रेत के विरूपण के मापांक का निर्धारण। मिट्टी के रियोलॉजिकल गुण। चट्टानी मिट्टी के विरूपण गुण

रैखिक संपीड़न के क्षेत्र में, मिट्टी की विकृति, किसी भी अन्य सामग्री की तरह, एक विरूपण मापांक द्वारा विशेषता है इऔर एक पार्श्व विस्तार गुणांक जिसे पॉइसन अनुपात कहा जाता है। नींव के तहत, मिट्टी का पार्श्व विस्तार आसपास के द्रव्यमान से बाधित होता है और आधार के विकृतियों पर इसका बहुत कम प्रभाव पड़ता है। विरूपण का मुख्य संकेतक विरूपण का मापांक माना जाना चाहिए, जो है अनुभवजन्य गुणांकहुक के सूत्र में सामग्री की ताकत से जाना जाता है। सजातीय सामग्री के लिए प्रायोगिक मूल्य इएक छोटा सा फैलाव है और एक स्थिर के रूप में माना जाता है। परत (IGE) के भीतर मिट्टी की संपीड्यता एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होती है। इसलिए, उनके विरूपण मॉड्यूल प्रत्येक पर निर्धारित होते हैं निर्माण स्थलविभिन्न प्रकार के परिणामों के अनुसार खेत, प्रयोगशालापरीक्षण, या संकेतकों द्वारा शारीरिक हालत ... डिज़ाइन किए गए भवन की जिम्मेदारी के स्तर के आधार पर परीक्षण विधि का चयन किया जाता है।

क्षेत्र परीक्षणयह एक इन्वेंट्री स्टैम्प के साथ मिट्टी को बाहर ले जाने के लिए प्रथागत है, जो नींव का एक मॉडल है। क्षेत्र में प्रयुक्त उपकरण, मापन उपकरण, माप परिणामों के परीक्षण और प्रसंस्करण की प्रक्रिया GOST 20276-99 में वर्णित है। स्टाम्प 1 (चित्र। 3.1) एक गड्ढे या खदान में काम कर रहा है, जो मिट्टी के द्रव्यमान की सतह पर कसकर रगड़ा जाता है और अलग-अलग लोड चरणों से भरा होता है हाइड्रोलिक जैक 3, एंकर बीम 5 के खिलाफ, ब्लॉक 4, या टुकड़े के वजन से जुड़ा हुआ है। मिट्टी के प्रकार और स्थिति के आधार पर लोड कदम उठाए जाते हैं और नींव के स्थिर होने तक बनाए रखा जाता है। निपटान का माप विक्षेपण मीटर द्वारा किया जाता है या, जो अधिक सुविधाजनक है, संकेतक 7 द्वारा, एक निश्चित आधार पर तय किया जाता है। 8. पंच को लोड करने के लिए प्रतिष्ठानों के डिजाइन और निपटान को मापने के लिए योजनाएं भिन्न हो सकती हैं। परीक्षण के परिणामों के आधार पर, क्षैतिज अक्ष पर एक ग्राफ बनाया जाता है (चित्र 3.2), जिसके दबाव को इंगित किया जाता है, और स्टैम्प की मापी गई बस्तियों को ऊर्ध्वाधर अक्ष के साथ प्लॉट किया जाता है। प्रयोगात्मक बिंदुओं से निर्मित अनुभवजन्य वक्र अक्सर एक टूटी हुई रेखा होती है, जो एक निश्चित दबाव अंतराल ∆р में, एक छोटी सी त्रुटि की अनुमति देता है, कम से कम वर्ग विधि द्वारा निर्मित औसत सीधी रेखा द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है या रेखांकन... प्रारंभिक मूल्यों के लिए पी जीऔर तो 0 (औसत में शामिल पहला बिंदु) स्टाम्प स्थापना की गहराई पर मिट्टी के अपने वजन और संबंधित ड्राफ्ट से दबाव लें; और अंतिम मूल्यों के लिए पी टूतथा एस टू- ग्राफ के स्ट्रेट-लाइन सेक्शन पर एक बिंदु के अनुरूप प्रेशर और सेटलमेंट वैल्यू। औसत में शामिल अंकों की संख्या कम से कम तीन होनी चाहिए। मृदा विरूपण मापांक इके लिए गणना करें रैखिक खंडफॉर्मूला ग्राफिक्स

(3.1)

कहाँ पे वी- पॉसों का अनुपात, मोटे मिट्टी के लिए 0.27 के बराबर लिया गया; 0.30 - रेत और रेतीले दोमट के लिए; 0.35 - लोम के लिए; 0.42 - मिट्टी के लिए;

प्रति 1 - एक कठोर गोल मोहर के लिए गुणांक 0.79 के बराबर लिया गया;

डी- डाई व्यास।

शेष पदनाम अंजीर में दिखाए गए हैं। 3.2.

डिजाइन मानकों एसएनआईपी 2.02.01-83 * के अनुसार, प्रत्येक चयनित इंजीनियरिंग-भूवैज्ञानिक तत्व के लिए प्रयोगों की संख्या कम से कम 3 होनी चाहिए। सूत्र (3.1) द्वारा गणना की गई मिट्टी विरूपण मोडुली, सबसे विश्वसनीय हैं। इस पद्धति का नुकसान यह है कि मरने के परीक्षण की लागत अपेक्षाकृत अधिक है।

प्रयोगशाला परीक्षण... प्रयोगशाला स्थितियों में, मिट्टी के नमूनों का परीक्षण उन उपकरणों में किया जाता है जो आमतौर पर पार्श्व विस्तार को बाहर करते हैं। इस परीक्षण विधि को आमतौर पर कहा जाता है संपीड़न संपीड़न, और संपीड़न उपकरणों या ओडोमीटर के साथ परीक्षण के लिए उपकरणों का डिज़ाइन। ओडोमीटर डिवाइस को चित्र 3.3 में दिखाया गया है, परीक्षण प्रक्रिया GOST 12248-96 में निर्धारित की गई है। परीक्षण मिट्टी 11 का एक नमूना, एक कार्यशील रिंग 3 में संलग्न, डिवाइस में एक छिद्रित इंसर्ट 6 पर स्थापित किया गया है। इसके ऊपर एक छिद्रित धातु की मोहर 5 रखी गई है, जिसे बल के समान वितरण के लिए डिज़ाइन किया गया है। एनएक विशेष लोडिंग डिवाइस का उपयोग करके नमूने में स्थानांतरित किया गया। कदमों में बढ़ते दबाव के प्रभाव में

0.0125 एमपीए और अधिक, नमूने के संपीड़न के कारण स्टाम्प जम जाता है। इसकी गति, जो काफी लंबे समय तक चलती है, को दो संकेतक 8 द्वारा 0.01 मिमी की सटीकता के साथ मापा जाता है। जब नमूना संकुचित होता है, तो मिट्टी के छिद्रों का आयतन कम हो जाता है और उनमें से पानी निचोड़ा जाता है, जिसे स्टैम्प और इंसर्ट में छेद के माध्यम से छुट्टी दे दी जाती है।

मृदा संघनन आमतौर पर सरंध्रता के गुणांक में कमी की विशेषता है। मूल अर्थसरंध्रता गुणांक इ o तालिका में दिए गए सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है। 1.3. भार के प्रत्येक चरण में, सरंध्रता गुणांक की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

ई मैं = ई 0 -(1+ई 0) (3.2)

कहाँ पे मैं- दबाव में स्टाम्प के मापा विस्थापन (परेशान) का परिमाण पी मैं;

एचमिट्टी के नमूने की ऊंचाई है।

दबाव के आधार पर गुणांक में परिवर्तन अंजीर में दिखाया गया है। 3.4. ग्राफ पर प्रायोगिक बिंदु सीधी रेखाओं से जुड़े हुए हैं। सामान्य मामले में निर्मित अनुभवजन्य निर्भरता एक टूटी हुई रेखा का प्रतिनिधित्व करती है, जिसे आमतौर पर कहा जाता है संपीड़न वक्र... से दबाव सीमा के लिए आर नहींइससे पहले पी टू, स्टैम्पिंग परीक्षणों के समान विचारों से लिया गया, संपीड़न वक्र के खंड को एक सीधी रेखा से बदल दिया जाता है। यह प्रतिस्थापन आपको विरूपता पैरामीटर की गणना करने की अनुमति देता है, जिसे संपीड्यता कारक कहा जाता है टी 0:

टी 0 = (3.3)

संपीड्यता के गुणांक के अर्थ में क्षैतिज अक्ष पर औसत सीधी रेखा के झुकाव के कोण की स्पर्शरेखा है।

विरूपण मापांक अभिव्यक्ति से संपीड़ितता गुणांक द्वारा निर्धारित किया जाता है:

ई टू = (3.4)

कहाँ पे β - पार्श्व विस्तार गुणांक के आधार पर गुणांक की गणना सूत्र द्वारा की जाती है

कहाँ पे वी- गुणांक पार्श्व विकृति, बराबर लिया गया: 0.30-0.35 - रेत और रेतीले दोमट के लिए; 0.35-0.37 - दोमट के लिए; 0.2¾0.3 पर मैं लू < 0; 0,3¾0,38 при 0 £ मैं लू£ 0.25; 0.38¾0.45 0.25 . पर< मैं लू£ 1.0 - मिट्टी के लिए (निम्न मान वीउच्च मिट्टी घनत्व पर लिया गया)।

चूंकि मिट्टी विषम हैं, इसलिए मिट्टी की परतों के विरूपण मापांक कम से कम 6 प्रयोगों के परिणामों के औसत के रूप में पाए जाते हैं।

कई कारणों से, मान ई टूमहत्वपूर्ण रूप से कम करके आंका गया है। जिम्मेदारी के I और II स्तरों की इमारतों के लिए, संपीड़न परीक्षणों के परिणामों के अनुसार स्थापित विरूपण मापांक के मान सूत्र द्वारा निर्धारित किए जाते हैं

ई = टी से ई से (3.6)

अनुभवजन्य गुणांक टी टूप्रयोगशाला परीक्षणों के साथ मरने के क्षेत्र परीक्षणों की तुलना करके पाया गया।

टी टू = (3.7)

मूल्य टी टूमिट्टी के लिए कुछ अलग किस्म काऔर राज्य एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होते हैं। व्यवहार में, उनके अनुमानित मूल्य तालिका से लिए गए हैं। 5.1 नींव एसपी 50-101-1004 के डिजाइन और निर्माण के लिए नियमों का सेट, या अलग-अलग क्षेत्रों की मिट्टी की स्थिति के लिए संकलित तालिकाओं के अनुसार।

मिट्टी के नमूनों का परीक्षण प्रयोगशाला स्थितियों में से अधिक समय तक किया जा सकता है जटिल पैटर्नत्रिअक्षीय संपीड़न। परीक्षण प्रक्रिया GOST 12248-96 में निर्धारित की गई है। इस तरह के परीक्षण न केवल विरूपण मापांक स्थापित करना संभव बनाते हैं, बल्कि Ch में वर्णित ताकत विशेषताओं को भी स्थापित करते हैं। 5. व्यवहार में, त्रिअक्षीय परीक्षणों का व्यापक रूप से उपयोग नहीं किया जाता है। उनके कार्यान्वयन में कठिनाइयाँ बढ़ जाती हैं, और विरूपण मापांक के परिणामी मूल्यों को ठीक किया जाना चाहिए, जैसा कि संपीड़न परीक्षणों में होता है।

प्राकृतिक घटना की मिट्टी पर बहुत सारे डेटा GOST 19912-2001 के अनुसार स्थैतिक ध्वनि द्वारा परीक्षण प्राप्त करना संभव बनाते हैं। आधुनिक जांच में एक घर्षण आस्तीन और एक टिप (शंकु) होता है। लगातार या 0.2 m . के माध्यम से प्रतिरोधों के एक साथ माप के साथ मिट्टी के द्रव्यमान में एक जांच को दबाकर ध्वनि की जाती है एफ एसतथा क्यू सी(चित्र 3.5), जिसे चुंबकीय डिस्क पर रिकॉर्ड किया जा सकता है और कंप्यूटर पर संसाधित किया जा सकता है। ड्रिलिंग और अन्य प्रकार के परीक्षणों के साथ, स्थैतिक संवेदन आपको कई समस्याओं को अधिक मज़बूती से हल करने की अनुमति देता है। इनमें निम्नलिखित प्रश्न शामिल हैं:

भू-तकनीकी तत्वों (IGE) का आवंटन और उनकी सीमाओं की स्थापना;

मिट्टी की संरचना और गुणों की स्थानिक परिवर्तनशीलता का आकलन;

मिट्टी के भौतिक और यांत्रिक गुणों की विशेषताओं का मात्रात्मक मूल्यांकन।

मात्रा का ठहरावमिट्टी के भौतिक और यांत्रिक गुणों के विरूपण मापांक और अन्य संकेतक उनके बीच अच्छी तरह से स्थापित सांख्यिकीय संबंधों और जांच के प्रवेश के लिए मिट्टी के प्रतिरोध के संकेतकों पर आधारित हैं। प्रपत्र की निर्भरता आमतौर पर उपयोग की जाती है ई = एफ(क्यू सी) क्षेत्रीय प्रकार की मिट्टी के लिए ऐसी निर्भरता के मापदंडों को स्थापित करना उचित है। यदि उपलब्ध हो, तो स्थैतिक जांच मिट्टी परीक्षण की लागत को काफी कम कर सकती है।

विरूपण मापांक को खोजने के लिए, भौतिक स्थिति के संकेतकों के साथ इसके संबंध के आधार पर, उद्घाटन का उपयोग जारी है। कनेक्शन संभाव्य है। तथापि, इसके आधार पर सारणियों का संकलन किया गया है, जिससे तरलता के संदर्भ में विभिन्न मूल की मिट्टी की मिट्टी के लिए विरूपण मापांक लिया जाता है। मैं लूऔर सरंध्रता का गुणांक इ... ढीली मिट्टी के लिए, विरूपण मापांक कण आकार वितरण और सरंध्रता के गुणांक के अनुसार लिया जाता है इ... टेबल डिजाइन कोड, अभ्यास संहिता, संदर्भ पुस्तकों में दिए गए हैं, और प्रकृति में सलाहकार हैं। उनका उपयोग केवल प्रारंभिक गणना के लिए किया जा सकता है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न।

1 रैखिक संपीड़न के क्षेत्र में मिट्टी के विरूपण की विशेषताएं क्या हैं?

2. मृदा विकृति के मापांक का क्या अर्थ है?

3. विरूपण मापांक निर्धारित करने के लिए कौन से परीक्षण किए जाते हैं?

4. एकसमान परत विरूपण मापांक (IGE) को निर्धारित करने के लिए कितने डाई परीक्षणों की आवश्यकता होती है?

5. आईजीई के विरूपण मापांक को निर्धारित करने के लिए कितने संपीड़न परीक्षण किए जाने चाहिए?

6. मृदा संपीडन परीक्षणों के परिणामों को कैसे ठीक किया जाता है?

7. सार स्थिर संवेदनमिट्टी

8. क्या भौतिक अवस्था के संदर्भ में मिट्टी के विरूपण के मापांक को स्वीकार करना संभव है?

विषय 4

नींव बंदोबस्त की गणना.

इंजीनियरिंग अभ्यास में नींव बंदोबस्त की गणना अक्षीय बल से भरी हुई इलास्टिक बार की कमी या तनाव को निर्धारित करने के लिए हुक के समाधान पर आधारित है।

जब बल लगाया जाता है एनछड़ का छोटा होना (अंजीर। 4.1 .) ए), हुक के सिद्धांत से निम्नानुसार है, अभिव्यक्ति से गणना की जाती है

एस = एन एल / ए ई.

अगर हम इसे स्वीकार करते हैं = एन / ए(ए- वर्ग अनुप्रस्थ काटछड़ी) , फिर

एस = एल / ई. (4.1)

कार्य एलइस सूत्र में एक सरल है ज्यामितीय अर्थ, अर्थ, वास्तव में, एक आयताकार तनाव भूखंड का क्षेत्र।

फाउंडेशन ड्राफ्ट बार के समान एस(अंजीर। 4.1 बी) को ऊंचाई के साथ मिट्टी के एकमात्र स्तंभ के नीचे सशर्त रूप से आवंटित कुछ को छोटा करने के रूप में समझा जाता है नाक... इसके परिमाण की गणना एससूत्र (4.1) के अनुसार निम्नलिखित परिस्थितियों से जटिल है: तनाव ज़ूवे असमान रूप से क्षैतिज वर्गों के साथ और स्तंभ की ऊंचाई के साथ वितरित किए जाते हैं (उनके साथ तनाव आरेख घुमावदार हैं); पोस्ट की ऊंचाई नाकचूंकि इसे मापा नहीं जा सकता, इसलिए आपको इसे किसी तरह खोजने की जरूरत है; अंदर नाकविभिन्न संपीड़ितता की परतें हो सकती हैं। सूचीबद्ध समस्याओं को परत-दर-परत योग विधि द्वारा निपटान की इंजीनियरिंग गणना में लगभग हल किया जाता है।

विधि का सार यह है कि आधार की तलछट एससूत्र (4.1) के आधार पर संपीड़ितता के संदर्भ में सजातीय क्षेत्रों के विकृतियों के योग के रूप में गणना की जाती है, जिसमें मिट्टी के द्रव्यमान को नीचे से संपीड़ित स्तर की निचली सीमा तक विभाजित किया जाता है। यह तकनीक समान है ज्ञात विधिवक्राकार आकृतियों के क्षेत्रफलों का अनुमानित निर्धारण।

गणना निम्नलिखित क्रम में की जाती है।

मिट्टी के अपने वजन से नींव के तलवों के स्तर पर दबाव निर्धारित करें:

zg= जी 1 घ 1 (4.2)

नींव पर भार से अतिरिक्त दबाव का निर्धारण करें, जो एकमात्र के तहत मिट्टी के अपने वजन से अधिक दबाव में उत्पन्न हुआ है:

पी के बारे में = आर नहीं –zg (4.3)

एकमात्र के नीचे की मिट्टी को पारंपरिक रूप से मोटाई के साथ संपीड्यता (चित्र 4.2) के संदर्भ में सजातीय वर्गों में विभाजित किया गया है। नमस्ते£ 0.4बी... यदि प्राथमिक खंड की सीमा के भीतर मिट्टी की परतों के बीच की सीमा है, तो खंड को इसके साथ दो भागों में विभाजित किया गया है (आकृति में, बिंदु 2 को IGE 1 और IGE 2 के बीच की सीमा पर लिया गया है)।

अतिरिक्त तनावों की गणना अनुभागों की सीमाओं के बिंदुओं पर की जाती है

ज़ि = एक पी के बारे में, (4.4)

जहाँ a तालिका के अनुसार लिया गया गुणांक है। 2.3 कंसोल के पहलू अनुपात के आधार पर एच =LBऔर बिंदु की सापेक्ष गहराई ξ =2जेड आई / बी (जेड आई- नींव के आधार से विचाराधीन बिंदु तक की दूरी, मैं -बिंदु संख्या), और मिट्टी के मृत भार से तनाव

ज़की = zg+∑एच मैं जी मैं. (4.5)

अनुभवजन्य स्थिति की जाँच करते हुए, संकुचित स्तर की सीमा की स्थिति का पता लगाएं

ज़ि ≈ कश्मीर, (4.6)

कहाँ पे क= 0.2 विरूपण के मापांक पर इ≥5 एमपीए, और क= 0.1 at इ< 5 एमपीए।

स्थिति के दाएं और बाएं हिस्सों के बीच विसंगति की अनुमति 5 केपीए से अधिक नहीं है।

बिंदुओं पर गणना किए गए तनाव मूल्यों के अनुसार, एक तनाव आरेख तैयार किया जाता है (चित्र 4.3) और औसत दबाव की गणना की जाती है z साथ iसंपीड़ित स्तर के भीतर सभी क्षेत्रों के लिए

z साथ i = (जेड (मैं -1) +ज़ि)/2, (4.7)

कहाँ पे जेड (मैं -1)तथा ज़ि- ऊपरी और निचली सीमाओं पर दबाव मैं-वांभूखंड।

नींव के निपटारे की गणना नीचे से संकुचित स्तर की सीमा तक की सीमा के भीतर प्राथमिक वर्गों के विकृतियों के योग के रूप में करें

एस= 0.8å z साथ में मैं ज i / ई मैं. (4.8)

इस सूत्र में, उत्पादों का योग z साथ में मैं ज iमतलब तनाव घुमावदार भूखंड का अनुमानित क्षेत्र।

गणना करने के लिए आवश्यक नींव की गहराई और नींव के आधार के आयामों पर प्रारंभिक डेटा तालिका में इंगित किया गया है। 4.1.

तालिका 4.1

नींव डेटा	विकल्प संख्या
बिछाने की गहराई घ 1 , एम	1.5	2.8	2.1	2.4	1.8		2.5	3.3		2.9	2.3	3.1	2.2
दबाव, केपीए
चौड़ाई बीएम	1.6	2.4	2.1	2.7	1.8	1.5	2.3	1.6	1.9	2.2	2.9		3.2
लंबाई मैं, एम	2.4		2.7	3.3	2.4	2.1	3.4		3.2	2.8	4.1	4.5	4.2
चौड़ाई बीएम	1.6	2.4	2.1	2.7	1.8	1.5	2.3	1.6	1.9	2.2	2.9		3.2
नींव डेटा	विकल्प संख्या
बिछाने की गहराई घ 1 , एम	3.1	2.2	2.5	3.3		2.9	2.3	3.1	2.2	1.5	2.8	2.1	2.4
दबाव, केपीए
एकमात्र आयाम अलग नींव, एम
चौड़ाई बीएम	2.5	3.3		2.9	1.5	2.8	2.1	2.3	3.1	2.2	2.7	1.8	1.5
लंबाई मैं, एम	3.3	4.2	2.4	3,6	2.7	3.3	2.4		4.5	4.5	4.1	1.8	2.1
आयाम (संपादित करें) प्रस्तर खंडों व टुकड़ों की नींव
चौड़ाई बीएम	2.5	3.3		2.9	1.5	2.8	2.1	2.3	3.1	2.2	2.7	1.8	1.5

घटना, मिट्टी की परतों की संख्या (IGE), IGE संकेतकों के मान दिए गए विकल्प के लिए अंजीर के अनुसार लिए गए हैं। 1, टैब। 1 और तालिका 2.

तालिका 4.1 में दर्शाया गया जमीनी दबाव सिंगल और स्ट्रिप फाउंडेशन पर लागू होता है।

पर स्वयं अध्ययनविषयों का पालन करें व्यक्तिगत और स्ट्रिप फ़ाउंडेशन के लिए निपटान गणना करें.

उदाहरण 4.1.

बी = 1.8 मीटर, एल = 2.5 मीटर, डी 1 = 1.8 मीटर, पी एन = 240 केपीए। मिट्टी के बारे में जानकारी चित्र 4.3 में दी गई है।

नींव के स्तर पर घरेलू दबाव

zg= जी 1 घ 1= 19*1,8 = 34.2 केपीए.

नींव के पैर के नीचे अतिरिक्त दबाव

पी के बारे में = आर नहीं –zg = 240 - 34.2 = 205.8 केपीए.

प्राथमिक परत मोटाई

एच = 0.4 बी=0,4 *1.8 = 0.72 वर्ग मीटर.

