Архивын шинжээчийн агуулга: текст болон сканнердсан томьёо нь түүхэн онолын бүртгэлийг хадгалсан боловч геотехникийн судалгаа, тулгуур хананы төсөл, тогтвортой байдлын тооцоо, одоо байгаа хананы үнэлгээ, малталтын төлөвлөгөө эсвэл гүйцэтгэх заавар биш юм. Газар ба усны даралт нь тодорхой хөрс, үе давхарга, нягтрал, ус зайлуулах суваг, гүний ус, геометр, хананы хөдөлгөөн, нэмэлт ачаалал, хяруу, газар хөдлөлтөөс хамаарна. Бодит тохиолдол бүрийн хувьд мөрдөн байцаалтын ажил, лабораторийн мэдээлэл, хүчин төгөлдөр стандарт, геотехникийн болон бүтцийн инженерийн хамтарсан шалгалт шаардлагатай.
Өнөөдөр Саво Кусич нь модон цонх, мод-хөнгөн цагаан цонх, захиалгат цонхнууд, хаалга болон үнийн санал авах хүсэлт. Энэ нийтлэл нь түүхэн архив хэвээр байгаа бөгөөд геотехникийн зураг төсөл, тооцоо, тулгуур хана барих санал биш юм.
Тутан ханан дээрх дэлхийн даралт
Тулах хананд тулгуурласан шороон масс нь түүн дээр шахалт үзүүлж, түүнийг урагш түлхэх (зураг 1a) эсвэл түлхэх (зураг 1b) чиглүүлдэг. Газар дээрх даралтын хэмжээ E нь хэд хэдэн хүчин зүйлээс хамаардаг бөгөөд үүнд хөрсний хамгийн чухал физик шинж чанар, хананы хэв гажилт, хөрсний чийг ба гүний усны байдал, хананы өндөр, гаднах ачаалал, хананы дотоод гадаргуугийн барзгар байдал зэргээс хамаарна.
Зураг1— хөрвүүлэх хөдөлгөөн ба тулгуур хананы эргэлт.
Амрах үеийн дэлхийн даралт
Хэрэв тулгуур хана нь хөшүүн, хөдлөхгүй бол түүнд үйлчлэх даралтыг _дэлхийн даралт гэж нэрлэх ба E гэж тэмдэглэнэ.0. Энэ нь хөрсний өөрийн жингийн нөлөөн дор, магадгүй өмнө нь элэгдэлд орсон давхаргын урьдчилан ачааллын нөлөөгөөр ажиглагдсан гүнд эвдрэлгүй хөрсөнд давамгайлж буй даралт юм. Амралттай үед дэлхийн даралт нь ховор тохиолддог бөгөөд зөвхөн тодорхой тохиолдолд, тухайлбал цул чулуулагт тулгуурласан хана, дараа нь хонгил, хоолойн хаалттай профиль, бүрэн хөдөлгөөнгүй асар том усан онгоцны зогсоол зэрэг тохиолдолд л тохиолддог (Зураг 1).2).
Зураг 2 — асар том хөлөг онгоцны зогсоол дээрх газрын даралт.
Газрын идэвхтэй даралт
Хэрэв E даралтын нөлөөн дор тулгуур хана урагш хөдөлж эсвэл А хөлийн цэгийг тойрон эргэлддэг бол дээр дурдсан битүү ба их хэмжээний байгууламжаас бусад нь шахагдах хөрсөнд ердийн тохиолдол болох зарим доод цэгийн эргэн тойронд эргэлддэг бол хананы ард байрлах шороон масс өргөсдөг. Хэрэв хананы хөдөлгөөн хангалттай том бол хананы арын хөрсний нэг хэсэг болох ABCA призм тасарч гулсах гадаргуугаас доош гулсдаг (зураг 1).2). Гулсах призмийн тулгуур хананд үзүүлэх даралтыг газрын идэвхтэй даралт гэж нэрлэх ба Еа гэж тэмдэглэнэ. Энэ даралт нь амрах үеийнхээс хамаагүй бага, ойролцоогоор0,5руу0,7_Э0_. Дэлхийн призмийн ABCA гулсалтын улмаас үүссэн гулсах гадаргуугийн AC дагуу зүсэлтийн хүчдэл τ идэвхжиж, гулсалтыг эсэргүүцэж, газрын даралтыг бууруулдаг. ABCA призм гулсаж эхлэх үед зүсэлтийн хүч τ хамгийн дээд утгад хүрдэг бөгөөд энэ үед газрын идэвхтэй даралтын E утга хамгийн бага байна гэсэн үг юм. Иймд Ea нь газрын даралтын доод хязгаарын утга юм.
