov tob uas kev ntxhov siab los ntawm kev thauj ntxiv pz sib npaug 20% ntawm kev ntxhov siab los ntawm qhov hnyav ntawm av nws tus kheej: pz = 0,2 ·γ_Σ_H. Hauv qab qhov tob no tsis suav kev tsaws. Raws li ib txoj cai ntxiv, pom zoo kom xam kev tsaws rau cov txheej txog qhov tob 2_b_ mus txog 3_b_, uas b yog qhov dav ntawm lub hauv paus. Yog tias thaum kawg muaj txheej xuab zeb-ntxhais li ntawm daim duab 1a, nws tsis raug muab suav rau kev xam kev tsaws, vim nws kev tsaws hauv qab lub hauv paus thauj yog me heev thiab tshwm sim thaum lub sijhawm txhim kho.
Nyob rau qhov tob z hauv qab lub hauv paus taw tes muaj kev ntxhov siab nias pg vim qhov hnyav ntawm av nws tus kheej (duab 1b), thiab kuj suav nrog kev cuam tshuam ntawm kev nqa los ntawm dej. Rau qhov kev ntxhov siab nias pib no ntxiv lub siab pz uas tshwm los ntawm qhov kev thauj khoom ntawm lub tsev nyob rau tib qhov tob ntawd. Yog li ntawd, ntawm txhua qhov chaw M nyob rau qhov tob z hauv qab lub hauv paus taw tes, tag nrho kev ntxhov siab nias pn = pg + pz.
Nyob rau hauv kev ua ntawm qhov thauj ntxiv, av nqes thiab hloov puab rau sab. Yog tias cov kev hloov sab raug tsis suav, vim lawv me me piv, txij li qhov thauj uas pub tau ntawm av nyob hauv thaj tsam ntawm elastic-plastic deformations, yuav lees txais tau tias kev suav qhov nqes ua raws li kev sim compressibility hauv edometer, nrog cov qauv tsis raug cuam tshuam uas muab rho tawm hauv thaj tsam ntawm qhov chaw uas tab tom soj ntsuam hauv av, uas siv kev sim ntawd los txiav txim cov modulus ntawm av Ms.
Raws li txoj cai Hooke peb muaj
Δ_s_ = pz/Ms,
qhov twg Δ_s_ yog kev zaum tshwj xeeb, rau ib chav tuab ntawm txheej, pz yog qhov kev ntxhov siab hauv qhov tob ntawm av z vim yog lub nra ntxiv.
Yog peb xav tias txheej muaj qhov tuab dz me txaus, kom pz thiab Ms siv tau ua qhov tsis hloov, ces qhov nqus nqis me me yuav yog
Δ_s dz_ = pz/Ms dz.
Tag nrho kev tsaws ntawm txheej uas muaj tuab H yuav yog
Yog tias pZ thiab MS nyob ruaj khov rau txheej uas tuab yog H, ces yuav muaj
s = pz/Ms · H.
Tiag tiag pz thiab Ms tsis yog qhov ruaj khov rau txheej tuab H1, tab sis siv lawv tus nqi nruab nrab ntawm qhov chaw M.
Modulus ntawm kev nias tau ntawm av Ms raug txiav txim hauv chav kuaj rau txhua txheej nyias. Rau av uas tau consolidated ib txwm, modulus Ms raug txiav txim los ntawm daim duab ntawm thawj compression, qhov twg kev thauj tag nrho σ2 = pg + pz; σ1 = pg = Σ_γt,_ kev thauj ntxiv Δ_σ_ = σ2 – σ1 = (pg + pz) – pg, thiab cov nqi sib xws ntawm kev compression txheeb ze yog Δ_h2_/h thiab Δ_h1_/h, ces yog
Txawm li cas los, yog hais tias yog av nplaum uas tau ua kom sib thooj ua ntej, ces tus modul ntawm kev txo tau raug txiav txim ntawm daim duab ntawm kev compression theem ob. Los ntawm piv txwv hauv daim duab 2 peb muaj rau:
Daim duab 2. Ntawm kev txiav txim siab modulus ntawm av kev nias tau raws li daim duab ntawm kev nias txheeb ze
Los ntawm qhov tau hais saud, nws pom tias kev nqes ntawm av nplaum dhau ua ntej kev sib tov yuav tsawg dua ntau heev dua li kev nqes ntawm av uas sib tov raws li qub.