नींव के पैर का पहलू अनुपात

एच = एल / बी = 2.5 / 1.8 = 1.39 1.4।

पहला बिंदु (मैं = 1), जेड 1 = 0.72 एम;

एक्स=2जेड 1 / बी = 2*0.72 / 1.8 = 0.8, ए = 0.848;

जेड 1=एक पी के बारे में = 0.848 *205.8 = 174.5 केपीए।

जेड с1 = (205.8 + 174.5) / 2 = 190.15 केपीए;

मिट्टी के मृत भार से तनाव

zq 1 = zg+एच 1 जी 1.= 34,2 + 0,72 *19 = 47.88 केपीए।

दूसरा बिंदु(मैं = 2)। यदि इस बिंदु को 0.72 मीटर नीचे लिया जाए, तो यह दूसरी परत में होगा। चूंकि क्षेत्र संपीड्यता की दृष्टि से सजातीय होना चाहिए, इसलिए बिंदु परतों के बीच की सीमा पर स्थित होना चाहिए। इसलिए, पैर से बिंदु तक की दूरी z 2 = 1.05 मीटर होगी, और दूसरे खंड की मोटाई होगी

एच 2 = 1.05 - 072 = 0.33 मीटर:

एक्स = 2 *1,05 / 1,8 = 1,17 , ए = 0.694,

जेड 2= 0,694 *205.8 = 142.8 केपीए,

जेड с2 = (174.5 + 142.8) / 2 = 158.6 केपीए,

zq 2 = 47,88 + 0,33 *19 = 54.15 केपीए.

तीसरा बिंदु(मैं = 3)। तालिका का उपयोग करने की सुविधा के लिए, इसमें से a का मान ज्ञात करते समय प्रक्षेप से बचने के लिए, हम z 3 = 1.44 m लेते हैं। तीसरे खंड की मोटाई h 3 होगी =1.44 - 1.05 = 0.39 मीटर।

एक्स = 2 * 1.44 / 1.8 = 1.6; ए = 0.532;

जेड 3 = 0,532 *205.8 = 109.5 केपीए;

σ जेड सी3 = (142.8 + 109.5) / 2 = 126.1 केपीए;

zq 3 = 54.15 + 0.39*20.3 = 62.1 केपीए।

चौथा बिंदु(मैं = 4)। धारा मोटाई 0.72 एम, जेड = 2.16 मीटर।

एक्स = 2 *2,16 / 1,8 = 2,4 ; ए = 0.325;

जेड 4 = 0.325*205,8 = 66.9 केपीए;

जेड सी4 = (109.5 + 66.9) / 2 = 88.2;

zq 4 = 62.1+ 0.72*20.3 = 76.7 केपीए.

नीचे स्थित बिंदुओं के लिए, तनावों की गणना उसी तरह की जाती है। की गई सभी गणनाओं के परिणाम तालिका में दिखाए गए हैं। 4.2.

7वें बिंदु पर, स्थिति के बाएँ और दाएँ पक्ष zi 0.2σ zqi (तालिका में, भूरे रंग में) 2.39 केपीए से भिन्न, 5 केपीए से कम। नतीजतन, इस बिंदु पर नींव के आधार से 4.32 मीटर की गहराई पर संकुचित क्षेत्र की सीमा ली जा सकती है। इस गहराई के भीतर की मिट्टी नींव है।

तालिका 4.2

बिंदु संख्या	परत संख्या	जेडवी एम	नमस्तेवी एम	एक्स = 2 जेड / बी	ए	ज़िकेपीए में	zс iकेपीए में	zqकेपीए में	0,2zqकेपीए में
					1,000	205,8		34,2	-
	0,72	0,72	0,8	0,848	174,5	190,1	47,88	9,6
	1,05	0,33	1,17	0,694	142,8	158,6	54,15	10,83
		1,44	0,39	1,6	0,532	109,5	126,1	62,1	12,42
	2,16	0,72	2,4	0,325	66,9	88,2	76,7	15,34
	2,88	0,72	3,2	0,21	43,22	55,06	91,3	18,26
	3,6	0,72	4,0	0,145	29,8	36,51	105,9	21,18
		4,32	0,72	4,8	0,105	21,61	25,7	120,0	24,0

ड्राफ्ट is

ѕ= 0,8[(190,1 *0,72+158,6 *0,33)/7200+(126,1 *0,39+88,2 *0,72+55,06 *0,72+36,51 *0,72)/12000 ++25,7 *0,72/16000] = 0.034 वर्ग मीटर.=3.4 सेमी.

स्ट्रिप फाउंडेशन की मंदी की गणना उसी क्रम में की जाती है। एक ही जमीनी दबाव और एक ही आधार चौड़ाई के साथ, गणना की गई बस्तियां अलग हो जाती हैं। इसका कारण जानने के लिए तनाव भूखंडों की तुलना करें।

निष्कर्ष.

यह नजरअंदाज नहीं किया जाना चाहिए कि नींव के तहत आवंटित मिट्टी का स्तंभ नींव का एक मॉडल है, जिसकी विकृति मिट्टी के द्रव्यमान में तनाव के वितरण के बारे में परिकल्पना के आधार पर स्थापित की जाती है, विकृत क्षेत्र की सीमा का स्थान। , और मिट्टी की संपीड़ितता। अपनाए गए सरलीकरणों के कारण, गणना में प्रयुक्त मॉडल के पैरामीटर वास्तविक मिट्टी के मापदंडों से भिन्न होते हैं। नतीजतन, व्यवहार में गणना की गई निपटान आमतौर पर नींव के वास्तविक निपटान के साथ मेल नहीं खाता है। इसलिए स्तरित स्टैकिंग पद्धति का उपयोग करके निपटान गणना अनुमानित हैं।

तनाव कोण बिंदु विधि का उपयोग करके परत-दर-परत स्टैकिंग विधि का उपयोग आसन्न नींव के निपटान को निर्धारित करने के लिए किया जा सकता है।

यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि नींव का निपटान लोड के आवेदन के तुरंत बाद नहीं होता है, लेकिन समय के साथ धीरे-धीरे बढ़ता है। मिट्टी के विरूपण की अवधि लगभग गणना की जा सकती है या अवलोकनों से ली जा सकती है।

आत्मनिरीक्षण के लिए प्रश्न।

1. मसौदे की गणना के लिए आधार के रूप में क्या समाधान लिया जाता है?

2. नींव के निपटान की गणना करते समय क्या कठिनाइयाँ आती हैं?

3. निपटान की गणना किस क्रम में की जाती है?

4. संकुचित क्षेत्र की सीमा की स्थिति कैसे निर्धारित की जाती है?

5. आधार मिट्टी की विभिन्न संपीड्यता को कैसे ध्यान में रखा जाता है?

6. परत-दर-परत स्टैकिंग विधि की विश्वसनीयता क्या है?

मिट्टी के विरूपण गुणों को चिह्नित करने के लिए, निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है: विरूपण मापांक E (लोच का मापांक E और कुल विरूपण Etot का मापांक), अनुप्रस्थ विस्तार का गुणांक p।, कतरनी मापांक G और वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न का मापांक K।

हुक के कानून की वैधता के भीतर विरूपण गुणों के संकेतक कुछ निर्भरताओं से जुड़े होते हैं, जो कि किसी भी दो संकेतकों को बाकी को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं।

लोच का मापांक ईयू एक अक्षीय संपीड़न के तहत सापेक्ष प्रतिवर्ती विरूपण के लिए तनाव के अनुपात के बराबर है।

कुल विरूपण का मापांक Etot कुल सापेक्ष विरूपण के लिए एक अक्षीय संपीड़न में तनाव के अनुपात के बराबर है।

यह स्पष्ट है कि एटोटा< Eу. Для линейно-деформируемых материалов модуль упругости равен модулю деформации и не зависит от напряжения, т. е. является величиной постоянной. Но для большинства горных пород модуль упругости и модуль общей деформации являются переменными показателями, зависящими от величины и продолжительности действия давления.

जमीन पर दबाव की अवधि के आधार पर, निम्नलिखित प्रतिष्ठित हैं: गतिशील लोच का मापांक एल, स्थिर लोच का मापांक एड और कुल विरूपण का मापांक Etot। इन मॉड्यूल के बीच ऐसा संबंध है: एड> ई> ईटोट

के बीच अंतर स्थिर मॉड्यूलकुल विरूपण की लोच और मापांक चट्टान के प्रकार और उसकी संरचना पर निर्भर करता है: चट्टानों के लिए, Ey से Etot का अनुपात लगभग 2 है, और ढीली मिट्टी की चट्टानों के लिए यह परिमाण के कई आदेशों तक पहुंच सकता है, क्योंकि उनका विरूपण इसके परिणामस्वरूप होता है महत्वपूर्ण मिट्टी संघनन।

स्थैतिक भार की कार्रवाई के तहत संरचनाओं के निपटान की गणना करने के लिए, कुल विरूपण Etot के संतुलन मापांक के मूल्य का उपयोग किया जाता है, और जब से विकृतियों की गणना की जाती है। लघु अवधि गतिशील भारईयू का मूल्य है। गतिशील लोच एड का मापांक मुख्य रूप से कुछ सहसंबंधों को स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

लोचदार गुणों पर खनिज संरचना का प्रभाव पथरीली मिट्टी... आज तक, मुख्य चट्टान बनाने वाले खनिजों के लोचदार स्थिरांक पर महत्वपूर्ण मात्रा में डेटा जमा किया गया है। विभिन्न खनिजों के लोचदार मापांक का मूल्य एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। कोरन्डम, पाइराइट, गार्नेट, मैग्नेटाइट, हेमेटाइट, जेडाइट, ओलिविन, जिरकोन जैसे खनिजों में स्टील की लोच के बराबर या उससे अधिक लोच के मापांक के उच्च मूल्य होते हैं (2 105 किग्रा / सेमी 2)। फिर उच्च लोच वाले खनिज होते हैं: डायोपसाइड, एपिडोट, ऑगाइट, हॉर्नब्लेंड, फ्लोराइट, एपेटाइट। तलछटी बिखरी हुई मिट्टी में इस तरह के व्यापक खनिज; क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, माइका, कैल्साइट की तरह, मध्यम लोच है। अंत में, कम लोच वाले खनिज (सर्पिन, जिप्सम, आदि) होते हैं।

लोच पर चट्टान की रचना करने वाले कणों की खनिज संरचना का प्रभाव केवल नगण्य सरंध्रता वाले रॉक नमूनों के लिए स्थापित किया जा सकता है (p<1%). При больших значениях пористости упругость пород определяется их структурно-текстурными особенностями (в основном пористостью, трещиноватостью и размером частиц).

कम-छिद्रपूर्ण चट्टानों में, लोचदार पैरामीटर सीधे उनके घटक खनिजों के लोचदार स्थिरांक पर निर्भर करते हैं। तो, अभ्रक चट्टानों के लोचदार स्थिरांक में कमी देते हैं, और गहरे रंग के खनिज और गार्नेट -

बढ़ोतरी। इसलिए, अल्ट्राबेसिक चट्टानों और एक्लोगाइट्स में विशेष रूप से उच्च लोच होता है। प्लेगियोक्लेज़ की लोच उनकी संरचना पर निर्भर करती है: मौलिकता में वृद्धि के साथ, प्लेगियोक्लेज़ के लोचदार स्थिरांक बढ़ जाते हैं। इस संबंध में, लैब्रोडोराइट्स अपनी लोच में अम्लीय और बुनियादी चट्टानों के बीच एक मध्यवर्ती स्थान पर कब्जा कर लेते हैं। जेडाइट, एक खनिज जो विशेष रूप से महान गहराई की घनी चट्टानों की विशेषता है, में विशेष रूप से उच्च लोच है। यह और अन्य तथ्य बताते हैं कि खनिजों और चट्टानों की लोच जितनी अधिक होती है, उतने ही अधिक दबाव बनते हैं।

एक्लोगाइट्स, पेरिडोटाइट्स, एम्फ़िबोलाइट्स, पाइरोक्सेनाइट्स, गैब्रोस, और डायबेस, यानी अल्ट्राबेसिक और बेसिक इंट्रूज़न से संबंधित चट्टानें, विरूपण के मापांक के उच्च मूल्य हैं, जो मुख्य खनिजों की लोच के मापांक के परिमाण के करीब हैं।

लोच के मापांक और चट्टानों के सामान्य विरूपण के मापांक पर सरंध्रता और फ्रैक्चरिंग का प्रभाव। जब खनिज संरचना में समान चट्टानों के लोचदार मापांक में परिवर्तन पर विचार किया जाता है, लेकिन अलग-अलग सरंध्रता होने पर, यह देखा जा सकता है कि चट्टानों के प्रत्येक पेट्रोग्राफिक समूह के लिए, लोचदार मापांक के मान बढ़ते हुए छिद्र के साथ कम हो जाते हैं। उच्च सरंध्रता (n> 10%) वाली चट्टानों के लिए, लोचदार मापांक पूरी तरह से सरंध्रता के प्रभाव से निर्धारित होगा।

चट्टानों का टूटना मुख्य कारक है जो उनकी विकृति और ताकत को निर्धारित करता है। दरारों की सतह, मैक्रो- और सूक्ष्म प्रोट्रूशियंस और अवसादों की उपस्थिति के परिणामस्वरूप, आमतौर पर ऊबड़-खाबड़ होती है। इसलिए, दो रॉक ब्लॉकों के बीच संपर्क का वास्तविक क्षेत्र संपर्क के ज्यामितीय क्षेत्र से 100-100,000 गुना कम हो सकता है। इसे देखते हुए, जब कंप्रेसिव स्ट्रेस दरार के प्लेन में सामान्य होते हैं, तो प्रोट्रूशियंस और आस-पास के ज़ोन पर स्ट्रेस की एकाग्रता होती है जो फलाव सामग्री की ताकत से अधिक होती है। प्लास्टिक विरूपण या प्रोट्रूशियंस के भंगुर फ्रैक्चर के परिणामस्वरूप, दो सतहें एक दूसरे के पास आती हैं। इस मामले में, सतहों के बीच वास्तविक संपर्क का क्षेत्र और विरूपण के प्रतिरोध में वृद्धि होती है।

क्वार्ट्ज पोर्फिरी के फ्रैक्चरिंग में वृद्धि के साथ, विरूपण संकेतक तेजी से कम हो जाते हैं, जबकि लोचदार मापांक कुल विरूपण मापांक से काफी अधिक होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि दबाव की कार्रवाई के तहत चट्टानें बड़े स्थायी विकृतियों का अनुभव करती हैं। इसके अलावा, जैसे-जैसे फ्रैक्चरिंग बढ़ती है (टी या केटीआर में वृद्धि), यह अंतर बड़ा होता जाता है। दबाव में दरारें बंद करना और बंद करना, जो स्थायी विकृतियों की उपस्थिति को निर्धारित करता है, इस तथ्य की ओर भी जाता है कि दूसरे लोडिंग चक्र के लिए कुल विरूपण मापांक पहले लोडिंग चक्र के लिए कुल विरूपण मापांक से 1.5-2 गुना अधिक है।

चट्टानी चट्टानों के अपक्षय से माइक्रोक्रैक की उपस्थिति और विस्तार होता है, अनाज के बीच के बंधन कमजोर होते हैं, साथ ही एक परिवर्तन भी होता है रासायनिक संरचनाचट्टानें इसलिए, चट्टानों की विकृति और शक्ति गुण उनके अपक्षय की डिग्री पर निर्भर करते हैं। तालिका से पता चलता है कि गहराई के साथ ग्रेनाइट की सरंध्रता कम हो जाती है, और विरूपण और शक्ति संकेतक बढ़ जाते हैं। 49 मीटर की गहराई पर, ग्रेनाइट पहले से ही इतना मजबूत है कि इसके लिए लोच का मापांक कुल विरूपण के मापांक के बराबर है।

सीमेंटेशन के दौरान चट्टानों के विरूपण और ताकत गुणों पर फ्रैक्चरिंग का प्रतिकूल प्रभाव कम हो जाता है। इस मामले में, दरारें भर जाती हैं सीमेंट मोर्टार, जो, स्थापित होने के बाद, चट्टान के विरूपण के प्रतिरोध को बढ़ाता है। सीमेंटेशन के बाद चट्टानों के विरूपण का मापांक औसतन 1.5 गुना बढ़ जाता है।

विरूपण मापांक पर रॉक लेमिनेशन का प्रभाव। जब स्तरित तलछटी चट्टानों के संकुचित नमूने, परतों के समानांतर दिशा में विरूपण का मापांक आमतौर पर परतों के लंबवत से अधिक होता है। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि पहले मामले में, चट्टान की अधिक कठोर परतें प्रतिरोध करती हैं, जबकि दूसरे में, संपीड़ितता मुख्य रूप से सबसे आज्ञाकारी परतों के विरूपण से निर्धारित होती है, जो कठोर लोगों के बीच सैंडविच होती है, जैसे प्लेटों के बीच . जाहिर है, दूसरे मामले में समय कारक अधिक ध्यान देने योग्य भूमिका निभाएगा, क्योंकि कठोर रॉक तत्वों की विकृति तेजी से आगे बढ़ेगी।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि क्वार्ट्ज (0.08) के लिए पॉसों के अनुपात का अत्यंत कम मूल्य के कारण है ढांचा संरचनाइसकी क्रिस्टल जाली। इसलिए, चट्टान में क्वार्ट्ज की एक महत्वपूर्ण सामग्री गुणांक के मूल्य में कमी की ओर ले जाती है। चट्टानी मिट्टी में, पॉइसन का अनुपात भी संकीर्ण सीमाओं के भीतर भिन्न होता है - 0.1-0.3। सरंध्रता में वृद्धि के आधार पर, यह घट जाती है: शेल चूना पत्थर में 0.23 से 0.17 तक, ऑर्गेनोजेनिक चूना पत्थर में 0.27 से 0.23 तक, संगमरमर से बने ऑर्गेनोजेनिक चूना पत्थर में 0.32 से 0.30 तक। लेकिन जैसे-जैसे घने क्वार्टजाइट से अधिक झरझरा बलुआ पत्थरों में संक्रमण होता है, यह 0.10-0.14 से बढ़कर 0.18-0.29 हो जाता है।

बिखरी हुई मिट्टी के लिए, पॉसों के अनुपात का मान 0.1 से 0.5 तक भिन्न होता है। बहुत महत्वइसमें नमी की मात्रा होती है: सूखी रेत के लिए c. पानी-संतृप्त - 0.44-0.49 के लिए 0.1-0.25 के बराबर है।

चट्टानी मिट्टी में, पोइसन के अनुपात के मूल्य पर फ्रैक्चरिंग का निर्णायक प्रभाव पड़ता है। एक खंडित चट्टान में, कुल प्रयास का केवल एक हिस्सा उसके ठोस हिस्से के विरूपण पर खर्च किया जाएगा, दूसरा हिस्सा दरारें बंद करने और लकीरें तोड़ने पर खर्च किया जाएगा; परिणामी विस्तार से पूरे नमूने का विस्तार नहीं होगा।

जहर के अनुपात। पॉइसन का अनुपात तनाव के तहत विरूपण के दौरान एक चट्टान की मात्रा को बदलने की क्षमता का एक उपाय है। आमतौर पर गणना में उपयोग किए जाने वाले पॉइसन का अनुपात लोचदार विरूपण को संदर्भित करता है।

मुख्य चट्टान बनाने वाले खनिजों का पोइसन का अनुपात छोटी सीमाओं के भीतर भिन्न होता है: 0.08 से 0.34 तक। कम मूल्य वाले खनिजों के एक समूह को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 0.08 से 0.16 तक, जिसमें आरोही क्रम में, क्वार्ट्ज, हेमेटाइट, पाइराइट शामिल होंगे; फिर खनिजों का एक समूह जिसके लिए गुणांक 0.21 से 0.29 तक भिन्न होता है। यह समूह सबसे अधिक है और इसमें फेल्डस्पार, माइका और अन्य सिलिकेट जैसे खनिज शामिल हैं। और, अंत में, खनिजों के एक छोटे समूह में गुणांक का बढ़ा हुआ मूल्य होता है: 0.31 से 0.34 तक - सर्पिन, जिप्सम, जिक्रोन।

क्रिस्टल के पॉसों का अनुपात क्रिस्टल जाली के प्रकार और क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों के सापेक्ष वोल्टेज क्रिया की दिशा पर निर्भर करता है। चट्टानों के लिए, यह खनिज संरचना, फ्रैक्चरिंग और सरंध्रता पर निर्भर करता है।

मूल अवधारणा

बाहरी भार के संपर्क में आने पर मिट्टी के भौतिक और यांत्रिक गुण प्रकट होते हैं। सामान्य स्थिति में, लोड के तहत मिट्टी के व्यवहार में तीन क्रमिक और अक्सर परस्पर आरोपित प्रक्रियाएं होती हैं: ए) प्रतिवर्ती या लोचदार विरूपण, जिसमें सशर्त तात्कालिक भाग और एक लोचदार परिणाम शामिल होता है - Y; बी) प्लास्टिक विरूपण - पी; ग) विनाश - आर।

संक्रमण के दौरान मिट्टी की स्थिति Y> P (भंगुर विफलता), Y> P (प्लास्टिक विरूपण की शुरुआत) और P> P (प्लास्टिक की विफलता) को महत्वपूर्ण या सीमित कहा जाता है। विरूपण के प्रत्येक चरण में मिट्टी के व्यवहार को जानने के साथ-साथ विरूपण के एक चरण से दूसरे चरण में संक्रमण की स्थितियों को जानना बहुत व्यावहारिक महत्व है, क्योंकि यह किसी को दबाव की कार्रवाई के तहत मिट्टी के व्यवहार की भविष्यवाणी करने की अनुमति देता है। संरचना से।

मिट्टी के भौतिक और यांत्रिक गुणों को विरूपण, शक्ति और भौतिक गुणों में विभाजित किया गया है।

विरूपण गुण मिट्टी के व्यवहार को भार के तहत चिह्नित करते हैं जो महत्वपूर्ण से अधिक नहीं होते हैं और इसलिए, विनाश का कारण नहीं बनते हैं। इन गुणों को संकेतकों के दो जोड़े द्वारा व्यक्त किया जा सकता है: या तो विरूपण का मापांक और पॉइसन का अनुपात, या कतरनी और वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न का मापांक।

मिट्टी के विरूपण गुण उन परिस्थितियों में निर्धारित होते हैं जो एक संरचना में मिट्टी के काम का अनुकरण करते हैं। सबसे अधिक बार, मिट्टी के विरूपण गुणों को स्थिर लोडिंग के तहत निर्धारित किया जाता है। हालांकि, सड़क और भूकंपरोधी निर्माण के लिए कंपन, परिवर्तनशील भार आदि की क्रिया के तहत मिट्टी के विरूपण गुणों का अध्ययन भी किया जाता है।

भरी हुई मिट्टी मुक्त विस्तार, सीमित पार्श्व या बिना पार्श्व विस्तार के विकृत हो सकती है। पहली स्थिति नमूनों के एक अक्षीय संपीड़न के दौरान महसूस की जाती है, दूसरी - त्रिअक्षीय संपीड़न उपकरणों में परीक्षण के दौरान और परीक्षण भार की विधि द्वारा, और तीसरी - संपीड़न के दौरान।

ताकत गुण मिट्टी के व्यवहार को महत्वपूर्ण के बराबर या उससे अधिक भार के तहत चिह्नित करते हैं, और केवल तभी निर्धारित होते हैं जब मिट्टी नष्ट हो जाती है। शरीर द्वारा ताकत के नुकसान के लिए कतरनी और टूटना दो मुख्य तंत्र हैं। कतरनी बलों की कार्रवाई के तहत कतरनी होती है; जब हिलते हैं, तो शरीर का एक हिस्सा दूसरे के सापेक्ष चलता है। शरीर का टूटना सामान्य तन्यता बलों की कार्रवाई के तहत होता है और शरीर के एक हिस्से को दूसरे से अलग होने और दरार के रूप में रूपात्मक रूप से व्यक्त किया जाता है।

मिट्टी की मजबूती का मुख्य संकेतक उनका अपरूपण प्रतिरोध है; आंसू प्रतिरोध बहुत कम बार निर्धारित किया जाता है। भू-तकनीकी सर्वेक्षणों के अभ्यास में, एक अक्षीय संपीड़न के लिए मिट्टी का प्रतिरोध अक्सर निर्धारित किया जाता है।

चिपचिपा तरल पदार्थ के प्रवाह की याद ताजा प्लास्टिक विकृतियों के परिणामस्वरूप मिट्टी के द्रव्यमान की ताकत का नुकसान हो सकता है। इसलिए, मिट्टी की चिपचिपाहट भी विशेषता होती है, जिससे लंबे समय तक किसी दिए गए बल कार्रवाई के तहत प्लास्टिक विकृतियों की भयावहता का अनुमान लगाना संभव हो जाता है। इस तरह की धीमी विकृतियों का एक उदाहरण धर्मनिरपेक्ष बस्तियां और संरचनाओं का झुकाव, बनाए रखने वाली संरचनाओं की गति, भूस्खलन, सुरंगों के निर्माण के दौरान पृथ्वी की सतह के अवतलन का विकास, भूमिगत संरचनाओं में चट्टान के दबाव की उपस्थिति आदि हैं। तह का गठन और चट्टानों की परतों का झुकना भी बलों की लंबी कार्रवाई के तहत उनके प्रवाह का परिणाम है।

उन पर लागू बलों की कार्रवाई के तहत विभिन्न निकायों के विकृतियों के प्रवाह का अध्ययन रियोलॉजी (ग्रीक शब्द रियो से - प्रवाह तक) द्वारा किया जाता है। इसलिए, रियोलॉजिकल गुण मिट्टी के गुण हैं जो समय के साथ दबाव में उनके व्यवहार की विशेषता रखते हैं।

रियोलॉजिकल गुण तनाव छूट (निरंतर विरूपण के साथ तनाव ड्रॉप) और रेंगना विरूपण (लगातार तनाव में विरूपण में वृद्धि) के रूप में प्रकट होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी की ताकत समय के साथ बदलती है (दीर्घकालिक ताकत) और इसकी विनाश होता है।

चट्टानी मिट्टी के विरूपण गुण

मिट्टी के विरूपण गुणों को चिह्नित करने के लिए, निम्नलिखित का उपयोग किया जाता है: विरूपण मापांक E (लोच का मापांक E और कुल विरूपण Etot का मापांक), अनुप्रस्थ विस्तार का गुणांक p।, कतरनी मापांक G और वॉल्यूमेट्रिक संपीड़न का मापांक K।

हुक के कानून की वैधता के भीतर विरूपण गुणों के संकेतक कुछ निर्भरताओं से जुड़े होते हैं, जो कि किसी भी दो संकेतकों को बाकी को निर्धारित करने की अनुमति देते हैं।

लोच का मापांक ईयू एक अक्षीय संपीड़न के तहत सापेक्ष प्रतिवर्ती विरूपण के लिए तनाव के अनुपात के बराबर है।

कुल विरूपण का मापांक Etot कुल सापेक्ष विरूपण के लिए एक अक्षीय संपीड़न में तनाव के अनुपात के बराबर है।

यह स्पष्ट है कि एटोटा< Eу. Для линейно-деформируемых материалов модуль упругости равен модулю деформации и не зависит от напряжения, т. е. является величиной постоянной. Но для большинства горных пород модуль упругости и модуль общей деформации являются переменными показателями, зависящими от величины и продолжительности действия давления.