h= өндөртэй ханан дээрх элсний материалтай газрын даралтыг шалгах Терзагигийн туршилтууд1,50 mгазрын идэвхтэй даралтын Ea доод хязгаарт хүрэхийн тулд хананы Δl дундаж хэвтээ шилжилт байгааг харуулсан.5/10.000хананы өндөр буюу хананы дээд хэсгийн эргэлт Δl-ийн1/5.000_h_ хөлний эргэн тойронд A.
Газрын идэвхгүй даралт
Хэрэв бид ханан дээр гаднаас нь хөрсний дотор тал руу шахаж хийвэл (зураг 3) хана хойшоо хөдөлж, хөрс нягтарна. Хананы хөдөлгөөн тодорхой Δl утгад хүрэхэд шороон призм ABCA газраас салж, гадны хүчний цаашдын үйлчлэлийн дор гулсах гадаргуу AC дээш түлхэгдэнэ. ABCA призмийг салгах агшинд гадны хүчний үйлчлэлийн эсрэг хөрсний үзүүлж буй эсэргүүцэл нь _дэлхийн идэвхгүй даралт Ep байна. Энэ нь газрын даралтад хүрч болох хамгийн дээд хязгаарын утга юм.
Амар дахь газрын даралтыг туршилтаар тодорхойлдог бол газрын идэвхтэй ба идэвхгүй даралтыг тооцооллын аргаар аналитик эсвэл график аргаар тодорхойлж, хөрсний физик шинж чанарын талаарх мэдлэгт үндэслэн ихэвчлэн лабораторийн аргаар тодорхойлно.
Зураг 3 — идэвхгүй газардуулгын даралт ба гулсах призм.
Хэрэглэхэд чухал: идэвхтэй, идэвхгүй, идэвхгүй төлөвийг зөвхөн бүтцийн нэрээр сонгоогүй. Хананы зөвшөөрөгдөх нүүлгэн шилжүүлэлт, үр дүнтэй хүчдэл, шавхагдсан эсвэл ус зайлуулахгүй нөхцөл, гүний усны түвшин ба өөрчлөлт, нэмэлт ачаалал, хананы урд талын хөрсний алдагдлын боломжуудыг харуулсан байх ёстой. Даралтын төлөвийн буруу сонголт нь гулсах, хөмрөх, хөрсний даац, хананы бат бөх чанарыг алдагдуулдаг.
Амрах даралтын коэффициентийг тодорхойлох K0
Тулах хана нь статик даралтын нөлөөнд өртсөн тохиолдолд тулгуур хананы хэмжээсийг тогтоохдоо газрын идэвхтэй даралтаас их E0 статик даралтыг авна. Түүний хэмжээ нь хөрсний төрөл, нягтралаас хамааран идэвхтэй ба идэвхгүй газрын даралтын хооронд байна.
Газрын гадаргаас доош t гүнд хөрсний өөрийн жингээс үүсэх босоо даралт σt = γ·t байна. Хөрсний хажуугийн тэлэлтийн боломж байхгүй бол хэвтээ даралт σh = γ·t·K0, K0 = σh/σt.
K0 нь амрах үеийн даралт юм. Амралтын даралтын коэффициентийг гурвалсан тэнхлэгийн туршилтаар дараах байдлаар тодорхойлж болно.
Суурь даралтын гүнээс авсан хөндөгдөөгүй хөрсний дээжийг гурвалсан аппаратанд байрлуулж, босоо ачааллын үед σ3 хажуугийн даралтыг σ1 тохируулж, хажуугийн хэв гажилттай тэнцүү байхаар тохируулна. тэг. σ’1 ба σ’3 үр дүнтэй хүчдэлийн утгуудыг σ’1 – σ’3 диаграммд (зураг. 4) диаграммаас авсан шулуун шугамын анхны тангенс авсан байна. үүнээс K0 = σ’3/σ’1 утгыг тодорхойлно.