Qhov cuam tshuam ntawm qhov khov ntawm lub hauv paus rau kev zaum tsag
Txawm hais tias hauv kev coj ua tsis muaj cov hauv paus uas yog tag nrho elastic, uas ib qho kev zaum ntawm ib qho chaw yuav tsis nyob ntawm kev zaum ntawm lub chaw nyob ze, rau kev suav kev zaum txawv elastic thiab rigid foundations.
Lub hauv paus elastic, uas txhais hais tias cov pob zeb pov thiab cov ncej av, thaum muaj load sib npaug ua rau hauv qee qhov chaw muaj kev zaum txawv. Vim li ntawd rau cov hauv paus no kev suav kev zaum tsis ua rau tag nrho thaj tsam uas raug load, tab sis ua rau cov ntsiab lus ib leeg: cov ces kaum A, B, C thiab D, cov ntsiab lus nruab nrab ntawm ob sab E, F, H thiab J thiab cov ntsiab lus nruab nrab G ntawm thaj tsam plaub fab (sl. 3). Thaum load sib npaug, kev zaum ntawm cov ntsiab lus B, C thiab D yog ib yam li taw tes A, kev zaum ntawm taw tes H yog ib yam li taw tes E, taw tes J ib yam li taw tes F rau av uas muaj tib yam qauv.
Daim duab 3. Kev suav nqis zuj zus ntawm cov ntsiab lus ib leeg ntawm qhov chaw thauj khoom
Rau xam kev tsaws hauv qab ib qho taw tes G twg los xij ntawm thaj tsam raug thauj, faib lub duab plaub ABCD ua plaub lub duab plaub me me thiab kev tsaws G tau txais raws li tag nrho cov kev tsaws uas txhua daim duab plaub uas muab faib ua no ua rau.
Cov hauv paus tawv tsis nqis qis ib yam li cov elastic, vim rau lawv tsis muaj peev xwm kom txhua qhov taw tes nqis sib txawv. Yog li ntawd qhov nqis qis ntawm cov hauv paus tawv raug suav ua ib qho tag nrho, nrog rau qhov ntawd tus nqi nruab nrab ntawm kev nqis qis raug xam sib txawv raws li qib tawv, vim qhov faib tawm ntawm kev nias hauv qab hauv paus nyob ntawm qhov tawv ntawm lub hauv paus.
Rau cov hauv paus ruaj uas muaj daim duab plaub fab lossis daim duab plaub me, uas a < 2_b_, yuav laij tau qhov kev zaum sG ntawm qhov nruab nrab G thiab txais qhov kev zaum dav dav ntawm lub hauv paus s = 3/4 sG. Rau cov hauv paus ruaj uas muaj daim duab plaub ntev dua lossis zoo li kab, yuav laij qhov kev zaum ntawm qhov kawg E, qhov nruab nrab G thiab qhov M ntawm ib nrab ntawm qhov nrug nruab nrab ntawm lawv, raws txoj kab ntev ntawm lub hauv paus taw, ces txais tus nqi nruab nrab.
Van Hamme xav tias kev suav kev nqis zuj zus ntawm “qhov chaw yam ntxwv P” yog qhov raug dua, uas nyob ntawm qhov deb ntawm cov kab nruab nrab yog
ntawm cov axes nruab nrab. Raws li Van Hamme, kev zaum ntawm qee cov ntsiab lus tshwj xeeb ntawm lub hauv paus tsis nyob ntawm txoj kev faib kev ntxhov siab hauv qab ntawm lub hauv paus. Rau cov ntsiab lus no, kev zaum tuaj yeem suav tau raws li qhov xav tias kev faib kev ntxhov siab hauv qab ntawm lub hauv paus yog sib npaug. Rau lub hauv paus taw ruaj, uas raug thauj los ntawm qhov chaw thauj sib npaug uas kev faib kev ntxhov siab hauv qab ntawm lub hauv paus tsis sib npaug thiab nce mus rau ntug ntawm lub taw, txawm li ntawd los kev zaum ntawm lub hauv paus taw tseem sib npaug rau kev zaum ntawm qhov chaw yam ntxwv P. Cov kev ntxhov siab ntawm qhov tob z hauv qab qhov chaw yam ntxwv P ntawm ib thaj tsam plaub fab uas ntev a, dav b, raug thauj los ntawm qhov thauj sib npaug p0 tuaj yeem xam tau siv lub rooj 1 uas Jelinek tau npaj.