जमीन पर दबाव की अवधि के आधार पर, निम्नलिखित प्रतिष्ठित हैं: गतिशील लोच का मापांक एल, स्थिर लोच का मापांक एड और कुल विरूपण का मापांक Etot। इन मॉड्यूल के बीच ऐसा संबंध है:

एड> ईयू> एटोट

लोच के स्थिर मापांक और कुल विरूपण के मापांक के बीच का अंतर चट्टान के प्रकार और इसकी संरचना पर निर्भर करता है: चट्टानों के लिए, Ey से Etot का अनुपात लगभग 2 है, और ढीली मिट्टी की चट्टानों के लिए यह परिमाण के कई आदेशों तक पहुंच सकता है, चूंकि उनका विरूपण महत्वपूर्ण मिट्टी संघनन के परिणामस्वरूप होता है।

स्थैतिक भार की कार्रवाई के तहत संरचनाओं के निपटान की गणना करने के लिए, कुल विरूपण Etot के संतुलन मापांक के मूल्य का उपयोग किया जाता है, और जब से विकृतियों की गणना की जाती है। अल्पकालिक गतिशील भार - Eу का मान। गतिशील लोच एड का मापांक मुख्य रूप से कुछ सहसंबंधों को स्थापित करने के लिए उपयोग किया जाता है।

चट्टानी मिट्टी के लोचदार गुणों पर खनिज संरचना का प्रभाव। आज तक, मुख्य चट्टान बनाने वाले खनिजों के लोचदार स्थिरांक पर महत्वपूर्ण मात्रा में डेटा जमा किया गया है। विभिन्न खनिजों के लोचदार मापांक का मूल्य एक विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है। कोरन्डम, पाइराइट, गार्नेट, मैग्नेटाइट, हेमेटाइट, जेडाइट, ओलिविन, जिरकोन जैसे खनिजों में स्टील की लोच (2 105 किग्रा / सेमी 2) के बराबर या उससे अधिक लोच के मापांक के उच्च मूल्य होते हैं। फिर उच्च लोच वाले खनिज होते हैं: डायोपसाइड, एपिडोट, ऑगाइट, हॉर्नब्लेंड, फ्लोराइट, एपेटाइट। तलछटी बिखरी हुई मिट्टी में इस तरह के व्यापक खनिज; क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार, माइका, कैल्साइट की तरह, मध्यम लोच है। अंत में, कम लोच वाले खनिज (सर्पिन, जिप्सम, आदि) होते हैं।

लोच पर चट्टान की रचना करने वाले कणों की खनिज संरचना का प्रभाव केवल नगण्य सरंध्रता वाले रॉक नमूनों के लिए स्थापित किया जा सकता है (p<1%). При больших значениях пористости упругость пород определяется их структурно-текстурными особенностями (в основном пористостью, трещиноватостью и размером частиц).

कम-छिद्रपूर्ण चट्टानों में, लोचदार पैरामीटर सीधे उनके घटक खनिजों के लोचदार स्थिरांक पर निर्भर करते हैं। तो, अभ्रक चट्टानों के लोचदार स्थिरांक में कमी देते हैं, और गहरे रंग के खनिज और गार्नेट -

बढ़ोतरी। इसलिए, अल्ट्राबेसिक चट्टानों और एक्लोगाइट्स में विशेष रूप से उच्च लोच होता है। प्लेगियोक्लेज़ की लोच उनकी संरचना पर निर्भर करती है: मौलिकता में वृद्धि के साथ, प्लेगियोक्लेज़ के लोचदार स्थिरांक बढ़ जाते हैं। इस संबंध में, लैब्रोडोराइट्स अपनी लोच में अम्लीय और बुनियादी चट्टानों के बीच एक मध्यवर्ती स्थान पर कब्जा कर लेते हैं। जेडाइट, एक खनिज जो विशेष रूप से महान गहराई की घनी चट्टानों की विशेषता है, में विशेष रूप से उच्च लोच है। यह और अन्य तथ्य बताते हैं कि खनिजों और चट्टानों की लोच जितनी अधिक होती है, उतने ही अधिक दबाव बनते हैं।

एक्लोगाइट्स, पेरिडोटाइट्स, एम्फ़िबोलाइट्स, पाइरोक्सेनाइट्स, गैब्रोस, और डायबेस, यानी अल्ट्राबेसिक और बेसिक इंट्रूज़न से संबंधित चट्टानें, विरूपण के मापांक के उच्च मूल्य हैं, जो मुख्य खनिजों की लोच के मापांक के परिमाण के करीब हैं।

लोच के मापांक और चट्टानों के सामान्य विरूपण के मापांक पर सरंध्रता और फ्रैक्चरिंग का प्रभाव। जब खनिज संरचना में समान चट्टानों के लोचदार मापांक में परिवर्तन पर विचार किया जाता है, लेकिन अलग-अलग सरंध्रता होने पर, यह देखा जा सकता है कि चट्टानों के प्रत्येक पेट्रोग्राफिक समूह के लिए, लोचदार मापांक के मान बढ़ते हुए छिद्र के साथ कम हो जाते हैं। उच्च सरंध्रता (n> 10%) वाली चट्टानों के लिए, लोचदार मापांक पूरी तरह से सरंध्रता के प्रभाव से निर्धारित होगा।

चट्टानों का टूटना मुख्य कारक है जो उनकी विकृति और ताकत को निर्धारित करता है। दरारों की सतह, मैक्रो- और सूक्ष्म प्रोट्रूशियंस और अवसादों की उपस्थिति के परिणामस्वरूप, आमतौर पर ऊबड़-खाबड़ होती है। इसलिए, दो रॉक ब्लॉकों के बीच संपर्क का वास्तविक क्षेत्र संपर्क के ज्यामितीय क्षेत्र से 100-100,000 गुना कम हो सकता है। इसे देखते हुए, जब कंप्रेसिव स्ट्रेस दरार के प्लेन में सामान्य होते हैं, तो प्रोट्रूशियंस और आस-पास के ज़ोन पर स्ट्रेस की एकाग्रता होती है जो फलाव सामग्री की ताकत से अधिक होती है। प्लास्टिक विरूपण या प्रोट्रूशियंस के भंगुर फ्रैक्चर के परिणामस्वरूप, दो सतहें एक दूसरे के पास आती हैं। इस मामले में, सतहों के बीच वास्तविक संपर्क का क्षेत्र और विरूपण के प्रतिरोध में वृद्धि होती है।

क्वार्ट्ज पोर्फिरी के फ्रैक्चरिंग में वृद्धि के साथ, विरूपण संकेतक तेजी से कम हो जाते हैं, जबकि लोचदार मापांक कुल विरूपण मापांक से काफी अधिक होता है। यह इस तथ्य के कारण है कि दबाव की कार्रवाई के तहत चट्टानें बड़े स्थायी विकृतियों का अनुभव करती हैं। इसके अलावा, जैसे-जैसे फ्रैक्चरिंग बढ़ती है (टी या केटीआर में वृद्धि), यह अंतर बड़ा होता जाता है। दबाव में दरारें बंद करना और बंद करना, जो स्थायी विकृतियों की उपस्थिति को निर्धारित करता है, इस तथ्य की ओर भी जाता है कि दूसरे लोडिंग चक्र के लिए कुल विरूपण मापांक पहले लोडिंग चक्र के लिए कुल विरूपण मापांक से 1.5-2 गुना अधिक है।

चट्टानी चट्टानों के अपक्षय से माइक्रोक्रैक की उपस्थिति और विस्तार होता है, अनाज के बीच के बंधन कमजोर होते हैं, और चट्टानों की रासायनिक संरचना में भी बदलाव होता है। इसलिए, चट्टानों की विकृति और शक्ति गुण उनके अपक्षय की डिग्री पर निर्भर करते हैं। तालिका से पता चलता है कि गहराई के साथ ग्रेनाइट की सरंध्रता कम हो जाती है, और विरूपण और शक्ति संकेतक बढ़ जाते हैं। 49 मीटर की गहराई पर, ग्रेनाइट पहले से ही इतना मजबूत है कि इसके लिए लोच का मापांक कुल विरूपण के मापांक के बराबर है।

सीमेंटेशन के दौरान चट्टानों के विरूपण और ताकत गुणों पर फ्रैक्चरिंग का प्रतिकूल प्रभाव कम हो जाता है। इस मामले में, दरारें सीमेंट मोर्टार से भर जाती हैं, जो सेटिंग के बाद, चट्टान के विरूपण के प्रतिरोध को बढ़ाती है। सीमेंटेशन के बाद चट्टानों के विरूपण का मापांक औसतन 1.5 गुना बढ़ जाता है।

विरूपण मापांक पर रॉक लेमिनेशन का प्रभाव। जब स्तरित तलछटी चट्टानों के संकुचित नमूने, परतों के समानांतर दिशा में विरूपण का मापांक आमतौर पर परतों के लंबवत से अधिक होता है। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि पहले मामले में, चट्टान की अधिक कठोर परतें प्रतिरोध करती हैं, जबकि दूसरे में, संपीड़ितता मुख्य रूप से सबसे आज्ञाकारी परतों के विरूपण से निर्धारित होती है, जो कठोर लोगों के बीच सैंडविच होती है, जैसे प्लेटों के बीच . जाहिर है, दूसरे मामले में समय कारक अधिक ध्यान देने योग्य भूमिका निभाएगा, क्योंकि कठोर रॉक तत्वों की विकृति तेजी से आगे बढ़ेगी।

जहर के अनुपात। पॉइसन का अनुपात तनाव के तहत विरूपण के दौरान एक चट्टान की मात्रा को बदलने की क्षमता का एक उपाय है। आमतौर पर गणना में उपयोग किए जाने वाले पॉइसन का अनुपात लोचदार विरूपण को संदर्भित करता है।

मुख्य चट्टान बनाने वाले खनिजों का पोइसन का अनुपात छोटी सीमाओं के भीतर भिन्न होता है: 0.08 से 0.34 तक। कम मूल्य वाले खनिजों के एक समूह को प्रतिष्ठित किया जा सकता है: 0.08 से 0.16 तक, जिसमें आरोही क्रम में, क्वार्ट्ज, हेमेटाइट, पाइराइट शामिल होंगे; फिर खनिजों का एक समूह जिसके लिए गुणांक 0.21 से 0.29 तक भिन्न होता है। यह समूह सबसे अधिक है और इसमें फेल्डस्पार, माइका और अन्य सिलिकेट जैसे खनिज शामिल हैं। और, अंत में, खनिजों के एक छोटे समूह में गुणांक का बढ़ा हुआ मूल्य होता है: 0.31 से 0.34 तक - सर्पिन, जिप्सम, जिक्रोन।

क्रिस्टल के पॉसों का अनुपात क्रिस्टल जाली के प्रकार और क्रिस्टलोग्राफिक अक्षों के सापेक्ष वोल्टेज क्रिया की दिशा पर निर्भर करता है। चट्टानों के लिए, यह खनिज संरचना, फ्रैक्चरिंग और सरंध्रता पर निर्भर करता है।

क्वार्ट्ज (0.08) के लिए पॉइसन के अनुपात के बेहद कम मूल्य पर जोर दिया जाना चाहिए, जो कि इसके क्रिस्टल जाली की फ्रेम संरचना के कारण है। इसलिए, चट्टान में क्वार्ट्ज की एक महत्वपूर्ण सामग्री गुणांक के मूल्य में कमी की ओर ले जाती है। चट्टानी मिट्टी में, पॉइसन का अनुपात भी संकीर्ण सीमाओं के भीतर भिन्न होता है - 0.1-0.3। सरंध्रता में वृद्धि के आधार पर, यह घट जाती है: शेल चूना पत्थर में 0.23 से 0.17 तक, ऑर्गेनोजेनिक चूना पत्थर में 0.27 से 0.23 तक, संगमरमर से बने ऑर्गेनोजेनिक चूना पत्थर में 0.32 से 0.30 तक। लेकिन जैसे-जैसे घने क्वार्टजाइट से अधिक झरझरा बलुआ पत्थरों में संक्रमण होता है, यह 0.10-0.14 से बढ़कर 0.18-0.29 हो जाता है।

बिखरी हुई मिट्टी के लिए, पॉसों के अनुपात का मान 0.1 से 0.5 तक भिन्न होता है। नमी का बहुत महत्व है: सूखी रेत के लिए c. पानी-संतृप्त - 0.44-0.49 के लिए 0.1-0.25 के बराबर है।

चट्टानी मिट्टी में, पोइसन के अनुपात के मूल्य पर फ्रैक्चरिंग का निर्णायक प्रभाव पड़ता है। एक खंडित चट्टान में, कुल प्रयास का केवल एक हिस्सा उसके ठोस हिस्से के विरूपण पर खर्च किया जाएगा, दूसरा हिस्सा दरारें बंद करने और लकीरें तोड़ने पर खर्च किया जाएगा; परिणामी विस्तार से पूरे नमूने का विस्तार नहीं होगा।

छितरी हुई मिट्टी के विरूपण गुण

छितरी हुई मिट्टी की सबसे महत्वपूर्ण विरूपण संपत्ति लोड के तहत उनकी संपीड़ितता है, एक दूसरे के सापेक्ष कणों के विस्थापन के कारण छिद्र मात्रा में कमी, स्वयं कणों की विकृति, साथ ही वेद और छिद्रों को भरने वाली गैसें।

जल-संतृप्त मिट्टी का संघनन छिद्रों से पानी निकालने के कारण होता है, जबकि मिट्टी की नमी कम हो जाती है। अपूर्ण जल-संतृप्त मिट्टी का कुछ दबावों में संघनन उनकी नमी की मात्रा को बदले बिना हो सकता है।

लोड के तहत मिट्टी की संपीड्यता समय के साथ होती है। इसलिए, मिट्टी की संपीड़ितता का निर्धारण करते समय, संकेतक प्रतिष्ठित होते हैं जो भार पर अंतिम (संतुलन) विरूपण की निर्भरता और निरंतर भार पर समय के साथ मिट्टी के विरूपण में परिवर्तन की विशेषता रखते हैं। संकेतकों के पहले समूह में शामिल हैं: संघनन गुणांक a, संपीड़न गुणांक ak, निपटान मापांक ep; दूसरे समूह के लिए - समेकन गुणांक cv, आदि।

छितरी हुई मिट्टी की संपीड़ितता के संकेतक प्रयोगशाला में निर्धारित किए जाते हैं जब एक आयामी समस्या की स्थितियों में लोड के तहत मिट्टी का संघनन होता है, (यानी, मिट्टी की विकृति केवल एक दिशा में होती है)। पार्श्व विस्तार की संभावना के बिना इस प्रकार की मिट्टी परीक्षण को संपीड़न कहा जाता है।

जब एक संपीड़न उपकरण में मिट्टी को संकुचित किया जाता है, तो नमूना व्यास नहीं बदलता है। इसलिए, मिट्टी का सापेक्ष ऊर्ध्वाधर विरूपण आयतन में सापेक्ष परिवर्तन के बराबर है।

चूंकि मिट्टी का संघनन मुख्य रूप से छिद्र की मात्रा में कमी के कारण होता है, मिट्टी के संपीड़न विरूपण को सरंध्रता गुणांक के मूल्य में परिवर्तन के माध्यम से और पूर्ण जल संतृप्ति के मामले में नमी में परिवर्तन के माध्यम से भी व्यक्त किया जाता है।

संबंधित लोड चरणों में मिट्टी के सरंध्रता गुणांक (या सापेक्ष विकृति) को जानने के बाद, एक संपीड़न वक्र का निर्माण संभव है। यह संपीड़न परीक्षणों के परिणामों को चित्रित करने के लिए प्रथागत है:
दबाव पी पर सरंध्रता गुणांक की निर्भरता, एक समान या अर्ध-लघुगणक समन्वय ग्रिड पर निर्मित;
सापेक्ष ऊर्ध्वाधर विरूपण ई की निर्भरता दबाव पी पर, एक वर्दी पर, या लॉगरिदमिक और अर्ध-लॉगरिदमिक समन्वय ग्रिड पर बनाया गया है। लिथोलॉजी में, निर्देशांक नमी डब्ल्यू - दबाव पी (या गहराई एच) में मिट्टी चट्टानों की संपीड़ितता को चित्रित करने के लिए अक्सर प्रथागत होता है। संपीड़न वक्र प्रदर्शित करने का तरीका अध्ययन के उद्देश्य, मिट्टी के प्रकार और दबाव सीमा से निर्धारित होता है। तो, एक अत्यधिक संकुचित मिट्टी की मिट्टी के संपीड़न वक्र को अर्ध-लघुगणक समन्वय ग्रिड पर आसानी से चित्रित किया जाता है, और एक रेतीले - एक लघुगणक पर, आदि।

संपीडन मृदा संपीड्यता को विभिन्न संकेतकों द्वारा अभिलक्षित किया जा सकता है।

लोड के तहत एक बड़ी मिट्टी के संघनन के साथ, संपीड़ितता विशेषता के लिए संघनन गुणांक का उपयोग असुविधाजनक हो जाता है, क्योंकि बढ़ते दबाव के साथ परिवर्तन का मूल्य महत्वपूर्ण रूप से बदल जाता है।

यह कमी कुछ हद तक समाप्त हो जाती है जब संपीड़न परीक्षणों के परिणाम अर्ध-लॉगरिदमिक ग्रिड पर प्रदर्शित होते हैं, जो संपीड़न वक्र को एक महत्वपूर्ण दबाव सीमा में सीधा करने और अनुमानित करने की अनुमति देता है।

संपीड़न वक्र की छवि भी वक्र में मोड़ द्वारा मिट्टी की संरचनात्मक ताकत के मूल्य को निर्धारित करना संभव बनाती है।

मिट्टी की संरचनात्मक ताकत का मूल्य, Pstr, मिट्टी की मिट्टी के संघनन के दौरान दो दबाव श्रेणियों को अलग करना संभव बनाता है:
जब बाहरी दबाव संरचनात्मक बंधों की ताकत से कम होता है और
जब बाहरी दबाव ने संरचनात्मक संबंधों के प्रतिरोध को दूर कर दिया है। पहले मामले में, मिट्टी का एक मामूली संघनन होता है, मुख्य रूप से एक प्रतिवर्ती प्रकृति का, और दूसरे में, मिट्टी का एक महत्वपूर्ण संघनन होता है, जो संरचनाओं की नींव के मुख्य विकृति का कारण बनता है।

एपी के मान को निपटान का मापांक कहा जाता है और एक अतिरिक्त भार पी को लागू करने पर 1 मीटर ऊंचे मिट्टी के एक स्तंभ के मिलीमीटर में संपीड़न की मात्रा का प्रतिनिधित्व करता है।

संसक्त (मोटे और रेतीली) मिट्टी की संपीड्यता संयोजी (मिट्टी और दोमट) मिट्टी की संपीड्यता से इस तथ्य के कारण भिन्न होती है कि एक ही दबाव के तहत उनमें उत्पन्न होने वाली विकृतियाँ एक अलग प्रकृति की होती हैं।

मोटे और रेतीली मिट्टी की संपीड्यता

मोटे अनाज वाली और रेतीली मिट्टी की संपीड्यता महत्वपूर्ण कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं: 1) खनिज संरचना; 2) संरचनात्मक बनावट विशेषताएंमिट्टी (कण आकार, आकार, उनकी सतह की प्रकृति, कण संबंध और उनकी पैकिंग); 3) आर्द्रता की डिग्री; 4) दबाव का परिमाण; 5) विरूपण की स्थिति (स्थिर, गतिशील भार)।

इसी समय, विभिन्न खनिज संरचना और फैलाव की डिग्री की रेत के लिए, एक नियमितता देखी जाती है: भार के प्रभाव में, ज्यादातर मामलों में, कणों की सामग्री घट जाती है><0,1 мм. Исключение составляют лишь некоторые, главным образом кварцевые, пески, у которых благодаря большой прочности частиц происходит увеличение их содержания уже во фракции 0,25-0,1 мм. Во всех более крупных фракциях содержание частиц уменьшается.