Зураг 4 — тайван байдлын даралтын K__0 коэффициентийг гурвалсан туршилтаар тодорхойлох.
Petermann-ын хэлснээр амрах даралтын коэффициентийн ойролцоо утгууд нь
нягтруулсан элсний хувьд K0 = 0,40 – 0,45
сул элсний хувьд K0 = 0,45 – 0,50
шаварт K0 = 0,60 – 0,75
Лабораторийн утгууд: Доорх ойролцоо утгууд нь эх бичвэрийн нэг хэсэг хэвээр байгаа боловч төлөөллийн дээжийн туршилт, геологийн загвар болон дизайны утгыг орлохгүй. Томьёо, дэд тэмдэг, хасах тэмдгийн OCR тэмдэглэгээг аливаа тооцоолол хийхээс өмнө эрх бүхий эх сурвалжтай харьцуулан шалгах ёстой.
Газрын идэвхтэй даралтыг тодорхойлох аргууд — Кулоны онол
Кулонб дэлхийн даралтын онолыг анх нийтэлсэн.1770. жил), хээрийн туршлага дээр үндэслэн. Тэрээр сул хөрсийг дэмжсэн тулгуур ханыг харав. Нэгэн цагт тэрээр ханыг буулгаж, үүний дагуу дэлхийн масс хэвтээ тэнхлэгтэй а өнцгөөр хазайсан гулсах гадаргуугаас доош гулсав (зураг 1).5). Газар нутгийн гадаргуу BC, гулсах гадаргуу AC ба тулгуур ханаар AB хязгаарлагдсан гулсах ABC призмийн W жин нь тулгуур хана болон гулсах гадаргуу дээр нэгэн зэрэг үйлчилдэг. Газар дээрх идэвхтэй даралтын Ea хэмжээг Кулон дараах хоёр таамаглалын дагуу тодорхойлсон.
-
гулсах гадаргуу нь бодит гадаргуу гэдгийг;
-
гурван үйлчлэгч хүч: гулсах призмийн жин W, тулгуур хананы эсэргүүцэл Ea ба гулсах гадаргуугийн AC дагуух үрэлтийн эсэргүүцэл Q нэг цэгт огтлолцох бөгөөд энэ нь хүчний хавтгай хаалттай байна гэсэн үг юм. Энэхүү таамаглалын дагуу хязгаарын тэнцвэрийн төлөвт жин W тулгуур хананы эсэргүүцэл Ea болон гулсах гадаргуугийн дагуух үрэлтийн эсэргүүцэл Q-ээр нэгэн зэрэг хүчингүй болно.
Зураг5— Кулоны онолын дагуу газрын идэвхтэй даралтыг тодорхойлох.
Өмнөх таамаглал бодит байдалтай нийцэхгүй байна. Гулсах гадаргуу нь шулуун биш харин муруй гадаргуу юм. Үйлчлэгч гурван хүчний огтлолцол нь зөвхөн нэг тохиолдолд л байдаг бөгөөд хананы цаадах газрын гадаргуу нь хэвтээ, хананы дотоод гадаргуу нь босоо, Еа хүчний чиглэл нь хэвтээ байх үед бусад тохиолдолд огт байдаггүй. Гэсэн хэдий ч эдгээр хазайлтыг үл харгалзан газрын идэвхтэй даралтыг тодорхойлох нь олон тохиолдолд практикт хэрэглэгдэх боломжтой болох нь батлагдсан тул Кулоны онол дээр үндэслэсэн хэвээр байна.