Lub kev ntxhov siab σzP ntawm qhov tob z hauv qab lub ntsiab taw tes P yog σzP = (σz/p0)·p0, qhov twg p0 yog qhov thauj khoom ntxiv rau av.
Tabl. 1. Cov nqi σz/p rau cov kev ntxhov nyob hauv qab ntawm lub ntsiab taw tes P raws li kev piv ntawm qhov tob z rau qhov dav b thiab ntawm kev piv ntawm qhov ntev a rau qhov dav b ntawm lub taw hauv paus
Kev suav sleganje raws li kev hloov ntawm koeffisient porosity ntawm av
Yog peb cim nrog e0 tus koeffisient ntawm porosity ntawm tus qauv tsis raug cuam tshuam uas tau rho tawm ntawm txheej av, nrog ei tus koeffisient ntawm porosity ntawm tib tus qauv tom qab kev sib txuas ua ke tiav hauv edometer nyob rau hauv kev thauj σ1 (sl. 4a), kev txo ntawm thawj ntim ntawm av nyob rau hauv kev ua ntawm kev thauj Δ_σ_ sib haum rau kev txo ntawm porosity, uas yog tus koeffisient ntawm porosity ntawm av
Δ_e_ = e0 – e1
Daim duab 4. Kev suav kev nqis zuj zus raws li kev hloov ntawm tus koeffisient ntawm av qhov porosity
Pib ntim ntawm tus qauv av yog
Kev nqes tshwj xeeb Δ_s_, i.e. kev nqes rau ib chav ntim ntawm av 1+e0 yog
Δ_s_ =(e0–e1) / (1+e0)
Kev nqes ntawm txheej pib uas muaj tuab dz yog raws li fig. 4b
Δ_s_ dz=(e0–e1) / (1+e0) dz
Kev tsuam nqes ntawm txheej uas muaj tuab H yuav yog
Yog peb xav tias p yog kev ntxhov siab ntawm qhov tob z los ntawm qhov hnyav ntawm av nws tus kheej, uas phim kev thauj σ0 hauv edometer, Δp yog kev ntxhov siab los ntawm kev thauj ntxiv rau av vim lub tsev, uas phim kev nce ntawm kev thauj Δ_σ_ hauv edometer, p1 yog tag nrho kev ntxhov siab raws li qhov hnyav ntawm av nws tus kheej thiab kev thauj ntxiv uas phim tag nrho kev thauj σ1 hauv edometer, ces peb tuaj yeem sau tus qauv ntej no ua
Yog peb cim nrog A thaj tsam ntawm daim duab kev ntxhov siab los ntawm kev thauj ntxiv rau av, A = Δ_pH_ (thaj tsam muaj kab hlais hauv daim duab sl. 4b), qhov twg Δ_p_ yog kev ntxhov siab los ntawm kev thauj ntxiv rau nruab nrab ntawm txheej
a=Δ_e_/Δ_p_, qhov piv ntawm qhov txawv ntawm qhov coefficient porosity rau txoj kev ntxhov siab uas phim rau ntawm kev thauj ntxiv Vc = (1+e0)/a, peb tuaj yeem muab
i.e. s = A/Vc [cm]
Yog tias av muaj ntau txheej, ces yuav suav qhov kev nqes s rau txhua txheej; kev sib sau ntawm cov kev nqes ntawm cov txheej ib leeg muab tau tag nrho kev nqes Σ_s_.