कणों के विनाश के परिणामस्वरूप>

ऊपर सूचीबद्ध कारकों के अलावा, कंपन संघनन भार और त्वरण पर निर्भर करता है। जमीन पर अधिभार की उपस्थिति कंपन के दौरान उनके संघनन को कम कर देती है। कंपन के त्वरण में वृद्धि रेत के अधिक गहन संघनन में योगदान करती है।

मोटे अनाज वाली और रेतीली मिट्टी को एक फ्रेम संरचना की विशेषता होती है जिसमें कण एक दूसरे के सीधे ठोस संपर्क में होते हैं। संपर्क क्षेत्र बहुत छोटा हो सकता है। मिट्टी पर अपेक्षाकृत कम भार पर, दसियों किग्रा / सेमी 2 में मापा जाता है, संपर्क के बिंदुओं पर उच्च दबाव उत्पन्न हो सकता है, जो कणों की सामग्री की ताकत से अधिक होता है। नतीजतन, कण विभाजित हो जाएंगे, और अधिक बनेंगे छितरी हुई प्रणालीमूल की तुलना में।

जब मिट्टी को संकुचित किया जाता है, तो कणों की सघन पैकिंग होती है, साथ ही उनका विरूपण भी होता है। जब मिट्टी से भार हटा दिया जाता है, तो यह फैलता है, जिससे छिद्र मात्रा में वृद्धि होती है, हालांकि, महत्वपूर्ण अवशिष्ट मिट्टी विरूपण की उपस्थिति के कारण, मिट्टी के संघनन के दौरान मात्रा में परिवर्तन से कम हो जाता है।

भार को हटाने पर कंकाल की मिट्टी में विस्तार विशेष रूप से खनिजों के क्रिस्टल जाली के लोचदार बलों द्वारा निर्धारित किया जाता है। विभिन्न फैलाव, घनत्व और खनिज संरचना की रेत और रेत पर खड़ी संरचनाओं का निपटान ध्यान देने योग्य मूल्य तक पहुंच सकता है और निर्माण अवधि के दौरान समाप्त नहीं होता है।

मोटे और रेतीली मिट्टी की संपीड्यता महत्वपूर्ण कारकों पर निर्भर करती है, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:
खनिज संरचना;
मिट्टी की संरचनात्मक और बनावट संबंधी विशेषताएं (कण आकार, आकार, उनकी सतह की प्रकृति, कणों का संबंध और उनकी पैकिंग);
आर्द्रता की डिग्री;
दबाव मूल्य;
विरूपण की स्थिति (स्थिर, गतिशील भार)।

संपीड्यता पर असंयोजी मृदा की खनिज संरचना का प्रभाव। रेत और मोटे अनाज वाली मिट्टी की खनिज संरचना कणों के आकार, उनकी सतह पर खुरदरापन की प्रकृति और कणों की ताकत के माध्यम से उनकी संपीड़ितता को प्रभावित करती है। रेत की संपीड़ितता पर सबसे मजबूत प्रभाव उनमें अभ्रक कणों की उपस्थिति से होता है, जो उनके लैमेलर आकार और लचीलेपन के कारण, रेत की संपीड़ितता और प्रतिवर्ती विरूपण के मूल्य में काफी वृद्धि करते हैं।

संपीड़न विरूपण का एक महत्वपूर्ण हिस्सा प्रकृति में प्रतिवर्ती, लोचदार है। लेकिन क्वार्ट्ज, फेल्डस्पार और अन्य खनिजों के रेतीले अंशों के लिए, अपरिवर्तनीय विकृतियाँ बहुमत के लिए जिम्मेदार हैं।

ढीली मिट्टी में मिट्टी के खनिजों की उपस्थिति, कार्बनिक पदार्थऔर आयरन ऑक्साइड हाइड्रेट, बड़े कणों को एक खोल के साथ कवर करते हुए, न केवल मिट्टी की संपीड़ितता को बढ़ाता है, बल्कि लोड के तहत उनके विरूपण की अवधि भी बढ़ाता है। रेत में ग्लौकोनाइट की उपस्थिति भी ग्लूकोनाइट कणों की कम शक्ति और मिट्टी की सरंध्रता में वृद्धि के कारण इसकी संपीड्यता को बढ़ाती है।

कंप्रेसिबिलिटी पर कण आकार का प्रभाव। लोड के तहत, छोटे अंशों की तुलना में बड़े अंश अधिक हद तक विकृत होते हैं। यह इस तथ्य के कारण है कि बड़े कणों वाली मिट्टी में, प्रति इकाई आयतन में संपर्कों की संख्या छोटे कणों से युक्त मिट्टी की तुलना में कम होती है। नतीजतन, प्रत्येक संपर्क पर लागू दबाव का परिमाण बड़े कणों के लिए अधिक होगा और उन्हें विभाजित करने के लिए पर्याप्त हो सकता है, इसलिए विरूपण मुख्य रूप से कणों के कुचलने और टूटने के परिणामस्वरूप होगा। धारदार कोना... कणों के बीच संपर्कों की संख्या (उनके आकार के अलावा) आकार, आकार और सतह के चरित्र के संदर्भ में कणों की असमानता की डिग्री पर भी निर्भर करती है।

संपीड़न के दौरान गैर-संयोजी मिट्टी के कणों को कुचलना। भार के तहत रेत के कणों की आवाजाही उनके कुचलने के साथ होती है। एमएम फिलाटोव (1936) ने लिखा है कि 530 किग्रा / सेमी 2 के दबाव के परिणामस्वरूप, अधिकांश रेत के दाने फट गए और उनमें से कई धूल में बदल गए। कुछ बड़े दाने किनारों और कोनों पर चिपके हुए पाए गए।

ईएम सर्गेव (1946) ने विभिन्न दबावों के साथ संपीड़न के तहत विभिन्न खनिज और ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना की रेत के फैलाव में परिवर्तन की जांच की।

सभी भारों पर, रेत के कणों का एक महत्वपूर्ण क्रशिंग था। इस पेराई की तीव्रता रेत की खनिज और ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना और उनकी नमी की मात्रा पर निर्भर करती है। कण पेराई के साथ एक विशेषता दरार थी।

शुद्ध क्वार्ट्ज रेत में, अनाज की पेराई बहुखनिज रेत की तुलना में कम तीव्र थी। रेत में जितने अधिक शारीरिक रूप से मजबूत खनिज होते हैं, भार के तहत उनका फैलाव उतना ही कम होता है।

सजातीय खनिज संरचना की रेत में, भार के तहत कणों के कुचलने की डिग्री कणों के आकार से निर्धारित होती है: रेत के कण जितने बड़े होते हैं, उसी दबाव में उनके विनाश की डिग्री उतनी ही अधिक होती है। बढ़ते दबाव के साथ, विभिन्न ग्रेन्युलोमेट्रिक संरचना की रेत की पेराई में अंतर कम हो जाता है।

इसी समय, विभिन्न खनिज संरचना और फैलाव की डिग्री की रेत के लिए, एक नियमितता देखी जाती है: भार के प्रभाव में, ज्यादातर मामलों में, कणों की सामग्री> 0.1 मिमी घट जाती है और कणों की संख्या बढ़ जाती है।<0,1 мм. Исключение составляют лишь некоторые, главным образом кварцевые, пески, у которых благодаря большой прочности частиц происходит увеличение их содержания уже во фракции 0,25-0,1 мм. Во всех более крупных фракциях содержание частиц уменьшается.

कणों के विनाश के परिणामस्वरूप> 0.1 मिमी, महीन रेत के कण (0.1-0.05 मिमी) और धूल के कण (0.05-0.01 मिमी) मुख्य रूप से बनते हैं; रेत में मिट्टी के कणों की सामग्री महत्वहीन रूप से बढ़ जाती है। ईएम सर्गेव द्वारा अध्ययन की गई रेत में, अंश में कणों की प्रारंभिक सामग्री 0.1-0.05 मिमी 13% से अधिक नहीं थी, धूल के कण - 5% और मिट्टी - 2.15%। 3000 किग्रा / सेमी 2 के दबाव के बाद, कणों की अधिकतम सामग्री में वृद्धि हुई: अंश में 0.1-0.05 मिमी तक 51%, सिल्टी तक 23% और क्लेई 5.42% तक। किए गए अध्ययनों से यह भी पता चलता है कि बड़े ग्रैनुलोमेट्रिक तत्वों के यांत्रिक विनाश के परिणामस्वरूप प्राकृतिक परिस्थितियों में मिट्टी के कणों का निर्माण, जाहिरा तौर पर, बहुत सीमित आकार में होता है।

रेत की नमी की मात्रा रेत के कणों के कुचलने को तभी प्रभावित कर सकती है जब उन पर कुछ भार लगाया जाता है। लेकिन उच्च भार (3000 किग्रा / सेमी 2) पर, आर्द्रता व्यावहारिक रूप से रेत के फैलाव में परिवर्तन को प्रभावित नहीं करती है, और जब 200 किग्रा / सेमी 2 के भार के साथ गीली रेत के संपर्क में आती है, तो यह प्रभाव होता है और उनकी खनिज संरचना पर निर्भर करता है।

यदि रेत में मुख्य रूप से उच्च शक्ति वाले खनिज होते हैं (उदाहरण के लिए, क्वार्ट्ज), तो नमी में वृद्धि से कणों का कुचलना कम हो जाता है। इन रेत में, फैलाव में सबसे बड़ा परिवर्तन उनकी शुष्क अवस्था में देखा गया। इसे इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि पानी, क्वार्ट्ज कणों की ताकत को कम किए बिना, एक "स्नेहक" की भूमिका निभाता है जो कणों को भार के प्रभाव में अधिक आसानी से स्थानांतरित करने में मदद करता है, जिससे सरंध्रता में उल्लेखनीय कमी आती है और कणों की सघन पैकिंग, जिसमें उनका विनाश इतना प्रबल नहीं होता।

रेत में ग्लूकोनाइट, कैल्साइट, माइका, फेल्डस्पार और कुछ अन्य खनिजों की उपस्थिति इस तथ्य की ओर ले जाती है कि 200 किग्रा / सेमी 2 के दबाव में उनका फैलाव अधिकतम आणविक नमी क्षमता पर सबसे बड़ी सीमा तक बढ़ जाता है। ऐसा इसलिए है क्योंकि नमी की मात्रा बढ़ने के साथ ग्लूकोनाइट और कैल्साइट कणों की ताकत कम हो जाती है।

कणों के कुचलने से उनकी आगे की गति और सघन पैकिंग में योगदान होता है, जिसके परिणामस्वरूप रेत की सरंध्रता कम हो जाती है। 3000 किग्रा / सेमी 2 के दबाव में, रेत की सरंध्रता, जो संघनन से पहले थी अलग अर्थ(36-48%), अधिक सजातीय हो जाता है (21-28%)।

मोटे अनाज वाली मिट्टी (बजरी और कंकड़) में, मुख्य रूप से चिप्स के रूप में कणों के विनाश के कारण उच्च दबाव में विकृति होती है।

गैर-संयोजक मिट्टी के पैकिंग घनत्व का उनकी संपीड़ितता पर प्रभाव।

रेत के कणों के पैकिंग घनत्व का इसकी संपीडनशीलता पर एक मजबूत प्रभाव पड़ता है: घनत्व जितना अधिक होता है, उतना ही कम संकुचित होता है। घनत्व में वृद्धि के साथ, संपीड़ितता की प्रकृति बदल जाती है, संपीड़न वक्र चापलूसी हो जाता है। इसलिए, रेत और अन्य गैर-संयोजक मिट्टी से तटबंध और बांध बनाते समय, विरूपण को कम करने और स्थिरता बढ़ाने के लिए उन्हें संकुचित किया जाना चाहिए।

संपीड़ितता पर दबाव का प्रभाव। गैर-संयोजी मिट्टी में सापेक्ष विरूपण ई = केपीएन के रूप में एक शक्ति निर्भरता द्वारा दबाव से जुड़ा हुआ है जहां के, एन निर्भरता के पैरामीटर हैं। मोटे अनाज और रेतीली मिट्टी के लिए आनुपातिकता गुणांक K का मान 3 10-3 से 25 10-3 सेमी / किग्रा तक भिन्न होता है और मुख्य रूप से कणों और नमी के पैकिंग घनत्व पर निर्भर करता है: कणों का पैकिंग घनत्व जितना अधिक होगा, कम K, और नम मिट्टी के लिए यह शुष्क की तुलना में अधिक है। घातांक लगभग 0.2 से 1 तक अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमा के भीतर भिन्न होता है, और मुख्य रूप से कण आकार पर निर्भर करता है।

कंपन का प्रभाव। ढीली रेत कंपन, झटके, विस्फोट से संकुचित होती है। इसका उपयोग रेत देने के लिए किया जाता है उच्च घनत्वऔर ताकत।

असंबद्ध मिट्टी, विशेष रूप से ढीली, अनलोडेड रेत, कंपन के दौरान गतिशीलता प्राप्त करती है, क्योंकि एक दूसरे के सापेक्ष कणों का विस्थापन उनके बीच घर्षण में कमी से सुगम होता है।

मिट्टी की मिट्टी की संपीड्यता

कंपन, एक दूसरे के सापेक्ष कणों के विस्थापन को सुगम बनाकर, गैर-संयोजी मिट्टी के संघनन में योगदान देता है। कंपन के त्वरण में वृद्धि के साथ रेत का संघनन त्वरण बढ़ाने की विधि पर निर्भर नहीं करता है - आयाम बढ़ाना या कंपन की अवधि कम करना। दोनों ही मामलों में, भार में वृद्धि के समान कंपन का मिट्टी पर प्रभाव पड़ता है, जिसके परिणामस्वरूप संघनन प्रक्रिया को कंपन संपीड़न कहा जाता है, और कंपन के दौरान रेत सरंध्रता में परिवर्तन कंपन संपीड़न वक्र द्वारा व्यक्त किया जाता है। गैर-संयोजी मिट्टी का कंपन संघनन फैलाव, अनाज के आकार और उनकी गोलाई पर निर्भर करता है। महीन दाने वाली रेत में सबसे बड़ा कंपन संघनन होता है। गोलाकार कणों से युक्त रेत कोणीय वाले की तुलना में कंपन संघनन में अधिक सक्षम होती है।

ऊपर सूचीबद्ध कारकों के अलावा, कंपन संघनन भार और त्वरण पर निर्भर करता है। जमीन पर अधिभार की उपस्थिति कंपन के दौरान उनके संघनन को कम कर देती है। कंपन के त्वरण में वृद्धि रेत के अधिक गहन संघनन में योगदान करती है।

ढीली चट्टानों का अवतलन

चिकनी मिट्टी की संपीड्यता निर्भर करती है एक बड़ी संख्या मेंकारक, जिनमें से सबसे महत्वपूर्ण हैं:
कंकाल और छिद्र समाधान की रासायनिक और खनिज संरचना;
मिट्टी की संरचना - फैलाव, कणों का आकार और उनकी सतह की प्रकृति, सरंध्रता और माइक्रोफ्रैक्चरिंग, संरचनात्मक बंधों की ताकत;
बनावट की विशेषताएं - कणों का उन्मुखीकरण, लेयरिंग, समावेशन, आदि। चिकनी मिट्टी के संपीड़न से उनकी संरचना और बनावट में परिवर्तन होता है।

संपीड़न के दौरान मिट्टी की मिट्टी की संरचना और बनावट में परिवर्तन में निम्न शामिल हैं:
समग्र सरंध्रता को कम करना;
छिद्रों के आकार को कम करना और उनके आकार को बदलना;
माइक्रोएग्रीगेट्स के आकार में परिवर्तन और उनका आंशिक फ्रैक्चर;
मिट्टी के कणों का पुनर्रचना।

मुख्य संरचनात्मक विकृतियाँ मिट्टी की चट्टान की ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना में बदलाव से जुड़ी नहीं हैं। एमएम फिलाटोव और ईएम सर्गेव के प्रयोगों ने स्थापित किया है कि बहुत अधिक दबाव पर भी, मिट्टी की चट्टानों का फैलाव व्यावहारिक रूप से अपरिवर्तित रहता है। ईएम सर्गेव (1947) ने दिखाया कि, उच्च दबाव की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, अशांत संरचना का मेंटल लोम, जो एक ढीला सिल्टी पाउडर था, स्पष्ट शिष्टता के साथ एक अखंड शरीर में बदल गया, जो कि दिशा के लंबवत उत्पन्न हुआ। अभिनय बल। उच्च दबावों पर, हाइग्रोस्कोपिसिटी और गीलापन की गर्मी में थोड़ी कमी देखी जाती है, जिसे कणों के एक दूसरे से घने आसंजन द्वारा समझाया जा सकता है और परिणामस्वरूप, उनके कुल सतह क्षेत्र में कमी आती है। तथ्य यह है कि मिट्टी की हीड्रोस्कोपिसिटी और गीलापन की गर्मी बहुत अधिक दबावों पर भी नहीं बढ़ती है, भार के तहत एकजुट मिट्टी के फैलाव में एक महत्वहीन परिवर्तन को इंगित करता है।

कार्रवाई पर उच्च दबावमिट्टी पर, उनकी सूक्ष्म-समुच्चय संरचना में ध्यान देने योग्य परिवर्तन होते हैं, क्योंकि संघनन के दौरान, कणों के बीच के बंधन टूट जाते हैं और मिट्टी के कणों के अभिसरण के कारण नए बंधन दिखाई देते हैं। अत्यधिक बिखरे हुए ना-मोंटमोरिलोनाइट क्ले में, जब लगभग 5000 किग्रा / सेमी 2 के उच्च दबाव से संकुचित होता है, मिट्टी के कणों की उपज में थोड़ी कमी और सिल्टी कणों (एकत्रीकरण प्रक्रिया) में वृद्धि देखी जाती है, जबकि मोटे अनाज वाले काओलाइट और हाइड्रोमिका में मिट्टी, सूक्ष्म समुच्चय का विनाश और मिट्टी के कणों की उपज में वृद्धि देखी गई है।

दबाव में मिट्टी के कणों का उन्मुखीकरण बदलना। आई.वी. पोपोव (1944) और अन्य शोधकर्ताओं के प्रयोगों से पता चला है कि कम दबाव वाले पेस्ट (0.1-1 किग्रा / सेमी 2 तक) के संपर्क में आने पर मिट्टी के कण आसानी से मुक्त पार्श्व विस्तार की शर्तों के तहत एक आदर्श अभिविन्यास प्राप्त कर लेते हैं। संपीड़न मिट्टी के कणों के उन्मुखीकरण को भी बदलता है, जो अपने बेसल विमानों के साथ एक दूसरे के पास पहुंचते हैं और स्यूडोक्रिस्टल (आई.वी. पोपोव के अनुसार एंचिक्रिस्टल) बनाते हैं। दबाव की दिशा P के लिए सामान्य उनकी लंबी कुल्हाड़ियों द्वारा उन्मुख, ये छद्म क्रिस्टल या मिट्टी के कणों के माइक्रोएग्रीगेट ध्रुवीकृत प्रकाश में निरंतर विलुप्त होने और विरंजन का प्रदर्शन करते हैं। प्रबुद्धता और विलुप्त होने की स्थिति में स्यूडोक्रिस्टल से गुजरने वाले चमकदार प्रवाह में अंतर जितना अधिक होगा, कणों का एक दूसरे के संबंध में उन्मुखीकरण उतना ही सही होगा।

बढ़ते दबाव के साथ कण अभिविन्यास की डिग्री अलग-अलग खनिजों के लिए अलग-अलग बढ़ जाती है। काओलाइट के कण निम्न दाब पर भी सबसे उत्तम अभिविन्यास प्राप्त करते हैं। मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले के कण अपेक्षाकृत कमजोर रूप से 1000 किग्रा / सेमी 2 के दबाव तक उन्मुख होते हैं, और पैलीगोर्स्काइट कण (एक विशेष आदत वाले) स्वाभाविक रूप से बढ़ते दबाव के साथ अपने अभिविन्यास को बढ़ाते हैं। दबाव में कणों के उन्मुखीकरण की पूर्णता की डिग्री उनके आकार और आकार और सतह घर्षण के परिमाण पर निर्भर करती है। आइसोडायमेट्रिक और छोटे वाले (मोंटमोरिलोनाइट) की तुलना में बड़े और अनिसोडायमेट्रिक कण अधिक हद तक (काओलाइट) उन्मुख होते हैं। अबाधित संरचनात्मक बंधों के साथ चिकनी मिट्टी में, निर्माण अभ्यास में सामान्य दबावों की कार्रवाई के तहत कणों का उन्मुखीकरण महत्वहीन रूप से बदलता है। मिट्टी की मिट्टी की संपीड़ितता पर खनिज संरचना का प्रभाव और विशेष रूप से, मिट्टी के आकार और आकार के माध्यम से प्रकट होता है कण और पानी को बांधने की उनकी क्षमता, यानी हाइड्रोफिलिसिटी। सबसे छोटा आकारकणों और उच्चतम हाइड्रोफिलिसिटी में मॉन्टमोरिलोनाइट, साथ ही साथ कार्बनिक कोलाइड होते हैं। इसलिए, चट्टान में उनकी उपस्थिति उच्च सरंध्रता और बाहरी भार की कार्रवाई के तहत महत्वपूर्ण रूप से कॉम्पैक्ट करने की क्षमता दोनों को निर्धारित करती है।

बढ़ते दबाव के साथ, मिट्टी की खनिज संरचना का प्रभाव कम हो जाता है, लेकिन 1000 किग्रा / सेमी 2 से अधिक के दबाव पर भी गायब नहीं होता है।

चिकनी मिट्टी की संपीड़ितता पर फैलाव के प्रभाव का अनुमान एक ही रासायनिक और खनिज संरचना की मिट्टी का अध्ययन करके लगाया जा सकता है, लेकिन इसमें विभिन्न मात्रा में मिट्टी के कण होते हैं। जैसे-जैसे मिट्टी के कणों की मात्रा बढ़ती है, मिट्टी की हाइड्रोफिलिसिटी और इसकी प्रारंभिक सरंध्रता बढ़ती जाती है। उच्च प्रारंभिक सरंध्रता बाहरी भार की कार्रवाई के साथ-साथ संपीड़न गुणांक के बड़े मूल्यों के तहत मिट्टी की मिट्टी की मात्रा में परिवर्तन के एक बड़े आयाम की ओर ले जाती है।

मिट्टी की संपीड्यता पर प्रारंभिक घनत्व का प्रभाव। मिट्टी के सरंध्रता के प्रारंभिक गुणांक का मूल्य संपीड़न के दौरान इसकी मात्रा में संभावित परिवर्तनों की सीमा निर्धारित करता है। जैसे-जैसे घनत्व बढ़ता है, मिट्टी की संपीड़ितता स्वाभाविक रूप से कम हो जाती है।

क्ले की संपीड़ितता में कमी केवल एक निश्चित घनत्व तक होती है, जिससे यह लगभग स्थिर हो जाती है। मोनोमिनरल जल-संतृप्त मिट्टी के संपीड़न की नियमितता में परिवर्तन मॉंटमोरिलोनाइट क्ले के लिए अधिकतम हाइग्रोस्कोपिसिटी के करीब नमी की मात्रा में होता है, और डब्ल्यू पर काओलाइट और हाइड्रोमिका क्ले के लिए, लगभग (1.5-3) Wmr के बराबर होता है।

अत्यधिक छितरी हुई मिट्टी की संपीड़ितता की नियमितता में परिवर्तन को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि संघनन के परिणामस्वरूप, कण इतने करीब आ गए हैं कि उनके बीच पर्याप्त रूप से बड़े क्षेत्र का "ठोस संपर्क" बन जाता है। इसके अलावा, अपने गुणों में मिट्टी में मजबूती से बंधे पानी खनिज कंकाल के करीब है।

चिकनी मिट्टी में ढीले बंधे हुए पानी की उपस्थिति मिट्टी की संपीड्यता पर भौतिक-रासायनिक कारकों (विनिमेय उद्धरण, संरचना और ताकना समाधान के इलेक्ट्रोलाइट्स की एकाग्रता) के प्रभाव को निर्धारित करती है।