Идэвхтэй газрын даралтыг тодорхойлохын тулд Ea Кулон дэлхийн массын W жингийн нөлөөгөөр тулгуур хананы хөдөлгөөн болон газрын идэвхтэй даралтын ABC призм үүссэн гэж үзсэн. Хөрсний дотоод эсэргүүцэл нь зөвхөн үрэлтээс бүрддэг гэж үзвэл. Кулон нь W жинг хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг болгон задалдаг бөгөөд нэг нь газрын идэвхтэй даралтын хүчний чиглэлд, нөгөө нь гулсах гадаргуугийн дагуу үүссэн үрэлтийн эсэргүүцлийн Q чиглэлд (зураг 1).5б). Ингэхдээ Кулон цаашлаад уг бүрэлдэхүүн хэсэг нь гулсах гадаргуугийн нормтой AC дотоод үрэлтийн өнцгөөр, харин Ea бүрэлдэхүүн хэсэг нь AB хананы дотоод гадаргуугийн нормтой δ хазайлтын өнцгөөр үйлчилнэ гэж үздэг. Хүч W нь чиглэл, хэмжээ, чиглэлд тодорхойлогддог.
Өгөгдсөн гулсах гадаргуугийн хувьд хэвтээ тэнхлэгтэй α өнцгөөр W хүчийг газрын ABC призмийн гадаргуугаас уртаар авна.1,0 mтөлөвлөгөөнд перпендикуляр ба эзэлхүүний хөрсний жин γ, W=AΔABC x1,00x γ. Ea ба Q хүчийг чиглэлээр нь мэддэг. Хүчний төлөвлөгөөнд үндэслэн (Зураг 1).5б) ба синусын теорем нь:
Зураг6— нэг цэгт үйлчлэх хүчний огтлолцлын тохиолдол.
Энэ хэв маяг нь зөвхөн газар нутаг хэвтээ (v=0), хананы дотоод гадаргуу нь босоо (θ=0) ба хүчний чиглэл Еа хэвтээ (δ=0) өөрөөр хэлбэл хана нь бүрэн гөлгөр болсон үед (зураг 1).6).
Рэнкиний гэх энэхүү онцгой хэргийн хувьд бидэнд:
Энэ тохиолдолд W жин нь W = байна0.5·γ·h_2/tg_α, энд γ - хөрсний эзэлхүүний жин.
Хэрэв бид Ea-ийн тэгшитгэлд урд утгыг оруулбал бид дараахь зүйлийг авна.
Өмнөх тэгшитгэл нь AC дурын гулсах гадаргууг хэлнэ. Гэсэн хэдий ч гулсах эгзэгтэй гадаргуу, өөрөөр хэлбэл гулсах хамгийн их магадлалтай гадаргуугийн хувьд Ea хүчийг тодорхойлох шаардлагатай. Энэ нь газрын идэвхтэй даралтын max Ea хамгийн их утгыг өгөх гадаргуу байх болно.
Хананы өгөгдсөн өндөр H ба дотоод үрэлтийн тогтмол өнцгийн ϕ хувьд газрын идэвхтэй даралтын утга нь гулсах гадаргуугийн хэвтээ чиглэлд α хазайх өнцгөөс хамаарч өөр өөр байна. Хэрэв бид Ea-г α-аар ялгаж, дифференциалыг тэгтэй тэнцүү болговол max Ea утгыг авна.
Томъёо нь тооцоолуур биш: сканнердсан тэгшитгэлүүд нь уншигдахгүй экспонент, индекс, өнцөг болон тэмдэгтэй байж болно. Тэдгээрийг найдвартай шинжээчийн эх сурвалжтай харьцуулах, нэгжийг шалгах, загварын таамаглал, үр дүнгийн бие даасан хяналтгүйгээр төсөлд хуулбарладаггүй. Тооцоонд ус, ус зайлуулах суваг, хананы титэм дагуух ачаалал, газар хөдлөлтийн нөлөөлөл болон холбогдох бүх хязгаарын тохиолдлуудыг багтаасан байх ёстой.
ϕ ба δ
Дотоод үрэлтийн өнцгийг ϕ лабораторид тодорхойлно. Түүний хэмжээ нь хөрсний төрөл, чийгшил, нягтрал зэргээс хамаарна. Зарим төрлийн хөрсний хувьд ϕ өнцгийн утга нь ихэвчлэн 1.
Хүснэгт 1 — тодорхой төрлийн хөрсний дотоод үрэлтийн өнцгийн ϕ-ийн ойролцоо утгууд.