क्ले की संपीड्यता पर विनिमेय धनायनों का प्रभाव। क्ले के अवशोषित परिसर में विनिमेय धनायनों की उपस्थिति उनकी हाइड्रोफिलिसिटी, कणों के बीच बातचीत की ताकतों, कणों के एकत्रीकरण और पैकिंग घनत्व, और, परिणामस्वरूप, लोड के तहत मिट्टी के व्यवहार को निर्धारित करती है। इस प्रकार, मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले में विनिमेय सोडियम या लिथियम की उपस्थिति एक निश्चित दबाव में उनकी हाइड्रोफिलिसिटी और सरंध्रता को काफी बढ़ा देती है। मॉन्टमोरिलोनाइट के एक्सचेंज कॉम्प्लेक्स में कैल्शियम, पोटेशियम, एल्यूमीनियम, थोरियम जैसे उद्धरणों को शामिल करने से हाइड्रोफिलिसिटी कम हो जाएगी और मिट्टी की प्रारंभिक सरंध्रता कम हो जाएगी। किसी दिए गए दबाव पर मॉन्टमोरिलोनाइट के सरंध्रता गुणांक में वृद्धि के अनुसार, विनिमेय धनायन स्थित हैं। अगली पंक्ति:

ना +> Th4 +> Al3 +> Ca2 +

यानी, किसी दिए गए दबाव पर Na-montmorillonite है उच्च अनुपातसीए-मोंटमोरिलोनाइट की तुलना में सरंध्रता।

मिट्टी के अंश में मोंटमोरिलोनाइट और हाइड्रोमिका युक्त मिट्टी के लिए विंटरकोर्न और मूरमैन ने पाया कि, सरंध्रता गुणांक में वृद्धि के अनुसार, विनिमेय उद्धरणों को एक पंक्ति में व्यवस्थित किया जाता है:

ना +> सीए2 +> एमजी2 +> के +> एच +।

काओलाइट क्ले की संपीड्यता बहुत कमजोर रूप से विनिमेय धनायनों की संरचना पर निर्भर करती है; काओलाइट की संपीड़ितता पर विनिमेय उद्धरणों का प्रभाव केवल खराब क्रिस्टलीकृत, अत्यधिक छितरी हुई किस्मों पर पाया जा सकता है। मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले की संपीड़ितता पर विनिमेय उद्धरणों के प्रभाव का पता केवल 50-100 किग्रा / सेमी 2 के दबाव के अनुरूप घनत्व मूल्यों के लिए लगाया जा सकता है। उच्च दाब पर, क्ले की संपीड्यता पर विनिमय धनायनों की भूमिका नगण्य हो जाती है।

चिकनी मिट्टी की संपीड्यता पर संरचनात्मक बंधों का प्रभाव।

एक निश्चित दबाव सीमा में टूटे हुए संरचनात्मक बंधों के साथ चट्टानें अविचलित लोगों की तुलना में अधिक हद तक संकुचित होती हैं, और एक निश्चित दबाव से शुरू होकर कणों के बीच टूटे हुए बंधनों की विभिन्न डिग्री के साथ चट्टानों की संपीड़ितता में अंतर महत्वहीन हो जाता है।

अक्षुण्ण संरचनात्मक बंधों के साथ मिट्टी का संपीड़न वक्र अधिक होता है जटिल आकारटूटे हुए कनेक्शन की तुलना में। यह वक्र एक क्षैतिज खंड की विशेषता है। बाहरी भार मिट्टी की संरचनात्मक ताकत (Pstr) से अधिक होने के बाद ही इसका संपीड़न शुरू होगा। मिट्टी की मिट्टी, पीएसटी से अधिक भार से जमा हो जाती है, अपने प्राकृतिक संरचनात्मक बंधनों का एक महत्वपूर्ण हिस्सा खो देती है और उतराई के दौरान प्रफुल्लित करने की एक महत्वपूर्ण क्षमता प्राप्त कर लेती है।

मिट्टी की मिट्टी, उनके गठन के भूवैज्ञानिक इतिहास के आधार पर, वर्तमान प्राकृतिक दबाव के मूल्य के संबंध में सामान्य रूप से संकुचित या अधिक संकुचित अवस्था में हो सकती है। मिट्टी की मिट्टी के संघनन की स्थिति को स्थापित करना महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह संरचना से भार के तहत मिट्टी के विरूपण की संभावित प्रकृति को निर्धारित करता है।

उनके संपीड़न के दौरान मिट्टी की मिट्टी की प्रतिवर्ती और अपरिवर्तनीय विकृतियाँ। मिट्टी पर बाहरी दबाव में वृद्धि के साथ, यह संकुचित हो जाता है, जब संपीड़ित भार हटा दिया जाता है, तो मिट्टी का कुछ विस्तार होता है। हालांकि, स्थायी विकृति प्रबल होती है। मिट्टी की मिट्टी का अवशिष्ट या अपरिवर्तनीय विरूपण एक दूसरे के सापेक्ष कणों के विस्थापन के कारण होता है, जिसके परिणामस्वरूप उनके बीच संरचनात्मक बंधन टूट जाते हैं और कण अधिक घने स्थित होते हैं। मिट्टी की मिट्टी की प्रतिवर्ती विकृति मुख्य रूप से इसकी सूजन के साथ-साथ मिट्टी के कणों के लोचदार विरूपण और गैस के बुलबुले के साथ छिद्र समाधान के कारण होती है। सूजन के परिणामस्वरूप, अत्यधिक समेकित मिट्टी एक सरंध्रता गुणांक प्राप्त कर सकती है जो प्रारंभिक एक की तुलना में बहुत अधिक है।

मिट्टी के नमूने के चक्रीय लोडिंग और अनलोडिंग के दौरान, हिस्टैरिसीस लूप बनते हैं, जिनमें से कुल्हाड़ियों का झुकाव एब्सिस्सा अक्ष के कोण पर होता है। इस कोण के कोटैंजेंट को हिस्टैरिसीस का मापांक कहा जाता है। भार के कई दोहराव और एक ही दबाव पी तक उतारने के साथ, नमूने का क्रमिक संघनन होता है। इस मामले में, अवशिष्ट विकृति इतनी कम हो जाती है कि हिस्टैरिसीस लूप विलीन हो जाते हैं और नमूना केवल लोचदार विकृतियों से गुजरना शुरू कर देता है।

मिट्टी की संपीड्यता पर तापमान का प्रभाव। मृदा संपीड़न परीक्षण आमतौर पर किया जाता है कमरे का तापमान... लेकिन संरचना के आधार पर मिट्टी की तापमान की स्थिति प्रयोगशाला से भिन्न होती है। तो, कई मीटर की गहराई पर, संघ के यूरोपीय भाग में मिट्टी का तापमान लगभग 7-9 डिग्री सेल्सियस है। दूसरी ओर, गर्मी के निरंतर स्रोत (बॉयलर, ब्लास्ट फर्नेस, आदि) के साथ संरचनाओं के आधार पर, मिट्टी का तापमान प्रयोगशाला में मिट्टी परीक्षण के तापमान से अधिक हो सकता है। इसलिए, किसी संरचना के आधार के विरूपण की सही भविष्यवाणी करने के लिए, विभिन्न तापमानों पर मिट्टी की संपीड्यता को जानना आवश्यक है।

नॉर्वेजियन जियोटेक्निकल इंस्टीट्यूट में एन। सिमंस (1965) द्वारा किए गए अध्ययनों से पता चला है कि प्राकृतिक संरचना के युवा हाइड्रोमिका-क्लोराइट क्ले के लिए, सापेक्ष संपीड़ितता का गुणांक a0 औसतन 11% की कमी के साथ +21 से + 6.5 तक तापमान में कमी आई है। डिग्री सेल्सियस बढ़ते तापमान के साथ मिट्टी का बढ़ा हुआ संघनन मुख्य रूप से बाध्य पानी के गोले के पतले होने और कणों की आवाजाही की सुविधा के कारण होगा।

मिट्टी के अंतिम विरूपण के मूल्य पर तापमान के प्रभाव को स्थापित करने के लिए अध्ययन +20 और +55 डिग्री सेल्सियस के तापमान पर ना-मोंटमोरिलोनाइट और काओलाइट पेस्ट पर किए गए थे।

छितरी हुई मिट्टी के समेकन की अवधारणा

मिट्टी पर भार की कार्रवाई के तहत, विकृतियां होती हैं, जो समय के साथ होती हैं। यहां तक ​​कि रेतीली और अपूर्ण जल-संतृप्त चिकनी मिट्टी के लिए भी, लोड के तहत संपीड़न तुरंत नहीं होता है, हालांकि कुछ मामलों में यह उसी दर से आगे बढ़ सकता है जैसे लोड उन पर लागू होता है। ऐसी मिट्टी का संपीड़न विरूपण सामान्य निर्माण भार के तहत कणों और गैस के लोचदार संपीड़न के कारण होता है। लेकिन पूरी तरह से पानी से संतृप्त मिट्टी के लिए, विशेष रूप से टूटे हुए संरचनात्मक बंधनों के साथ मिट्टी, संपीड़न मुख्य रूप से छिद्रों से पानी के बहिर्वाह के कारण होता है, जिसकी दर मिट्टी की पारगम्यता पर निर्भर करती है।

लगातार भार के तहत समय के साथ मिट्टी की जल-संतृप्त मिट्टी के समेकन को समेकन कहा जाता है। संरचनाओं के बंदोबस्त की दर के सही पूर्वानुमान के लिए चिकनी मिट्टी के समेकन की प्रक्रिया का ज्ञान आवश्यक है।

सामान्य तौर पर, जब एक पानी-संतृप्त मिट्टी पर एक बाहरी भार लागू किया जाता है, तो तात्कालिक संपीड़न शुरू में छिद्र के पानी और मिट्टी के कंकाल के लोचदार विकृतियों के कारण होता है, फिर छिद्रों से पानी के निचोड़ने के कारण निस्पंदन समेकन की प्रक्रिया शुरू होती है। मिट्टी की, जिसके बाद माध्यमिक मिट्टी के समेकन की प्रक्रिया होती है, जो मिट्टी के छिद्रों से पानी के नगण्य निचोड़ की स्थितियों के तहत एक दूसरे के सापेक्ष कणों के धीमे विस्थापन द्वारा निर्धारित होती है।

समेकन के निस्पंदन चरण के दौरान, छिद्र के पानी में दबाव लगातार उच्चतम मान P से लगभग शून्य तक कम हो जाता है, जब संपूर्ण बाहरी भार मिट्टी के संरचनात्मक फ्रेम द्वारा अवशोषित हो जाता है। पूरी तरह से जल-संतृप्त मिट्टी में किसी भी क्षण के लिए, निम्नलिखित संबंध मान्य है

जहां पी कुल जमीनी दबाव है; पी "- प्रभावी दबाव (मिट्टी के कंकाल में दबाव); यूडब्ल्यू - छिद्र पानी में दबाव।

समेकन की एक निश्चित डिग्री प्राप्त करने के लिए आवश्यक समय कई कारकों पर निर्भर करता है, जिनके प्रभाव को समेकन अनुपात cv के मूल्य द्वारा ध्यान में रखा जाता है।

चिकनी मिट्टी के संघनन के साथ, Kf और तेजी से घटती है, लेकिन Kf / अनुपात दबाव सीमा में लगभग 20-30 किग्रा / सेमी 2 तक स्थिर रहता है।

घनी चिकनी मिट्टी की विकृति समय में मिट्टी के कंकाल (रेंगना) के चिपचिपे गुणों से निर्धारित होती है।

एक अक्षीय संपीड़न और टूटना के लिए मिट्टी का प्रतिरोध

मुक्त पार्श्व विस्तार की परिस्थितियों में मिट्टी को कुचलकर अक्सर मिट्टी की ताकत निर्धारित की जाती है। इस मामले में, ब्रेकिंग बल केवल एक दिशा में कार्य करता है, इसलिए, इस परीक्षण को एक अक्षीय संपीड़न कहा जाता है।

अक्षीय संपीड़न का प्रतिरोध सापेक्ष विरूपण या मिट्टी के नमूने की दृश्य विफलता में तेज वृद्धि से मेल खाता है।

हालांकि, वास्तव में, एक अक्षीय संपीड़न के तहत नमूने की तनाव स्थिति काफी हद तक अमानवीय है।

मिट्टी के तकनीकी सुधार में, छितरी हुई मिट्टी की ताकत बढ़ाने की एक या दूसरी विधि के उपयोग की प्रभावशीलता के लिए एक अक्षीय संपीड़न का मूल्य मुख्य मानदंड है।

एक अक्षीय संपीड़न के तहत मिट्टी के नमूनों के विनाश की प्रकृति चट्टान के प्रकार पर (समान परीक्षण स्थितियों के तहत) निर्भर करती है और भंगुर, अर्ध-भंगुर और नमनीय हो सकती है। नाजुक एक ऐसा विनाश है जो छोटे विकृतियों और तनावों पर होता है, लगभग आनुपातिकता सीमा के बराबर, मिट्टी के नमूने की निरंतरता में व्यक्त किया जाता है और ध्वनि ऊर्जा की रिहाई के साथ होता है। भंगुर अस्थिभंग चट्टानों में मजबूत क्रिस्टलीकरण बंधनों के साथ प्रकट होता है। मिट्टी के प्लास्टिक के विनाश को इसके नमूने ("बैरल") के आकार में परिवर्तन की विशेषता है, जबकि एक स्थिर आयतन बनाए रखते हैं। प्लास्टिसिटी अक्सर कमजोर-शक्ति वाली चट्टानों और में प्रकट होती है स्वाभाविक परिस्थितियांयह झुकने वाले सीम, भूमिगत कामकाज और अन्य रूपों में चट्टानों को बाहर निकालने के रूप में व्यक्त किया जाता है।

चट्टानों की संपीड़न शक्ति कई कारकों पर निर्भर करती है, जिन्हें तीन मुख्य समूहों में बांटा जा सकता है:
चट्टानों की रासायनिक और खनिज संरचना,
चट्टानों की संरचना और बनावट,
परीक्षण की स्थितियाँ।

एक अक्षीय संपीड़न के लिए चट्टानी मिट्टी का प्रतिरोध

चट्टानी मिट्टी की संपीड़न शक्ति व्यापक रूप से भिन्न होती है। जेड (5500 किग्रा / सेमी 2 तक), बेसाल्ट (4500 किग्रा / सेमी 2 तक), महीन दाने वाले एलाइट ग्रेनाइट और फेरुगिनस क्वार्टजाइट (3800 किग्रा / सेमी 2 तक) जैसी चट्टानों में उच्चतम शक्ति मान देखे जाते हैं। गैब्रो और डायबेस (3200 किग्रा / सेमी 2 तक) और ग्रेनाइट (औसत मूल्य 2640 किग्रा / सेमी 2)। तलछटी और प्रवाही चट्टानों की ताकत 2000 किग्रा/सेमी2 से कम होती है।

संरचना का प्रभाव (कण आकार, घनत्व, कणों के बीच बंधनों की प्रकृति)। चट्टान की मजबूती पर संरचनात्मक कारकों का बड़ा प्रभाव पड़ता है। उदाहरण के लिए, यह पाया गया कि माइक्रो-वेज ग्रेनाइट के पोरसिटी और फ्रैक्चरिंग में 0.63 से 1.07% की वृद्धि के साथ, इसकी कंप्रेसिव स्ट्रेंथ 2400 किग्रा / सेमी 2 से घटकर 1800 किग्रा / सेमी 2 हो जाती है, और जब वे बढ़कर 3.07% हो जाती हैं), ताकत घटकर 1130 किग्रा / सेमी 2 हो जाती है। चट्टान की ताकत पर सरंध्रता और फ्रैक्चरिंग का एक महत्वपूर्ण प्रभाव अन्य चट्टानों के लिए भी खोजा जा सकता है।

चट्टानों में, कणों के आकार के आधार पर शक्ति में परिवर्तन की एक निश्चित प्रवृत्ति होती है। यह ज्ञात है कि पोर्फिरी संरचना के साथ मोटे दाने वाली चट्टानों की तुलना में महीन दाने वाली और एक समान दाने वाली चट्टानों में बहुत अधिक ताकत होती है।

चट्टानों के बल पर पर्यावरण का भौतिक और रासायनिक प्रभाव। आसपास के भौतिक रासायनिक वातावरण (इलेक्ट्रोलाइट्स और अन्य पदार्थों के समाधान) ठोस के यांत्रिक गुणों, उनकी विकृति और ताकत को प्रभावित करते हैं। पी.ए.रिबिंदर के अनुसार, ठोस के गुणों में परिवर्तन, ठोस-समाधान की सतह पर होने वाली भौतिक-रासायनिक घटनाओं के कारण होता है, अर्थात् गीलापन और सोखना की घटना। रॉक गुणों में इन परिवर्तनों की एक विशेषता उनकी गति है, जो इस प्रभाव को अपक्षय जैसी घटनाओं के परिणामस्वरूप दीर्घकालिक परिवर्तनों से गुणात्मक रूप से अलग करती है।

गीलेपन और सोखने के दौरान, ठोस की सतह पानी के अणुओं और उसमें घुले पदार्थों से ढकी होती है, जो कणों के बीच कई माइक्रोक्रैक और संपर्क बिंदुओं में प्रवेश करती है, व्यक्तिगत अनाज के बीच के बंधन को कमजोर करती है, जिसके परिणामस्वरूप चट्टान की ताकत में कमी आती है। पानी के साथ संतृप्ति के परिणामस्वरूप चट्टानों की ताकत में कमी एक अस्थायी, कुछ हद तक प्रतिवर्ती प्रक्रिया है, क्योंकि चट्टान सूखने के बाद अपनी ताकत हासिल कर लेती है।

इंजीनियरिंग और भूवैज्ञानिक अभ्यास में, चट्टानों की एक अक्षीय संपीड़न शक्ति का आकलन हवा में शुष्क और पूरी तरह से पानी से संतृप्त चट्टान के नमूनों के लिए किया जाता है। जल संतृप्ति के साथ चट्टानों की ताकत को कम करने की क्षमता का आकलन मृदुकरण सूचकांक द्वारा किया जाता है।

रॉक सॉफ्टनिंग संकेतक एक महत्वपूर्ण वर्गीकरण विशेषता है। Kp मान के अनुसार चट्टानों की निम्नलिखित श्रेणियां प्रतिष्ठित हैं:
1-0.9 - नॉन-सॉफ्टनिंग,
0.9-0.75 - मध्यम नरमी,
0.75 से कम - जोरदार नरमी।

मार्ल्स, शेल्स, सैंडस्टोन और क्ले, कैलकेरियस और जिप्सम सीमेंट के समूह गीले होने पर ताकत में विशेष रूप से ध्यान देने योग्य कमी है।

अखंड, कम झरझरा चट्टानों की ताकत पानी से संतृप्त होने पर थोड़ी कम हो जाती है। हालांकि, माइक्रोक्रैक के एक विकसित नेटवर्क की उपस्थिति में, पानी से संतृप्त होने पर बड़े पैमाने पर बारीक चट्टानों में भी ताकत 15-20% तक कम हो सकती है। झरझरा चट्टानों जैसे बलुआ पत्थर और चूना पत्थर में, पानी से संतृप्त होने पर संपीड़ित ताकत 25-45% तक कम हो जाती है।

मिट्टी की मिट्टी का अक्षीय संपीड़न प्रतिरोध

चट्टानी और चिकनी दोनों चट्टानों के संपीड़न के दौरान नमूनों के विनाश की आकृति विज्ञान बहुत समान है। केवल अंतर प्लास्टिक विरूपण की अधिक या कम मात्रा में होता है जो टूटने से पहले और बाद में होता है। यदि ठोस चट्टानों के विनाश की विकृति प्रतिशत के दसवें हिस्से से अधिक नहीं होती है, तो मिट्टी की चट्टानों के लिए यह दसियों प्रतिशत तक पहुंच सकती है।

एकअक्षीय संपीड़न अनुपात पर चिकनी मिट्टी की खनिज संरचना का प्रभाव। संयोजी मिट्टी की खनिज संरचना उनकी ताकत के मूल्य को प्रभावित करती है। उच्चतम शक्ति मॉन्टमोरिलोनाइट मिट्टी के पास है, और सबसे कम हाइड्रोमिका और काओलाइट (पर) है समान मूल्यघनत्व - नमी)। यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि प्राकृतिक परिस्थितियों (कैस्पियन सागर के तल) में संकुचित हाइड्रोमिका मिट्टी में समान मिट्टी की तुलना में थोड़ी अधिक ताकत होती है, लेकिन कृत्रिम रूप से संकुचित होती है।

क्ले के विनिमेय धनायनों की संरचना कणों के बीच की दूरी (घनत्व में परिवर्तन) में परिवर्तन के माध्यम से प्रभावित होती है। Ca-मॉन्टमोरिलोनाइट के लिए, किसी दिए गए दबाव पर घनत्व Na-मिट्टी की तुलना में अधिक होता है, इसलिए, उनकी ताकत कुछ अधिक होती है। हाइड्रोमिका और काओलाइट क्ले में विनिमेय धनायनों का उनकी ताकत पर प्रभाव नगण्य सीमा तक प्रकट होता है।

मिट्टी की मिट्टी के बल पर सुखाने का प्रभाव। संयोजी मिट्टी के सूखने के परिणामस्वरूप उनकी ताकत बढ़ जाती है। ताकत में वृद्धि कणों के बीच संपर्कों से पानी की परतों को हटाने के परिणामस्वरूप संकोचन के दौरान कणों के अभिसरण के कारण होती है। नतीजतन, कणों के बीच इलेक्ट्रोस्टैटिक और आणविक इंटरैक्शन की तीव्रता में तेजी से वृद्धि होती है और गीले नमूनों की तुलना में अधिक ताकत होती है।

सूखे मिट्टी के पेस्ट की ताकत उच्च मूल्यों तक पहुंच सकती है, जिसे दसियों और सैकड़ों किग्रा / सेमी 2 में मापा जाता है: मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले के लिए - 260-290 किग्रा / सेमी 2 तक; हाइड्रोमिका के लिए - 120-130 किग्रा / सेमी 2 तक; काओलाइट के लिए - 30-75 किग्रा / सेमी 2 तक।

मिट्टी की मिट्टी की मजबूती पर सीमेंटेशन और सामंजस्य का प्रभाव।

प्राकृतिक संरचना वाली चिकनी मिट्टी के लिए, कणों के बीच सीमेंटेशन (क्रिस्टलीकरण) बांड की उपस्थिति के कारण ताकत विशेष रूप से स्पष्ट होती है। इस प्रकार, कैस्पियन सागर के तल की सामान्य रूप से संकुचित हाइड्रोमिका मिट्टी के लिए, उनके CaCO3 सामग्री में वृद्धि के साथ संपीड़न शक्ति में वृद्धि हुई।

विभिन्न रासायनिक और खनिज संरचना के मिट्टी के कणों की अलग-अलग बाध्यकारी भूमिका स्पष्ट रूप से प्रकट होती है जब मॉन्टमोरिलोनाइट और काओलिन मिट्टी को रेत में जोड़ा जाता है। सुखाने के बाद, इन नमूनों की ताकत समान नहीं होती है। रेत और मिट्टी के सभी अनुपातों के लिए, सबसे बड़ी ताकत मोंटमोरिलोनाइट मिट्टी के साथ रेत मिलाकर प्राप्त की जाती है।

क्वार्ट्ज रेत + मॉन्टमोरिलोनाइट के मिश्रण से बने नमूनों की ताकत नमूनों की ताकत से 3-5 गुना अधिक है, जिसमें क्वार्ट्ज रेत और काओलिन शामिल हैं। मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले का फैलाव और क्रिस्टल-रासायनिक गतिविधि काओलिन क्ले की तुलना में अधिक है, जिसके परिणामस्वरूप रेत के कणों के साथ क्ले एडिटिव्स की परस्पर क्रिया अधिक तीव्रता से होती है, जिससे ताकत में वृद्धि होती है।

उनकी ताकत पर मिट्टी के फैलाव का प्रभाव। मिट्टी की मिट्टी के फैलाव में वृद्धि के साथ, उनकी ताकत में वृद्धि होगी। हालांकि, मिट्टी के कणों की सामग्री और ताकत के मूल्य के बीच कोई सख्त संबंध नहीं है। मिट्टी के कणों के बीच कोलाइड की एक उच्च सामग्री वृद्धि के लिए नहीं, बल्कि मिट्टी की ताकत में कमी का कारण बन सकती है। इस घटना को इस तथ्य से समझाया जा सकता है कि मिट्टी की ग्रैनुलोमेट्रिक संरचना जितनी अधिक समरूप होती है, इसकी सरंध्रता का मूल्य उतना ही अधिक होता है और इसमें आवेशित कण अधिक होते हैं, जिसके कारण आणविक और इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण बल का प्रभाव कम हो जाता है।

मिट्टी की मिट्टी की ताकत पर विनिमेय उद्धरणों का प्रभाव। मिट्टी की मिट्टी की ताकत इस बात पर निर्भर करती है कि मिट्टी की सुखाने की प्रक्रिया के दौरान कण जमा या बिखरे हुए राज्य में हैं या नहीं। जब कणों का फैलाव होता है, तो शुष्क मिट्टी की ताकत बढ़ जाती है। यह विनिमेय उद्धरणों की संरचना के आधार पर मिट्टी की मिट्टी की ताकत में बदलाव की व्याख्या करता है। P.I. Shavrygin (1936) के प्रयोगों में, निम्नलिखित श्रृंखला में विनिमेय उद्धरणों की संरचना के आधार पर अंतिम संपीड़न शक्ति बदल गई:

ना +> NH + 4> Mn2 +> Mg2 +> Ca2 +> K +> H +> Al3 +

183 161 148 138 128 112 34 30 किग्रा / सेमी2।

जैसा कि आप देख सकते हैं, Na + और NH +, जो शाहबलूत मिट्टी के फैलाव को निर्धारित करते हैं, नमूनों को सबसे बड़ी ताकत प्रदान करते हैं। Al3 +, जमावट का कारण बनता है, Na + की तुलना में ताकत को 6 के कारक से कम कर देता है।

बल में थोड़ा छोटा परिवर्तन Na + दोमट मिट्टी की संतृप्ति के साथ देखा जाता है। हालांकि, इस मामले में, Na + से संतृप्त नमूनों की ताकत Ca2 + और H + से संतृप्त नमूनों की ताकत से 1.5-2 गुना अधिक है।

चिकनी मिट्टी के लिए इष्टतम संघनन भार। घनीभूत और विशेष रूप से चिकनी मिट्टी की ताकत उनके घनत्व में वृद्धि के साथ बहुत बढ़ जाती है।

कम से कम खर्च किए गए काम के साथ मिट्टी की मिट्टी का सबसे बड़ा संघनन एक निश्चित नमी सामग्री पर प्राप्त किया जाता है। एएफ लेबेदेव ने पाया कि मिट्टी के नमूने की नमी का प्रत्येक मान एक निश्चित मात्रा में काम से मेल खाता है, जिसके माध्यम से संकुचित नमूने का अधिकतम आयतन भार प्राप्त किया जा सकता है। काम की समान मात्रा के साथ, इष्टतम संघनन नमी के साथ मिट्टी का सबसे बड़ा संघनन प्राप्त किया जाता है। सील की इष्टतम नमी सामग्री का मूल्य प्लास्टिसिटी की निचली सीमा से थोड़ा अधिक है।

हालाँकि, यदि, मिट्टी की मिट्टी के नमूनों को संकुचित करने के लिए विभिन्न भारऔर एक हवा-शुष्क अवस्था में सुखाने के बाद उनकी ताकत का निर्धारण करते हैं, फिर उनकी ताकत केवल एक निश्चित सीमा तक बढ़ते भार के साथ बढ़ती है, जिसके बाद यह या तो स्थिर रहता है या लोड में और वृद्धि के साथ थोड़ा बदल जाता है (ओखोटिन, 1935)।

ईएम सर्गेव (1949) द्वारा विभिन्न खनिज संरचना और फैलाव की मिट्टी और दोमट के लिए समान डेटा प्राप्त किया गया था। नमूनों को प्लास्टिसिटी की निचली सीमा के अनुरूप आर्द्रता पर जमाया गया और एक हवा-शुष्क अवस्था में लाया गया, जिसके बाद उनकी संपीड़ित ताकत निर्धारित की गई। संघनन भार में वृद्धि के साथ, नमूनों की ताकत तेजी से एक निश्चित मूल्य तक बढ़ जाती है, जिसके बाद यह अधिकांश मिट्टी के लिए कमोबेश स्थिर रहता है और केवल मोराइन लोम के लिए थोड़ा बढ़ता रहता है।

जिस भार पर मिट्टी की ताकत हासिल की जाती है, जो व्यावहारिक रूप से इसके अधिकतम मूल्य के करीब है, को ईएम सर्गेव ने इष्टतम संघनन भार का नाम दिया था।

इष्टतम सील लोड की उपलब्धि का न्याय करने के लिए, सीलिंग लोड में वृद्धि के साथ नमूनों की ताकत में परिवर्तन की डिग्री निर्धारित करना आवश्यक है। जी / सेमी 2 में नमूनों की ताकत में वृद्धि के अनुपात में 1 किलो / सेमी 2 की सीलिंग लोड में वृद्धि के साथ ई.एम. सर्गेव ने ताकत पीपी में वृद्धि के संकेतक के रूप में नामित किया था।

ज्यादातर मामलों में, इष्टतम सील लोड से पहले ताकत में वृद्धि 500 ​​से अधिक थी, और इष्टतम सील लोड के बाद यह 10 से कम थी।

एक निश्चित मिट्टी के लिए इष्टतम संघनन भार स्थिर होता है। संघनन के बाद गीली अवस्था में नमूनों में वायु-शुष्क अवस्था की तुलना में कम ताकत होती है, लेकिन इसका अधिकतम मूल्य समान इष्टतम संघनन भार पर पहुंच जाता है। जब मिट्टी की मिट्टी को गर्म किया जाता है और निकाल दिया जाता है, तो उनकी ताकत काफी बढ़ जाती है। हालांकि, इस मामले में, गर्मी उपचार से पहले एक इष्टतम भार के साथ संघनन के अधीन नमूनों द्वारा उच्चतम शक्ति प्राप्त की जाती है।

संघनन के इष्टतम लोडिंग और बाद में सुखाने के परिणामस्वरूप चिकनी मिट्टीऐसी स्थिति में पहुँच जाता है जिसमें कणों के बीच सामंजस्य की ताकतें सबसे बड़ी सीमा तक प्रकट होती हैं। जब नमूनों को संकुचित किया जाता है, तो न केवल कणों का अभिसरण होता है, बल्कि एक दूसरे के सापेक्ष उनका पुनर्विन्यास भी होता है। छिद्रों का आकार और आकार अधिक समान हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी का संकोचन समान रूप से होता है, बिना ओवरवॉल्टेज की घटना के, और इसलिए दबाए गए नमूनों की ताकत भी बढ़ जाती है।

इष्टतम संघनन भार (रोप्ट) पर, एक संरचना और बनावट बनाई जाती है जो मोल्ड किए गए नमूनों के संकोचन के दौरान केवल थोड़ा ही बदल सकती है और जिस पर मिट्टी आणविक और इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण के पूर्ण अभिव्यक्ति के लिए पर्याप्त घनत्व प्राप्त करती है। कण। इस प्रकार, ईएम सर्गेव ने दिखाया कि जब नमूनों को इष्टतम संघनन भार तक पहुंचने तक संकुचित किया गया था, तो उनके थोक घनत्व में औसतन 0.42 की वृद्धि हुई, जबकि इष्टतम संघनन भार तक पहुंचने के बाद, भार में और वृद्धि के कारण थोक घनत्व में वृद्धि हुई। केवल 0.05 के औसत से।

इष्टतम संघनन भार से कम भार पर, आणविक और इलेक्ट्रोस्टैटिक आकर्षण की ताकतों को पूरी तरह से प्रकट करने के लिए पर्याप्त घनत्व के साथ एक माइक्रोस्ट्रक्चर और बनावट को बनने का समय नहीं होता है, जिसके परिणामस्वरूप मिट्टी के नमूनों की ताकत अपेक्षाकृत कम होती है। इष्टतम संघनन भार से अधिक भार नमूनों की परिणामी संरचना को महत्वपूर्ण रूप से नहीं बदलता है, जिसके परिणामस्वरूप उनकी ताकत पी की तुलना में कुछ हद तक बढ़ जाती है।<Ропт.

इष्टतम संघनन भार का मूल्य मिट्टी की मिट्टी के फैलाव पर निर्भर करता है। मिट्टी में जितने अधिक मिट्टी के कण और कोलाइड होते हैं, इष्टतम संघनन भार का मूल्य उतना ही कम होता है।

मिट्टी की तन्यता ताकत

मिट्टी का जुड़ाव (सामंजस्य) टूटना और कतरनी दोनों के दौरान प्रकट होता है। मिट्टी का टूटना गुरुत्वाकर्षण बलों (ढलान के किनारे पर), क्षैतिज पानी के दबाव (बांध के ऊपरी किनारे के आधार पर), असमान की कार्रवाई के परिणामस्वरूप मिट्टी के द्रव्यमान में उत्पन्न होने वाले सामान्य तन्यता दबाव की कार्रवाई के तहत होता है। थर्मल विस्तार और संपीड़न, साथ ही चट्टान के विभिन्न वर्गों का संकोचन, आदि। ई। तन्यता दबाव की कार्रवाई के तहत, मिट्टी का टूटना, जो आंसू-बंद दरारों की उपस्थिति में रूपात्मक रूप से व्यक्त किया जाता है, के एक हिस्से को अलग करना दूसरे से मिट्टी। आंसू-बंद दरारों की सतह में एक विशिष्ट पैटर्न होता है, जिसके द्वारा उन्हें कतरनी दरारों से अलग किया जाता है।

पील की ताकत मुख्य रूप से चट्टानी मिट्टी के लिए एकतरफा तनाव की स्थितियों के तहत निर्धारित की जाती है। ढलानों की अनुमेय ढलान की स्थापना करते समय, दबाव सुरंगों में रेडियल विकृतियों और अनुमेय तनावों की गणना करते समय, कंक्रीट के बांधों को डिजाइन करते समय, रॉक पुल-ऑफ ताकत का परिमाण आवश्यक है।

तन्य शक्ति मूल्य के व्यावहारिक महत्व के बावजूद, विभिन्न चट्टानों की तन्यता ताकत पर बहुत कम विश्वसनीय आंकड़े हैं। इस स्थिति को दरारों के महत्वपूर्ण प्रभाव से समझाया गया है, जिन्हें ध्यान में रखना मुश्किल है, साथ ही इसके परीक्षण के दौरान नमूने में तनाव का एक समान वितरण प्राप्त करने में कठिनाई होती है।

तन्य शक्ति नमूने के लिए एकसमान तन्यता दबाव लागू करके निर्धारित की जाती है। यह एक अक्षीय तनाव के तहत किया जाता है, अंदर से दबाव द्वारा झुकने, बंटवारे और खोखले नमूनों को तोड़ना। हाल के वर्षों में, नमूनों को विभाजित करने के परिणामस्वरूप तन्यता परीक्षण की विधि व्यापक हो गई है, जो डिजाइन योजना की सादगी, नमूना तैयार करने और परीक्षण की सुविधा प्रदान करती है।

चट्टानों को फाड़ने का प्रतिरोध। अखंड चट्टानों की तन्यता ताकत आमतौर पर 100-150 किग्रा / सेमी 2 से अधिक नहीं होती है और यह पेट्रोग्राफिक संरचना, अनाज के आकार, उनके बीच के बंधनों की ताकत और माइक्रोफ्रैक्चरिंग पर निर्भर करती है।

उच्चतम तन्यता ताकत कम झरझरा पुनर्रचित पत्थर और क्वार्टजाइट्स के पास होती है, जो अनाज के बीच आसंजन की एक दांतेदार रेखा की विशेषता होती है; गैर-पुनर्नवीनीकृत महीन दाने वाले चूना पत्थर, साथ ही ग्रेनाइट, डायबेस; अन्य चट्टानों में काफी कम तन्यता ताकत होती है।

चट्टानों के फ्रैक्चर की विकृति एक अक्षीय संपीड़न के तहत चट्टानों के विनाश के लिए आवश्यक विरूपण से कई गुना कम है।

चट्टानी मिट्टी में सबसे कम तन्य शक्ति होती है। यह ध्यान दिया जाना चाहिए कि दिए गए मान अखंड कम-छिद्रपूर्ण चट्टानों के लिए विशिष्ट हैं, क्योंकि खंडित चट्टानों के नमूनों के लिए तन्य शक्ति शून्य हो सकती है। चट्टानों की झुकने की ताकत भी कम मूल्यों की विशेषता है।

छितरी हुई मिट्टी की तन्यता ताकत का खराब अध्ययन किया जाता है। मिट्टी की मिट्टी की तन्यता ताकत कणों के बीच संरचनात्मक बंधनों की ताकत पर निर्भर करती है, जो कि रासायनिक और खनिज संरचना, घनत्व, जल संतृप्ति की डिग्री और कणों के आकार से निर्धारित होती है। प्राकृतिक संरचना के साथ अधिकांश मिट्टी की मिट्टी में निहित माइक्रोफ्रेक्चरिंग के कारण चिपकने वाली मिट्टी के नमूनों के लिए विश्वसनीय परिणाम प्राप्त करना मुश्किल है।

अत्यधिक बिखरी हुई मिट्टी में टूटी हुई संरचना और पूर्ण जल संतृप्ति के साथ उच्चतम तन्यता ताकत होती है; मोंटमोरिलोनाइट और हाइड्रोमिका के लिए उच्चतम मूल्य प्राप्त किए गए, काओलाइट के लिए सबसे कम।

अशांत संरचना के साथ मिट्टी में, आंसू प्रतिरोध कमजोर रूप से बंधे पानी के गोले की ताकत और सिलिकिक एसिड जेल की फिल्मों द्वारा निर्धारित किया जाता है जो कणों का पालन करते हैं, साथ ही पतली केशिकाओं में पानी के टूटने के प्रतिरोध से, जो पहुंच सकते हैं महत्वपूर्ण मूल्य।

एक प्राकृतिक संरचना के साथ मिट्टी की तन्य शक्ति 1.3-1.5 किग्रा / सेमी 2 से अधिक नहीं होती है और आमतौर पर 1 किग्रा / सेमी 2 से कम होती है, इसका दसवां हिस्सा होता है।

यह ध्यान रखना दिलचस्प है कि मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले (3%) में फ्रैक्चर विरूपण सबसे अधिक है, जबकि अन्य मिट्टी के नमूनों में यह 0.2-0.8% से अधिक नहीं था। गीली रेत में टूटने की सबसे छोटी विकृति देखी गई - 0.03-0.07%। तुलना के लिए, ध्यान दें कि स्टील बार के टूटने की विकृति 17% तक पहुँच जाती है।

मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध

मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध उनकी सबसे महत्वपूर्ण शक्ति संपत्ति है, जिसका ज्ञान विभिन्न इंजीनियरिंग और भूवैज्ञानिक समस्याओं को हल करने के लिए आवश्यक है।

मिट्टी के कुछ क्षेत्रों में कुछ बाहरी भार की कार्रवाई के तहत, कणों के बीच के बंधन नष्ट हो जाते हैं और कुछ कण दूसरों के सापेक्ष विस्थापित (कतरनी) हो जाते हैं - मिट्टी किसी दिए गए भार के तहत अनिश्चित काल तक विकृत होने की क्षमता प्राप्त कर लेती है। मृदा द्रव्यमान का विनाश द्रव्यमान के एक भाग के दूसरे के सापेक्ष विस्थापन के रूप में होता है (ढलान का खिसकना, संरचना के नीचे से मिट्टी का उत्थान, आदि)।

मृदा अपरूपण प्रतिरोध का निर्धारण, प्रयोगशाला या क्षेत्र में किया जाता है, एक संरचना में मिट्टी की विफलता का अनुकरण करता है और एक ज्ञात सामान्य दबाव के प्रभाव में एक नमूना या मिट्टी की कुछ मात्रा को कतरनी करने के लिए आवश्यक बल को मापने में शामिल होता है।

निम्न उदाहरण दिखाता है कि मृदा अपरूपण प्रतिरोध का सही अनुमान लगाना कितना महत्वपूर्ण है।

आधुनिक भरण बांधों की मात्रा लाखों घन मीटर में मापी जाती है, इसलिए बांध की मिट्टी के आंतरिक घर्षण के कोण में छोटे बदलाव से संरचना की मात्रा और लागत में बड़े बदलाव होते हैं। तो, नुरेक बांध (वख्श नदी) के लिए, जिसकी मात्रा लगभग 60 मिलियन m3 है, कंकड़ के आंतरिक घर्षण के कोण में परिवर्तन जो थ्रस्ट प्रिज्म को 35 से 38 ° तक बनाता है, अर्थात केवल 8.5%, का कारण बनता है बांध के आयतन में लगभग 4 मिलियन m3 मिट्टी की कमी (निचिपोरोविच, 1968)।

दूसरी ओर, गणना में मिट्टी के आंतरिक घर्षण और आसंजन के कोण के अतिरंजित मूल्यों की शुरूआत से संरचना के महत्वपूर्ण विकृति या इसके पूर्ण विनाश हो सकते हैं।

चट्टानी मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध

एक रॉक द्रव्यमान की ताकत जो हाइड्रोलिक संरचना के आधार के रूप में कार्य करती है या एक घाटी ढलान (खुदाई ढलान) बनाती है, इसकी खनिज संरचना, संरचनात्मक और बनावट सुविधाओं और तनाव की स्थिति से निर्धारित होती है। रॉक मास की ताकत में एक महत्वपूर्ण भूमिका फ्रैक्चरिंग, टेक्टोनिक क्रशिंग और मूवमेंट के क्षेत्रों की उपस्थिति, कम मजबूत चट्टानों की इंटरलेयर्स आदि जैसी संरचनात्मक और बनावट वाली विशेषताओं द्वारा निभाई जाती है। इसलिए, किसी के व्यवहार का सही आकलन करने के लिए एक संरचना से भार के तहत चट्टान का द्रव्यमान, विनाश के संभावित विमानों के साथ इसकी ताकत को जानना आवश्यक है। यह आकलन उपयुक्त प्रयोगशाला और क्षेत्र प्रयोगों के साथ-साथ सिमुलेशन के माध्यम से किया जाता है।

एक चट्टान द्रव्यमान की ताकत न केवल इसकी संरचना, संरचना और तनाव की स्थिति से निर्धारित होती है, बल्कि अभिनय बल की दिशा से भी निर्धारित होती है। तो, एक खंडित चट्टान द्रव्यमान के लिए, ताकत अलग-अलग दिशाओं में समान नहीं होती है और मौजूदा दरार प्रणाली की दिशा, द्रव्यमान को कमजोर करने और परिणामी दबाव की दिशा के बीच के कोण से निर्धारित होती है। यदि अभिनय बल फ्रैक्चर सिस्टम की दिशा के लंबवत है, तो रॉक द्रव्यमान की ताकत मुख्य रूप से एक जटिल तनाव राज्य की स्थितियों के तहत चट्टान की संपीड़न शक्ति और कतरनी ताकत से निर्धारित की जाएगी। लेकिन अगर अभिनय बल दरार प्रणाली की दिशा के समानांतर है, तो ताकत का मूल्य दरारों के साथ परतों के कतरनी प्रतिरोध द्वारा निर्धारित किया जाएगा। वास्तव में, किसी को कुछ मध्यवर्ती मामले से निपटना पड़ता है, जब द्रव्यमान की ताकत चट्टान के कतरनी प्रतिरोध और संपीड़न शक्ति (कुछ हद तक) दोनों पर निर्भर करती है।

अपरूपण प्रतिरोध पर चट्टानों के अपक्षय की डिग्री का प्रभाव।

चूंकि चट्टानी मिट्टी की ताकत मुख्य रूप से उनके फ्रैक्चरिंग पर निर्भर करती है, चट्टानों के अपक्षय प्रतिरोध के मापदंडों और चट्टानों के अपक्षय की डिग्री को दर्शाने वाले संकेतकों के बीच एक स्पष्ट संबंध है, अर्थात, कणों के बीच बंधनों के विघटन की डिग्री और परिवर्तनों में परिवर्तन कण स्वयं।

असंगत (रेतीली और मोटे अनाज वाली) मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध

कण सामग्री का अपरूपण प्रतिरोध खनिजों के क्रिस्टल जाली की ताकत और तनाव की स्थिति पर निर्भर करता है। एक गैर-संयोजी मिट्टी के कुल कतरनी प्रतिरोध पर तीन शब्दों में से प्रत्येक के प्रभाव को स्थापित करने के लिए, हम उन पर अलग से विचार करेंगे।

खनिजों का घर्षण प्रतिरोध। मिट्टी के कणों का घर्षण संपर्क में दो निकायों के सापेक्ष विस्थापन का प्रतिरोध है। संपर्क निकायों की सापेक्ष गति की अनुपस्थिति में, स्थिर घर्षण, या आराम पर घर्षण मनाया जाता है। काइनेटिक घर्षण, या फिसलने वाला घर्षण, पिंडों की गति की शुरुआत के बाद देखा जाता है।

मिट्टी के अपरूपण प्रतिरोध में घर्षण की बड़ी भूमिका के बावजूद, विभिन्न खनिजों के घर्षण का अपेक्षाकृत खराब अध्ययन किया गया है। जी. हॉर्न और डी. डियर (1962) और एल.आई. बैरन (1966) का अध्ययन ध्यान देने योग्य है। यह पाया गया कि अधिकांश खनिजों के लिए स्थैतिक घर्षण का गुणांक गति में घर्षण के गुणांक के लगभग बराबर होता है; केवल पानी से सिक्त क्वार्ट्ज की सतह के लिए, बाद वाला 1.5-2 गुना कम है।

घर्षण गुणांक के मूल्य के अनुसार, सभी खनिज, जिनकी सतह पानी से ढकी होती है, को दो समूहों में विभाजित किया जा सकता है: 1) उच्च (f = 0.4-0.8) घर्षण गुणांक के साथ - क्वार्ट्ज, माइक्रोकलाइन, कैल्साइट ; 2) घर्षण के कम (f = 0.1-0.3) गुणांक के साथ - मस्कोवाइट, बायोटाइट, फ़्लोगोपाइट, क्लोराइट, सर्पेन्टाइन, स्टीटाइट, तालक। दो असमान खनिजों के घर्षण के साथ, खनिजों की एक जोड़ी का घर्षण गुणांक सबसे कम घर्षण गुणांक के करीब होता है।