Хэвийн хэмжээнээс Еа хүчний δ хазайлтын өнцөг хананы дотор талын гадаргуу нь хана ба түүний арын хөрсний хэв гажилт, хананы дотоод гадаргуугийн барзгар байдлаас хамаарна. Хэрэв газрын суулт нь хананы суултаас их байвал хамгийн түгээмэл тохиолдол бол δ өнцөг эерэг, хана ба газрын хоорондох үрэлт нь дээшээ үйлчилнэ. Хэрэв хананы суулт нь газрын суултаас их байвал онцгой тохиолдол бол δ өнцөг нь сөрөг, хана ба газрын хоорондох үрэлт нь доош чиглэсэн байна. δ өнцгийн хязгаарын утга нь хананы бүрэн гөлгөр гадаргууд δ=0, бүрэн барзгар гадаргууд δ=ϕ байна. Ерөнхийдөө δ=2/3_ϕ_-ийг баталсан бөгөөд энэ нь хананы хөрсийг хүчтэй чийгшүүлэхээс байнга хамгаалдаг. Хэрвээ хананы арын хөрс хүчтэй газар хөдлөлтөд өртөж байвал δ=ϕ/2, маш чийгтэй бол δ=0.
Өнцөгний дизайны утгууд: хүснэгт болон дүрслэх утгууд ϕ ба δ нь тодорхой байршилд шууд хамаарахгүй. Параметрийн сонголт нь хөрсний төрөл, нөхцөл, суурилуулах, нягтруулах арга, ус зайлуулах суваг, хананы хүлээгдэж буй хөдөлгөөн, контактын барзгар байдал, төслийн холбогдох арга барилтай тохирч байх ёстой.
Хананы ард байрлах дэлхийн даралтын хуваарилалт ба хүчний довтолгооны цэг Ea
Зураг 7 — A.
Хананы дотоод гадаргуугийн дагуу газрын даралтын хуваарилалт нь тулгуур хананы хэв гажилт, хананы арын хөрсний гадаргуугийн хэлбэр, хананы дотоод гадаргуугийн хэлбэрээс хамаарна.
Ea-ийн идэвхтэй газрын даралтын довтолгооны цэг нь хананы дотоод гадаргуугийн дагуух даралтын тархалт болон түүний хэлбэрээс хамаарна. Энэ нь даралтын диаграммын гадаргуугийн хүндийн төвийн өндөрт үргэлж байдаг.
Кулом хананы цаана байгаа газрын даралт нь усны даралттай адил гүний дагуу шугаман нэмэгддэг гэж баталсан. газрын даралтын гидростатик тархалт (зураг 7). Гэсэн хэдий ч гидростатик даралтын хуваарилалт нь хана нь хөл A эсвэл доод цэгийн эргэн тойронд эргэлдэж, бусад бүх тохиолдолд түүнээс хазайсан тохиолдолд л байдаг.
Хэрэв тулгуур хана нь хөлийн A цэг буюу зарим доод цэгийн эргэн тойронд эргэлддэг бол хөрс доошоо хөдөлдөг (зураг 7a), харин хөрсний дотор тал руу түлхэлт байхгүй. Энэ тохиолдолд хамгийн бага эсэргүүцэлтэй M1C1, M2C2… AC гулсах гадаргуутай параллель гадаргуу дээр хөрсний гулсалт гарч ирдэг бөгөөд энэ нь хананы эргэлт хангалттай том прилимс үүсгэх үед үүсдэг. ABCA.
Тиймээс энэ тохиолдолд даралт нь гүнтэй пропорциональ нэмэгддэг, өөрөөр хэлбэл газрын даралтын хуваарилалт нь Кулоны гидростатикийн дагуу байна. Идэвхтэй газрын даралтын диаграммыг Ea хүч ба хананы өндрийн h мэдлэг дээр үндэслэн олж авна, учир нь Ea хүч нь даралтын диаграммын abc талбайтай тэнцүү байна (Зураг 1).7б):
Ea=x·h/2, хаанаас x=2Ea/h,
өөрөөр хэлбэл Ea = ½ γh тул2Ка, x = γhKa.