कतरनी प्रतिरोध पर रेत अंशों की खनिज संरचना का प्रभाव।

क्वार्ट्ज अंशों के कतरनी प्रतिरोध को निम्नलिखित विशेषताओं की विशेषता है। मोटे रेतीले क्वार्ट्ज अंशों के लिए, संतुलन की स्थिति को छोड़ने के लिए कण प्रतिरोध की भूमिका असामान्य रूप से बड़ी होती है और इस तथ्य की ओर ले जाती है कि आंतरिक घर्षण के कोण 60 ° से अधिक हो जाते हैं, लेकिन छोटे अंशों के लिए, संतुलन की स्थिति से कणों का बाहर निकलना होता है। सुगमता से, आंतरिक घर्षण का कोण कम हो जाता है और धीरे-धीरे मूल्य के करीब पहुंच जाता है, जो चिकनी क्वार्ट्ज प्लेटों के फिसलने के लिए विशेषता है।

क्वार्ट्ज-माइका मिश्रण का अपरूपण प्रतिरोध कम से कम घर्षण वाले घटक पर निर्भर करता है। वी.वी. के प्रयोग ओखोटिन बताते हैं कि रेत में 10% अभ्रक की उपस्थिति में, कतरनी प्रतिरोध लगभग पूरी तरह से अभ्रक द्वारा निर्धारित किया जाता है। ग्लौकोनाइट, साथ ही कार्बनिक पदार्थ और कोलाइड, अक्सर एक फिल्म के साथ रेत के कणों को कवर करते हैं, रेत में कतरनी प्रतिरोध में समान कमी प्रदर्शित करते हैं।

आंतरिक घर्षण कोण के मान पर कणों के आकार का प्रभाव काफी महत्वपूर्ण होता है। गोल कणों के लिए, आंतरिक घर्षण कोण तीव्र कोण वाले की तुलना में 10-18% कम होता है। कोण मान पर कंकड़ और बजरी कणों के बढ़ाव का प्रभाव कतरनी बल की दिशा के सापेक्ष कणों के उन्मुखीकरण पर निर्भर करता है। यदि लंबे कणों के उन्मुखीकरण की दिशा कतरनी बल की दिशा के साथ मेल खाती है, तो घर्षण का कोण कतरनी बल की क्रिया के लिए सामान्य कणों के उन्मुखीकरण के मामले में कम होता है।

अपरूपण प्रतिरोध पर संयोजी मिट्टी की संरचना का प्रभाव।

संयोजी मिट्टी के कणों का आकार अपरूपण के दौरान उनके उदय की मात्रा को निर्धारित करता है, जो उनके आकार के लगभग आधे के बराबर होता है। रेतीली और सिल्की मिट्टी के लिए, यह ऊंचाई मिलीमीटर का दसवां और सौवां हिस्सा होगा, और बजरी और कंकड़ वाली मिट्टी के लिए - कई सेंटीमीटर तक। कण आकार में कमी के साथ, घर्षण के कोण का मूल्य स्वाभाविक रूप से कम हो जाता है, और गैर-संयोजक मिट्टी का कतरनी प्रतिरोध खनिजों की चिकनी सतहों के समान जोड़े द्वारा लगाए गए घर्षण के प्रतिरोध की ओर जाता है।

कण जुड़ाव कंकड़, बजरी और मोटे रेत अंशों के कतरनी प्रतिरोध का सबसे महत्वपूर्ण निर्धारक है। मस्कोवाइट के लैमेलर कणों के लिए, कतरनी प्रतिरोध पूरी तरह से कणों के घर्षण से निर्धारित होता है। महीन रेतीले और धूल भरे कणों के लिए, कतरनी प्रतिरोध कणों के जुड़ाव और घर्षण दोनों से निर्धारित होता है।

कण पैकिंग घनत्व का प्रभाव कणों के ढीले और घने पैकिंग के लिए मिट्टी के कतरनी प्रतिरोध के कतरनी प्रतिरोध पर महत्वपूर्ण प्रभाव डालता है। विरूपण विकसित होने पर कतरनी प्रतिरोध जुटाया जाता है, लेकिन अगर घने रेत के लिए, अधिकतम तक पहुंचने के बाद, यह कुछ कतरनी विरूपण के साथ न्यूनतम मूल्य तक कम हो जाता है, तो ढीली रेत के लिए, इसके विपरीत, यह धीरे-धीरे बढ़ता है और स्थिर रहता है। इस मामले में, घने रेत की सरंध्रता कम हो जाती है, जबकि ढीली रेत की सरंध्रता, इसके विपरीत, बढ़ जाती है। अपरूपण के दौरान मृदा घनत्व में परिवर्तन को तनुता कहते हैं।

शुष्क, चिपकने वाली मिट्टी की कतरनी दर का कतरनी शक्ति पर कोई महत्वपूर्ण प्रभाव नहीं पड़ता है। हालांकि, जल-संतृप्त रेत के लिए, कतरनी ताकत कतरनी दर पर निर्भर हो सकती है। यह ज्ञात है कि विफलता के विमान में वास्तविक दबाव मिट्टी के कंकाल (प्रभावी दबाव) में दबाव और पानी में दबाव (छिद्र दबाव) के हिस्से में होता है।

जब ढीली रेत को स्थानांतरित किया जाता है, तो इसे संकुचित किया जाता है। यदि छिद्रों से पानी को आसानी से निचोड़ा जाता है, तो छिद्र का दबाव व्यावहारिक रूप से नहीं बदलता है, लेकिन यदि जल निकासी मुश्किल है, तो छिद्र के पानी में दबाव बढ़ जाता है।

घनी रेत के लिए, जल निकासी की अनुपस्थिति में कतरनी प्रतिरोध सूखा रेत (उच्च दबाव के मामलों को छोड़कर) के अनुरूप मूल्यों से अधिक है। ढीली रेत के लिए; इसके विपरीत, जल निकासी की अनुपस्थिति में कतरनी का प्रतिरोध जल निकासी के लिए संबंधित मूल्य से कम है (बहुत कम दबाव के मामलों को छोड़कर)। इस तथ्य के कारण कि कतरनी भार के धीमे अनुप्रयोग के साथ, यह मिट्टी के कंकाल द्वारा माना जाता है, और तेजी से आवेदन के साथ, कुल भार का केवल एक हिस्सा कंकाल में स्थानांतरित किया जाता है, परीक्षण पी। जल निकासी और इसके बिना क्रमशः धीमी और तेज कहा जाता है।

खेत में, जल निकासी की कमी महीन और महीन दाने वाली रेत और विशेष रूप से सिल्ट की स्थिरता निर्धारित कर सकती है। मोटे बालू में, पानी की अच्छी पारगम्यता के कारण, कतरनी के दौरान छिद्र के दबाव में परिवर्तन नगण्य होगा और व्यावहारिक रूप से उनकी स्थिरता को प्रभावित नहीं करेगा।

सोना का कोण

रेपोज़ का कोण क्षैतिज तल पर मुक्त डाली गई गैर-संयोजक मिट्टी की सतह के झुकाव का कोण है।

गैर-संयोजी मिट्टी के रिपोज एंगल को आमतौर पर आंतरिक घर्षण के कोण के बराबर किया जाता है। यह पहचान क्षितिज के कोण पर झुकी हुई सतह पर एक कठोर शरीर की संतुलन स्थिति के विश्लेषण पर आधारित है।

वास्तविक गैर-संयोजक मिट्टी के लिए, कतरनी प्रतिरोध निर्धारित किया जाता है, जैसा कि ऊपर दिखाया गया है, मुख्य रूप से कणों के उलझाव से। इसके अलावा, ढाल की सतह के साथ कतरनी और लुढ़कने के दौरान कणों के लिए तनाव अलग-अलग हो जाता है। पहले मामले में, कण इसकी सतह पर समान रूप से वितरित कई बिंदुओं पर दबाव से प्रभावित होते हैं, और दूसरे में, कण दूसरों को केवल अपनी सतह के बाहरी हिस्से से छूते हैं, और इस दबाव का परिमाण बहुत छोटा होता है, जिसे निर्धारित किया जा रहा है। केवल स्वयं कणों के भार से। उपरोक्त को ध्यान में रखते हुए, विश्राम का कोण आंतरिक घर्षण के कोण के बराबर नहीं हो सकता है, जिसकी प्रयोगात्मक रूप से पुष्टि की जाती है।

इस प्रकार, विश्राम का कोण, आंतरिक घर्षण के कोण के लिए सबसे अच्छा अनुमान है, और विश्राम के कोण का मान गैर-संयोजी मिट्टी के कतरनी के विशेष मामले की विशेषता का प्रतिनिधित्व करता है, जब कणों पर दबाव होता है बहुत छोटा है और केवल कणों के भार से निर्धारित होता है।

कारक जो विश्राम के कोण को निर्धारित करते हैं। चट्टानों और खनिजों के कणों के विश्राम का कोण निर्णायक रूप से फैलाव (कण आकार, विषमता), कणों के आकार, उनकी सतह की प्रकृति और नमी सामग्री, साथ ही ढलान की परिचालन स्थितियों (स्थिर, गतिशील) से प्रभावित होता है। भार, निस्पंदन)। आइए विशिष्ट उदाहरणों के साथ इन कारकों के प्रभाव पर विचार करें। एलआई बैरन (1950) ने दिखाया कि कणों या चट्टान के टुकड़ों के आकार में वृद्धि के साथ, रेपोज़ का कोण कम होना चाहिए, क्योंकि ढलान की स्थिरता, इसकी सतह पर कणों की स्थिरता से निर्धारित होती है, उनकी सगाई पर निर्भर करती है और वजन। जैसे-जैसे कणों का आकार बढ़ता है, उनका वजन जुड़ाव और घर्षण के कारण लगने वाले बलों की तुलना में तेजी से बढ़ता है। इसलिए, प्रतिरोध बलों का परिमाण ढलान की सतह पर कणों को संतुलन की स्थिति में रखने के लिए आवश्यक बल से कम हो जाता है, जिससे उनके लुढ़कने और आराम के कोण में कमी आती है। सामान्य तौर पर, यह ध्यान दिया जा सकता है कि हवा-शुष्क गैर-संयोजी मिट्टी के विश्राम कोण का मान 30 से 40 ° तक होता है। गोलाकार कणों से बनी मिट्टी में अपेक्षाकृत कम ढलान वाले कोण होते हैं, क्योंकि बड़े पैमाने पर क्रिस्टलीय संरचना वाले खनिजों में जुड़ाव कम हो जाता है और घर्षण घटक कम हो जाता है। पत्तेदार मस्कोवाइट कणों के लिए, वायु-शुष्क अवस्था में इस खनिज के घर्षण गुणांक विशेषता के उच्च मूल्य के कारण कोण उच्चतम हो जाता है।

रेपो के कोण के मूल्य पर आर्द्रता का प्रभाव। गैर-संयोजी मिट्टी से वास्तविक ढलानों की स्थिरता की गणना करते समय, किसी को ढलान कोण के सबसे छोटे मूल्य द्वारा निर्देशित किया जाना चाहिए, जो नमी और विभिन्न प्रभावों (यातायात, भूकंप, आदि से गुजरने) के परिणामस्वरूप होगा।

ढलान की स्थिरता पर मिट्टी की नमी का प्रभाव सिविल इंजीनियरों को अच्छी तरह से पता है। तो, एक निश्चित नमी सामग्री के साथ गैर-संयोजक मिट्टी के लिए, लगभग केशिका नमी क्षमता (5-15%, फैलाव के आधार पर) के बराबर, ढलान कोण 10-15% बढ़ जाता है। इस मामले में मुख्य कारण केशिका बलों की कार्रवाई है, जो मिट्टी के स्पष्ट सामंजस्य को निर्धारित करती है। जब ढलान पूरी तरह से गैर-संयोजक मिट्टी से भर जाता है या जब नमी पूरी नमी क्षमता के लगभग बराबर होती है, तो ढलान कोण कम हो जाता है।

पानी के नीचे गैर-संयोजी मिट्टी के विश्राम के कोण में कमी को दो मुख्य कारकों की क्रिया द्वारा समझाया जा सकता है: 1) वजन के परिणामस्वरूप पानी में कणों के वजन में कमी, जो उनके विघटन और रोलिंग की सुविधा प्रदान करती है, और 2) पानी का चिकनाई प्रभाव। उत्तरार्द्ध कारक विशेष रूप से मस्कोवाइट और मिट्टी से समृद्ध मिट्टी के लिए ध्यान देने योग्य है जिनके कण कार्बनिक कोलाइड्स की फिल्मों से ढके हुए हैं।

रेतीले ढलान का कोण काफी हद तक निस्पंदन प्रवाह की दिशा पर निर्भर करता है।

बाढ़ वाले रेतीले ढलानों की स्थिरता पर गतिशील कार्रवाई का प्रभाव। जिन झटकों से जल-संतृप्त रेतीली ढलान उजागर होती है, वे कभी-कभी मिट्टी के विशाल द्रव्यमान के द्रवीकरण और विस्थापन की ओर ले जाती हैं, जिसके परिणामस्वरूप ढलान चापलूसी हो जाती है (पतली रेत में ढलान का कोण अक्सर 5 ° से अधिक नहीं होता है)।

इस पर गतिशील क्रिया के तहत ढलान के द्रवीकरण और शिथिलता का कारण रेत का संघनन है और इसके परिणामस्वरूप, पानी के हाइड्रोडायनामिक दबाव में वृद्धि, रेत के दानों को तौलना और उन्हें नीचे की ओर खींचना है।

बाढ़ वाले ढलानों की स्थिरता के उल्लंघन से जुड़ी सभी दुर्घटनाओं की सामान्य विशेषताएं हैं: 1) रेत का कम घनत्व, 2) इसकी पानी के नीचे की घटना, 3) गतिशील प्रभाव। ढलान के जल निकासी अधिभार से इसकी गतिशील स्थिरता में काफी वृद्धि होती है। निम्नलिखित कारक रेत की गतिशील स्थिरता में कमी में योगदान करते हैं: महीन दाने वाले और महीन दाने वाले, धूल और एकरूपता, कणों की गोलाई, सूक्ष्म कणों और कार्बनिक कोलाइड्स की उपस्थिति।

संयोजी मिट्टी और ढीली मिट्टी का कतरनी प्रतिरोध

मिट्टी और लोई मिट्टी के कणों के बीच बंधन की ताकत अलग हो सकती है: युवा असंगठित तलछट के लिए, यह मुख्य खनिज कणों की ताकत से बहुत कम है, लेकिन संकुचित और सिलिकेट चट्टानों के लिए, बंधन की ताकत कणों की ताकत के करीब पहुंच जाएगी .

एक ही प्रारंभिक घनत्व पर टूटी हुई और अबाधित संरचनात्मक बंधों के साथ मिट्टी और ढीली मिट्टी की ताकत - नमी अलग है: पहले मामले में, यह दूसरे की तुलना में बहुत कम है। बाधित प्राकृतिक संरचनात्मक बंधों के साथ मिट्टी और ढीली मिट्टी में अभी भी एक निश्चित सामंजस्य है।

आसंजन बलों के साथ, मिट्टी की मिट्टी की ताकत भी कणों के बीच आंतरिक घर्षण की ताकतों से निर्धारित होती है। हालांकि, घर्षण और आसंजन के घटकों का सटीक पृथक्करण बड़ी कठिनाइयाँ प्रस्तुत करता है, क्योंकि ठोस पदार्थों की सतहों के बीच घर्षण में एक जटिल, दोहरी आसंजन-विरूपण (आणविक-यांत्रिक) प्रकृति होती है।

कतरनी विकृति विकसित होने पर कतरनी शक्ति घटक अलग-अलग डिग्री में प्रकट होते हैं। सामंजस्य, इसकी कठोरता के कारण, मामूली कतरनी विकृतियों पर जुटाया जाता है, जबकि कणों के घूमने और संतुलन की स्थिति से उनके बाहर निकलने के साथ-साथ पूर्ण विकास के लिए कतरनी प्रतिरोध को जुटाने के लिए बहुत अधिक विकृतियों की आवश्यकता होती है। टकराव।

मिट्टी की मिट्टी के कतरनी प्रतिरोध को निर्धारित करने की विधि संरचना में मिट्टी की काम करने की स्थिति पर निर्भर करती है। प्रारंभिक मृदा तैयारी और अपरूपण दर के संदर्भ में मृदा अपरूपण परीक्षण योजनाएं भिन्न हैं।

परीक्षण के लिए मिट्टी की मिट्टी की प्रारंभिक तैयारी की प्रकृति से, तीन मुख्य परीक्षण विधियां हैं:
प्रारंभिक संघनन के बिना प्राकृतिक अवस्था में मिट्टी के नमूनों का विस्थापन;
मिट्टी के नमूनों की कतरनी, पहले (समेकन प्रक्रिया के अंत से पहले) विभिन्न भारों द्वारा संकुचित और संघनन भार के तहत काटा गया (सामान्य रूप से संकुचित मिट्टी के नमूनों की कतरनी या एक सीधी संपीड़न शाखा के साथ कतरनी);
मिट्टी के नमूनों की कतरनी, पहले (समेकन प्रक्रिया के अंत से पहले) एक ही भार के साथ संकुचित होती है, लेकिन कम भार पर कट जाती है (अधिक संकुचित मिट्टी के नमूनों का कतरनी या रिवर्स संपीड़न शाखा के साथ कतरनी)।

परीक्षण की गति के आधार पर, तेज और धीमी कतरनी के बीच अंतर किया जाता है। तीव्र अपरूपण इतनी गति से किया जाता है कि अपरूपण (अप्रत्याशित अपरूपण) के दौरान मिट्टी का घनत्व - नमी अंश नहीं बदलता है। एक धीमी कतरनी इतनी गति से की जाती है कि मिट्टी की मिट्टी की घनत्व - नमी की मात्रा को वर्तमान भार (सूखा कतरनी) के साथ संतुलन में आने का समय मिलता है।

प्रारंभिक तैयारी और परीक्षण मोड की प्रकृति कतरनी प्रतिरोध मापदंडों के परिमाण को निर्धारित करती है: समेकित-सूखा कतरनी के अधीन मिट्टी में कतरनी प्रतिरोध उच्चतम होता है; एक गैर-समेकित अप्रशिक्षित परीक्षण में, मिट्टी की मिट्टी की ताकत केवल आसंजन द्वारा निर्धारित की जाएगी, और आंतरिक घर्षण की ताकतें बहुत कम होंगी, और .. एल। परीक्षण विधि के आधार पर, आंतरिक घर्षण का कोण (उसी मिट्टी के लिए 0 से 20-30 ° तक भिन्न हो सकता है, आसंजन - शून्य से कई किग्रा / सेमी 2 तक। असंगठित अप्रशिक्षित कतरनी के परिणाम आमतौर पर की स्थिरता की गणना के लिए उपयोग किए जाते हैं निर्माण चरण में एक मिट्टी का द्रव्यमान समेकित सूखा कतरनी के परिणामों का उपयोग दीर्घकालिक संचालन के चरण में चिकनी मिट्टी के द्रव्यमान की स्थिरता की गणना के लिए किया जाता है।

चिकनी मिट्टी के अपरूपण प्रतिरोध की प्रकृति बहुत जटिल है। इसलिए, हम मुख्य रूप से पूरी तरह से जल-संतृप्त मिट्टी के कतरनी प्रतिरोध पर विचार करने के लिए खुद को सीमित करेंगे, जिसमें पूर्ण जल संतृप्ति और धीमी, सूखा कतरनी की स्थितियों के तहत अशांत और प्राकृतिक संरचनात्मक बंधन दोनों हैं।

टूटे हुए संरचनात्मक बंधों के साथ चिकनी मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध। मिट्टी की मिट्टी के कणों के बीच टूटे हुए संरचनात्मक बंधनों के कतरनी प्रतिरोध के अध्ययन से मिट्टी की ताकत के निर्माण में विभिन्न कारकों की भूमिका का सही आकलन करने में मदद मिलती है।

आइए मिट्टी की मिट्टी की ताकत को दर्शाने वाले मुख्य मापदंडों को परिभाषित करें। सामान्य रूप से संकुचित मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध प्रभावी दबाव के सीधे आनुपातिक होता है और इसे मूल से एक सीधी रेखा के रूप में दर्शाया जाता है।

क्ले की अवशिष्ट शक्ति केवल कणों के बीच घर्षण से निर्धारित होती है। अधिकतम ताकत से अवशिष्ट आसंजन में संक्रमण में शून्य हो जाता है, और आंतरिक घर्षण का कोण भी कम हो जाता है: कुछ मिट्टी में 1-2 °, दूसरों में 10 ° तक। अवशिष्ट शक्ति लंबी अवधि के कतरनी लोडिंग के तहत मिट्टी की मिट्टी के व्यवहार को निर्धारित करती है और एक अशांत संरचना वाली मिट्टी पर निर्धारित की जा सकती है।

अशांत संरचना (बांधों, बांधों, तटबंधों, आदि की सामग्री) की अपूर्ण जल-संतृप्त मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध जल संतृप्ति की डिग्री पर निर्भर करेगा: जल संतृप्ति की डिग्री जितनी अधिक होगी, कतरनी प्रतिरोध उतना ही कम होगा।

प्राकृतिक संरचनात्मक बंधों के साथ चिकनी मिट्टी का अपरूपण प्रतिरोध। प्राकृतिक मिट्टी की मिट्टी की अधिकतम ताकत क्रिस्टलीकरण संरचनात्मक बंधों और कण घर्षण की ताकत से निर्धारित होती है। संरचनात्मक बंधनों के विनाश के बाद, मिट्टी की ताकत कम हो जाती है और मुख्य रूप से घर्षण प्रतिरोध और कणों के यांत्रिक संपर्क से निर्धारित होती है।

गाद और अन्य युवा तलछटों के लिए Pstr का मान दसवें और सौवें भाग से व्यापक रूप से भिन्न होता है, जो कि भूगर्भीय इतिहास के दौरान उच्च दबावों के संपर्क में आने वाली घनी मिट्टी की चट्टानों के लिए 10 या अधिक किग्रा / सेमी2 तक होता है।

युवा जल-संतृप्त मिट्टी की मिट्टी की संरचना की ताकत के तुलनात्मक मूल्यांकन के लिए, संरचनात्मक ताकत संकेतक के.एस.पी. का उपयोग किया जाता है।

उच्च नमी वाले मिट्टी के जमाव के लिए उच्च Ks.p मान सामान्य हैं - गाद, युवा मिट्टी, सैप्रोपेल, राख डंप और अन्य संरचनाएं, जो कणों के बीच कम संख्या में बिंदु संपर्कों की विशेषता है।

संघनन के बिना युवा उच्च-नमी मिट्टी जमा का कतरनी प्रतिरोध केवल संरचनात्मक बंधनों की ताकत के कारण होता है, जो बदले में घनत्व, फैलाव और रासायनिक-खनिज संरचना पर निर्भर करता है। इस तरह के जमा की ताकत छोटी है - किलो / सेमी 2 का सौवां और दसवां हिस्सा, और संरचनात्मक बंधनों के विनाश के बाद, उनकी ताकत बहुत कम मूल्यों तक गिर जाती है और मिट्टी एक चिपचिपा तरल के समान हो जाती है।

उच्च नमी वाली युवा मिट्टी के ताकना समाधान से लवण की लीचिंग उनकी संवेदनशीलता में वृद्धि और एक मोबाइल, त्वरित और कम प्रयास और कमजोर गतिशील प्रभावों के साथ संक्रमण में योगदान करती है।

कणों के बीच मजबूत संरचनात्मक बंधनों के कारण अत्यधिक संकुचित और सीमेंटेड मिट्टी की चट्टानें, उच्च अधिकतम शक्ति की विशेषता होती हैं।

मिट्टी की लंबी अवधि की ताकत। यदि कतरनी बल की अवधि को लगातार बढ़ाकर मिट्टी की ताकत निर्धारित की जाती है, तो समय के साथ ताकत में उल्लेखनीय कमी आएगी।