Зураг8— хана нь В орой эсвэл түүнээс дээш L цэгийг тойрон эргэх үед газрын даралтын хуваарилалт.
Хэрэв тулгуур хана нь хананы дээд талд B эсвэл түүнээс дээш L цэгийг тойрон эргэвэл (зураг 1).8a) дээд хэсэгт хөрсний дотор тал руу түлхэлт үүсдэг бөгөөд энэ нь хамгийн бага эсэргүүцэлтэй гадаргуугийн дагуу дээшээ түлхэгдэнэ M1C1, М2C2…
Ханыг хангалттай том эргүүлэх үед гулсах гадаргуу AC үүсэх ба түүний дагуу гулсах призм нь шахалтын үед доошоо гулсдаг. Дээд хэсэгт хөрсний шахалтаас болж идэвхгүй хөрсний даралт гарч ирэх бөгөөд энэ нь идэвхтэй даралтаас хамаагүй өндөр бөгөөд энэ хэсэгт bd даралтын диаграмм нь идэвхгүй даралт Ep-тэй тохирч байна (зураг 8b). Газрын нийт даралт Еа нь дэлхийн призмийн хэмжээнээс хамаарч ABCA даралтын диаграммын гурвалжин гадаргуутай тэнцүү байх тул энэ диаграмм цаашдын замдаа түүний гадаргуу нь abe гурвалжин гадаргуутай тэнцүү болох хүртэл буурна. Энэ тохиолдолд бодит даралтын диаграмм нь муруй шугаман bc бөгөөд үүнийг математикийн аргаар тодорхойлох боломжгүй юм. Харин ac диаграммын гадаргуугийн хүндийн S төв нь гурвалжин диаграммын гадаргуугийн хүндийн төвөөс дээгүүр байгаа нь Еа хүчний довтолгооны цэг илүү өндөр тул тулгуур хананы тогтвортой байдалд тохиромжгүй байдаг. Терзагигийн хэлснээр, энэ нь тулгуур хананы хагас өндөрт байрладаг.
Хэрэв бэхэлгээний ханыг урагш хөдөлгөхөд (зураг 9a) хөдөлгөөн эхлэхээс өмнө тайван байдалд байгаа газрын даралттай тохирч байсан даралт E0 буурч, үүнээс бага эсэргүүцэлтэй гадаргуу гарч ирэхгүй, харин хана хангалттай том хөдөлж байх үед AC_C м-ийн дагуу гулсах гадаргуу үүсдэг. доошоо гулсдаг. Нийт даралт нь abe даралтын диаграммын гурвалжин талбайтай тэнцүү (зураг 9b) тул даралтын диаграмм цаашдын явцдаа буурах болно. Бодит даралтын диаграмм нь ac муруй шугам бөгөөд үүнийг математикийн аргаар тодорхойлох боломжгүй юм. Терзагигийн хэлснээр S хүндийн төв нь 0,40 – 0,45_h_ өндөрт байна.
Зураг 9 — бэхэлгээний ханыг урагш хөдөлгөх үед газрын даралтын хуваарилалт.
Газрын даралтыг тодорхойлох аргыг туйлын утга гэж үзэх ба идэвхтэйд хамгийн том, идэвхгүйд хамгийн бага нь, Кулоны онолыг газрын даралтыг тодорхойлох туйлын арга гэж үздэг.
Инженерийн эцсийн тэмдэглэл: даралтын хуваарилалт ба довтолгооны цэг нь бүтцийн хэв гажилтын бодит аргаас хамаарна. Газрын даралт, ус зайлуулах болон гидростатик даралтаас гадна дэлхийн болон дотоод тогтвортой байдал, гулсах, шилжилт хөдөлгөөн, хөрсний даац, суулт, хана, суурийн бат бэх, элэгдэл, уусгалт, малталтын үе шат, түр зуурын тогтвортой байдлыг шалгах шаардлагатай. Хөдөлгөөн, хагарал, товойсон эсвэл хяналтгүй ус гоожиж байгааг харуулсан одоо байгаа хананы нөхцөл байдал нь яаралтай мэргэжлийн үнэлгээ шаарддаг.