अपक्षय और अपघटन के परिणामस्वरूप उत्खनन की स्थिति के तहत समय के साथ अधिक समेकित मिट्टी के शक्ति पैरामीटर सीसी में कमी विशेष रूप से तीव्र है। जैसा कि ए। स्केम्प्टन (1964) द्वारा दिखाया गया है, लंदन में 70 वर्षों के लिए, आसंजन 0.12 किग्रा / सेमी 2 से गिरकर 0.03 किग्रा / सेमी 2 हो गया, जिससे कई बनाए रखने वाली संरचनाएं नष्ट हो गईं।

इस प्रकार, अपरूपण भार की अवधि के आधार पर, इसमें अंतर करना आवश्यक है: अल्पावधि में "तत्काल" शक्ति, तेज़ कतरनी, और धीमी कतरनी में दीर्घकालिक शक्ति। लंबी अवधि की ताकत का मूल्य मिट्टी की प्रकृति पर निर्भर करता है और 0.3-0.8 तात्कालिक ताकत के बराबर हो सकता है।

मिट्टी की मिट्टी के अपरूपण प्रतिरोध के परिमाण को निर्धारित करने वाले कारकों में मिट्टी की रासायनिक और खनिज संरचना, मिट्टी की संरचना और बनावट शामिल हैं।

कणों के हाइड्रोफिलिसिटी, आकार और आकार के माध्यम से, उनके कतरनी प्रतिरोध पर मिट्टी की खनिज संरचना का प्रभाव होता है, अन्य सभी चीजें समान होती हैं। प्राथमिक बारीक पिसे हुए खनिज (माइक्रोलाइन, क्वार्ट्ज, कैल्साइट) को आंतरिक घर्षण के कोण के उच्च मूल्यों की विशेषता है, जो 30-40 ° के बराबर है।

मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले के लिए आंतरिक घर्षण के कोण के निम्न मूल्यों को बाध्य पानी की फिल्मों द्वारा अलग किए गए ठोस कणों के बीच सीधे संपर्क की अनुपस्थिति से समझाया गया है। जैसे-जैसे कणों के बीच पानी की फिल्म पतली होती जाती है, घर्षण घटक बढ़ता जाता है।

पैलीगॉर्स्काइट का उच्च घर्षण एक प्रणाली की उलझी हुई रेशेदार बनावट विशेषता के कारण होता है जिसमें एसिकुलर कण होते हैं।

क्ले के अपरूपण प्रतिरोध पर भौतिक-रासायनिक कारकों का प्रभाव। भौतिक रासायनिक कारक (छिद्र समाधान में इलेक्ट्रोलाइट्स की एकाग्रता और विनिमेय उद्धरणों की संरचना) मिट्टी के कणों की सतह के क्रिस्टल-रासायनिक गुणों और, परिणामस्वरूप, उनके गुणों को निर्धारित करते हैं। एक ताकना समाधान में इलेक्ट्रोलाइट्स की एकाग्रता में वृद्धि, साथ ही एक्सचेंज कॉम्प्लेक्स में द्विसंयोजक और त्रिकोणीय उद्धरण और पोटेशियम की उपस्थिति, फैलाना के संपीड़न में योगदान करती है (ढीले बाध्य की परत की मोटाई में कमी के लिए) पानी), जिसके कारण छितरी हुई प्रणाली एक निश्चित दबाव में सघन हो जाती है; कणों के बीच परस्पर क्रिया बल सबसे अधिक स्पष्ट होते हैं, जो शक्ति में वृद्धि में व्यक्त किया जाता है।

सबसे बड़ी सीमा तक, भौतिक-रासायनिक कारकों का प्रभाव जल-संतृप्त भुरभुरा मॉन्टमोरिलोनाइट और सूक्ष्म रूप से बिखरे हुए हाइड्रोमिका-मोंटमोरिलोनाइट क्ले को प्रभावित करता है। जैसे-जैसे मिट्टी का घनत्व बढ़ता है और उनकी खनिज संरचना में परिवर्तन होता है, भौतिक-रासायनिक कारकों की भूमिका कम हो जाती है।

जब विनिमेय Na + को Ca2 + और Al3 + द्वारा प्रतिस्थापित किया जाता है, तो मॉन्टमोरिलोनाइट क्ले का अपरूपण प्रतिरोध काफी बढ़ जाता है, जबकि विनिमेय kaolinite cations की प्रकृति व्यावहारिक रूप से इसके अपरूपण प्रतिरोध को नहीं बदलती है। आई। रोसेनक्विस्ट, एल। बजरम और अन्य के कार्यों में, यह दिखाया गया था कि पोटेशियम आयन को मॉन्टमोरिलोनाइट और हाइड्रोमिका क्ले के अवशोषित परिसर में शामिल करने से कतरनी प्रतिरोध में उल्लेखनीय वृद्धि होती है।

विनिमेय पोटेशियम, इसकी रासायनिक विशेषताओं (छोटे आकार, नकारात्मक जलयोजन) के कारण, मॉन्टमोरिलोनाइट्स और हाइड्रोमिका के क्रिस्टल जाली में "निर्माण" करने की क्षमता रखता है और इस तरह इन खनिजों की अलग-अलग प्लेटों को एक मजबूत संरचनात्मक बंधन से बांधता है, जिससे एक की ओर जाता है मिट्टी के घनत्व और उनके कतरनी प्रतिरोध में वृद्धि। K + आयन के माध्यम से मिट्टी के खनिजों के पैकेटों के बीच का बंधन बहुत मजबूत हो जाता है, जैसा कि क्रिस्टल जाली में पोटेशियम के प्रवेश की अपरिवर्तनीयता के साथ-साथ मॉन्टमोरिलोनाइट की इंटरपैकेट दूरी में उल्लेखनीय कमी के कारण होता है, जो कई सौ किग्रा/सेमी2 के दबाव की क्रिया के बराबर है।

~ 1 एन के एक बिल समाधान में इलेक्ट्रोलाइट्स की एकाग्रता पर। कणों की फैलाना परतें लगभग पूरी तरह से दबा दी जाती हैं और प्रत्यक्ष, कणों के बीच बिंदु संपर्क बनते हैं, जो घर्षण घटक में वृद्धि में व्यक्त किया जाता है।

क्ले के अपरूपण प्रतिरोध पर घनत्व का प्रभाव। मिट्टी की मिट्टी का घनत्व, इसके फैलाव और संरचनात्मक बंधनों की ताकत के साथ, मुख्य संरचनात्मक कारक है जो इसकी ताकत निर्धारित करता है।

आंतरिक घर्षण कोण का मान कणों और मिट्टी के समुच्चय के बीच संरचनात्मक बंधों की ताकत पर निर्भर करता है: प्राकृतिक संरचनात्मक बंधों वाली मिट्टी की मिट्टी के लिए, कुचल मिट्टी की तुलना में कोण लगभग 10-30% अधिक होता है। मजबूत संरचनात्मक बंधों वाली क्ले के लिए, यह अंतर बहुत अधिक होगा।

ताकत के एक अन्य पैरामीटर का मूल्य आसंजन है। मिट्टी की नमी - घनत्व पर महत्वपूर्ण रूप से निर्भर करता है।

एक ही मिट्टी की मिट्टी के लिए आसंजन गुणांक K का मान अपेक्षाकृत संकीर्ण सीमाओं के भीतर भिन्न होता है। सबसे कम आसंजन गुणांक कम सक्रिय क्रिस्टल जाली (काओलाइट) के साथ खनिजों के पास होता है, जबकि मॉन्टमोरिलोनाइट का K मान बहुत अधिक होता है। उच्चतम K एक अशांत संरचना की ज्वालामुखीय मिट्टी के पास है, जिसे अनाकार सिलिका, मॉन्टमोरिलोनाइट और इसे बनाने वाले कार्बनिक पदार्थों के कणों के मजबूत चिपकने वाले गुणों द्वारा समझाया गया है। मिट्टी की बहुविविधता भी K (मोराइन दोमट) की वृद्धि में योगदान करती है।

बढ़ते घनत्व के साथ आसंजन में वृद्धि पर प्राकृतिक संरचनात्मक बंधों की उपस्थिति का महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है: बंधन शक्ति जितनी अधिक होती है, K परिवर्तन उतना ही कम होता है, क्योंकि बांड कुछ हद तक मिट्टी के संघनन को रोकते हैं। और मिट्टी की संरचनात्मक ताकत से कम दबाव की कार्रवाई के तहत, आसंजन सामान्य दबाव पर बहुत कम निर्भर करेगा। नमी कम होने (घनत्व में वृद्धि) के साथ, आसंजन नाटकीय रूप से बढ़ जाता है।

किसी दिए गए घनत्व पर उच्चतम आसंजन - नमी में मोंटमोरिलोनाइट, पैलीगोर्स्काइट, कार्बनिक पदार्थ होते हैं, फिर हैलोसाइट, इलाइट और काओलाइट घटते क्रम में जाते हैं।

इस बात पर जोर दिया जाना चाहिए कि खनिजों की सतह की अपेक्षाकृत कम हाइड्रोफिलिसिटी के साथ कणों का एसिकुलर आकार, महत्वपूर्ण सामंजस्य बलों (पैलीगोर्स्काइट और हैलोसाइट) की अभिव्यक्ति को बढ़ावा देता है। पूरी तरह से जल-संतृप्त मिट्टी की मिट्टी की नमी पर आसंजन की निर्भरता को सूत्र द्वारा व्यक्त किया जा सकता है

सीई = के जहां के आसंजन गुणांक है; % - संक्षिप्तीकरण अनुपात; एडब्ल्यू - नमी परिवर्तन; ई प्राकृतिक लघुगणक का आधार है।

सूत्र दर्शाता है कि C8 और W के बीच संबंध घातांकीय है। 10 किग्रा / सेमी 2 तक के दबाव की सीमा में, सूत्र एक अशांत संरचना के साथ मिट्टी के प्रयोगात्मक डेटा का संतोषजनक वर्णन करता है।

मिट्टी की मिट्टी का अवशिष्ट अपरूपण प्रतिरोध। संरचनाओं की स्थिरता की भविष्यवाणी करने के लिए, लंबी अवधि की ताकत, यानी, कतरनी भार के लंबे समय तक संपर्क के बाद मिट्टी के कतरनी प्रतिरोध को जानना आवश्यक है। एन.एन. मास्लोव, ए। स्केम्पटन और अन्य के कार्यों ने स्थापित किया है कि घने मिट्टी में समय के साथ कतरनी प्रतिरोध में कमी मुख्य रूप से पैरामीटर सीसी में कमी के कारण होती है। इसलिए, मिट्टी की अंतिम ताकत को जानना महत्वपूर्ण है, जो मुख्य रूप से मिट्टी के कणों के बीच घर्षण बल के कारण होता है।

कतरनी के दौरान मिट्टी की संरचना और बनावट में परिवर्तन का अध्ययन एन.आर. मॉर्गनस्टर्न और आई.एस.चलेंको (1967) द्वारा काओलाइट पेस्ट पर विस्तार से किया गया था। कतरनी तनाव में अधिकतम शक्ति के बराबर मूल्य में वृद्धि के साथ, कोई विराम नहीं देखा गया। इस स्तर पर, कण कतरनी की दिशा में मुड़ते हैं, जिसका परिमाण कतरनी दिशा के संबंध में उनके प्रारंभिक अभिविन्यास पर निर्भर करता है।

बनावट में एक और बदलाव विशेष रूप से तब स्पष्ट होता है जब उन्मुख नमूने मूल संरचना के लंबवत विस्थापित हो जाते हैं। कणों के घूमने के बाद, नमूने के किनारों पर दरारें दिखाई देती हैं और नमूने के केंद्र तक फैल जाती हैं। जैसे-जैसे शीयर स्ट्रेन बढ़ता है, तब तक दरारें बढ़ती रहती हैं, जब तक कि एक शीयर प्लेन नहीं बन जाता, सैंपल को दो भागों में विभाजित कर देता है।

अपरूपण प्रतिबल की दिशा और कणों के उन्मुखीकरण के बीच के कोण का अपरूपण प्रतिरोध पर एक उल्लेखनीय प्रभाव हो सकता है। I.S.Chalenko और N.R. Morgenstern ने दिखाया कि kaolinite के लिए कण अभिविन्यास की दिशा में लंबवत अभिनय करने वाला कतरनी तनाव समानांतर कण अभिविन्यास के मामले में लगभग 20% अधिक है।

ढीली चट्टानों का अपरूपण प्रतिरोध। कुछ समय पहले तक, संपीड़ितता के अध्ययन की तुलना में विभिन्न नमी स्थितियों में ढीली चट्टानों की ताकत के अध्ययन पर कम ध्यान दिया गया था, हालांकि मिट्टी का विनाश इसके विरूपण के परिणामस्वरूप होता है।

ढीली चट्टानों की ताकत क्रिस्टलीकरण प्रकृति के संरचनात्मक बंधों की ताकत पर निर्भर करती है, जो बदले में चट्टान की जल संतृप्ति की डिग्री पर निर्भर करती है। ढीली मिट्टी की ताकत में कमी मुख्य रूप से सीसी पैरामीटर में कमी के परिणामस्वरूप होती है। पूरी तरह से जल-संतृप्त लोई मिट्टी की ताकत एक पेस्ट राज्य में मिट्टी की ताकत के करीब हो जाती है, क्योंकि दोनों ही मामलों में यह मुख्य रूप से कणों और समुच्चय के बीच घर्षण और जुड़ाव से निर्धारित होता है।

मिट्टी के रियोलॉजिकल गुण

बाहरी बलों के लिए मिट्टी के प्रतिरोध की प्रकृति उस दर पर निर्भर करती है जिस पर ये बल उन पर लागू होते हैं। भार में तेजी से वृद्धि के साथ, मिट्टी का प्रतिरोध सबसे बड़ा होगा और इसमें लोचदार विकृतियाँ प्रबल होंगी, बाहरी ताकतों में धीमी वृद्धि के साथ, मिट्टी का प्रतिरोध कम होगा, और यह रेंगना और तरलता गुणों का प्रदर्शन करेगा।

मिट्टी में लोच या रेंगने की अभिव्यक्ति की डिग्री बल की कार्रवाई के समय के तथाकथित विश्राम समय के अनुपात पर निर्भर करती है, जिसे एक समय अंतराल के रूप में समझा जाता है जिसके दौरान तनाव एक निश्चित मात्रा में कम हो जाता है, उदाहरण के लिए , ई (ई = 2.71) के एक कारक द्वारा।

अलग-अलग निकायों के लिए विश्राम का समय अलग-अलग होता है। चट्टानी मिट्टी के लिए, इसे सैकड़ों और हजारों वर्षों में, कांच के लिए लगभग सौ साल और पानी के लिए - 10-11 सेकंड में मापा जाता है। यदि मिट्टी पर बलों की कार्रवाई की अवधि विश्राम अवधि से कम है, तो मुख्य रूप से लोचदार विकृति विकसित होगी। यदि मिट्टी पर बल की क्रिया का समय विश्राम के समय से अधिक हो जाता है, तो मिट्टी में रेंगने और प्रवाह की अपरिवर्तनीय विकृतियाँ होती हैं। दूसरे शब्दों में, बल की क्रिया के समय और विश्राम के समय के अनुपात के आधार पर, शरीर या तो ठोस या तरल के रूप में व्यवहार करेगा। विश्राम अवधि मुख्य स्थिरांक है जो ठोस और तरल पदार्थों के गुणों को जोड़ती है।

आधुनिक भौतिक-रासायनिक यांत्रिकी में, अभिनय कतरनी दबाव के परिमाण से कतरनी विरूपण दर के विकास के पैटर्न के आधार पर तरल और ठोस जैसे निकायों में विभाजन किया जाता है।

एक तरल के लिए, वांछित के रूप में कई छोटे तनावों की कार्रवाई के तहत, विश्राम अवधि से अधिक समय के लिए, एक स्थिर प्रवाह एक निरंतर चिपचिपाहट के साथ स्थापित होता है जो बढ़ते तनाव के साथ नहीं बदलता है। संरचित तरल पदार्थ (निलंबन, अत्यधिक छितरी हुई और उच्च नमी वाली सिल्ट, सैप्रोपेल) के लिए, चिपचिपाहट पहले से ही प्रभावी कतरनी तनाव पर निर्भर करती है और इसलिए इसे प्रभावी कहा जाता है।

ठोस जैसे पिंड, जिनमें बिखरी हुई और चट्टानी मिट्टी शामिल हैं, एक सीमित कतरनी तनाव की उपस्थिति की विशेषता है, जिसे उपज बिंदु कहा जाता है और लोचदार सीमा के साथ मेल खाता है।

ठोस पदार्थों के लिए, कोई प्लास्टिक की चिपचिपाहट की बात करता है।

एनएफ श्वेदोव (1889), और फिर बिंघम (1916) ने दिखाया कि प्लास्टिक निकायों को दो मापदंडों की विशेषता है: निकायों का उपज बिंदु और प्लास्टिक चिपचिपापन।

रेंगने का भौतिक तंत्र बहुत जटिल है और बड़ी संख्या में कारकों पर निर्भर करता है। क्रिस्टल में, रेंगना संरचनात्मक दोषों की गति, जुड़वाँ, अनुवाद, प्रसार के कारण होता है; पॉलीक्रिस्टलाइन निकायों और बिखरी हुई मिट्टी की मिट्टी में, जो क्रिस्टल की तुलना में कम दबाव पर रेंगती हैं, - एक दूसरे के सापेक्ष कणों का अर्ध-चिपचिपा स्लाइडिंग, परिणामी तनाव के लिए सामान्य दिशा में कणों का पुनर्संयोजन, और माइक्रोक्रैक का विकास। रेंगने की गतिकी दबाव और तापमान पर निर्भर करती है और विभिन्न संरचनात्मक परिवर्तनों से जटिल होती है - क्षय के चरण में मिट्टी का संघनन और सख्त होना और प्रवाह के चरण में पतलापन नरम होना।

संरचनाओं के रेंगने की भविष्यवाणी करने के लिए, दो मूल्यों को जानना आवश्यक है - रेंगना दहलीज और मिट्टी की चिपचिपाहट का प्रभावी गुणांक और समय के साथ इसका परिवर्तन। रेंगना थ्रेशोल्ड (एन.एन. मास्लोव के अनुसार) एक स्पर्शरेखा तनाव है जिस पर और ऊपर रेंगना विरूपण, जिसे पहले इसकी परिमाण और गति में व्यावहारिक रूप से उपेक्षित किया गया था, तेजी से तेज हो गया है।

मिट्टी की रेंगना दहलीज मिट्टी की संरचना और संरचना, तापमान और दबाव और दबाव की क्रिया की दर पर निर्भर करती है। घने चट्टानों के लिए, रेंगने की दहलीज कम कॉम्पैक्ट वाले लोगों की तुलना में अधिक होती है।

"रेंगना दहलीज" कतरनी तनाव के विभिन्न मूल्यों पर परीक्षण किए गए समान मिट्टी के नमूनों के दीर्घकालिक रेंगना परीक्षणों के आंकड़ों से निर्धारित होता है।

Zh. S. Erzhanov (1964) ने नोट किया कि चट्टानी मिट्टी (सिल्टस्टोन, मडस्टोन, सैंडस्टोन, चूना पत्थर) झुकने की स्थिति में ~ 70% से अधिक विनाशकारी लोड पर स्पष्ट रूप से रेंगने की संपत्ति का प्रदर्शन नहीं करते हैं। नतीजतन, इन चट्टानों के लिए रेंगने की दहलीज कई दसियों किलोग्राम / सेमी 2 तक पहुंच सकती है। उन्होंने जिन चट्टानों पर विचार किया, उनमें से चूना पत्थरों में विशिष्ट रेंगने वाला व्यवहार था, जिसका रेंगना अन्य चट्टानों की तुलना में 10-20 गुना तेजी से सड़ता था। चूना पत्थर के इस व्यवहार को, जाहिरा तौर पर, आंतरिक घर्षण के उच्च कोण और कैल्साइट में निहित उच्च चिपचिपाहट द्वारा समझाया जा सकता है, मुख्य खनिज जो चूना पत्थर बनाता है।

मिट्टी की प्रभावी चिपचिपाहट बाहरी ताकतों के प्रभाव में बहने के लिए उनके प्रतिरोध की विशेषता है। मात्रात्मक रूप से, चिपचिपापन कतरनी बल के परिमाण द्वारा निर्धारित किया जाता है जिसे एकता के बराबर एक निरंतर सापेक्ष कतरनी दर के साथ इसमें लामिना का प्रवाह बनाए रखने के लिए कतरनी परत के प्रति इकाई क्षेत्र में लागू किया जाना चाहिए।

मिट्टी की चिपचिपाहट को निर्धारित करने वाले कारक। मिट्टी की चिपचिपाहट उनकी संरचना और बनावट, रासायनिक और खनिज संरचना, तापमान और कतरनी तनाव के परिमाण पर निर्भर करती है। विभिन्न मिट्टी के लिए चिपचिपाहट गुणांक बहुत विस्तृत श्रृंखला में भिन्न होता है: 102-104 पीजेड से चूना पत्थर के लिए एक परेशान संरचना के साथ 1022 पीजेड के लिए। मिट्टी के घनत्व में वृद्धि के साथ, उनकी चिपचिपाहट, साथ ही रेंगने की दहलीज भी बढ़ जाती है।

मिट्टी में संरचनात्मक बंधनों को कुचलने से विघटन से चिपचिपाहट में उल्लेखनीय कमी आती है। उच्चतम चिपचिपाहट का अनुपात कम छितरी हुई मिट्टी (लोसलाइक दोमट, कैम्ब्रियन मिट्टी) से अधिक छितरी हुई (ख्वालिन्स्काया मिट्टी) तक बढ़ जाता है।

स्पर्शरेखा तनाव की तीव्रता में वृद्धि के साथ, मिट्टी की चिपचिपाहट कम हो जाती है, व्यावहारिक रूप से बरकरार संरचना के संदर्भ में उच्चतम चिपचिपाहट से बदलकर, कणों के बीच बंधनों के अधिकतम उल्लंघन की स्थिति में संरचना के अनुरूप न्यूनतम चिपचिपाहट में बदल जाती है।

कतरनी तनाव पर चट्टानी मिट्टी की चिपचिपाहट की निर्भरता एम। वी। गज़ोवस्की एक लघुगणकीय निर्भरता का अनुमान लगाती है।

M.V. Gzovsky (1963), प्राकृतिक परिस्थितियों में चट्टानों की चिपचिपाहट के अनुसार, भेद करता है:
कम से कम चिपचिपी चट्टानें (दुबली मिट्टी, लवण, जिप्सम, पतली परत वाली गाद-मिट्टी की परत);
कम-चिपचिपापन चट्टानें (पतली-परत चूना पत्थर-मर्ली, रेतीली-मिट्टी, फ्लाईस्च स्ट्रैट);
अत्यधिक चिपचिपी चट्टानें (कमजोर स्तरित बलुआ पत्थर, समूह, कार्बोनेट, ज्वालामुखी, अतीत में अत्यधिक अव्यवस्थित और कमजोर रूप से रूपांतरित रेतीली-मिट्टी की परत);
सबसे चिपचिपी चट्टानें (ग्रेनाइट, गनीस, क्रिस्टलीय विद्वान);

इस प्रकार, पेट्रोग्राफिक संरचना मुख्य कारक है जो मोनोलिथिक चट्टानों की चिपचिपाहट निर्धारित करती है।

मिट्टी की अपेक्षाकृत कम चिपचिपाहट के लिए मिट्टी, लवण और मार्ल्स जिम्मेदार हैं, क्योंकि इंटरलेयर के रूप में मौजूद होने के कारण, वे रेतीले और चूना पत्थर के स्तर की चिपचिपाहट को कम करते हैं और ढलानों पर उनके फिसलने में योगदान करते हैं। इस तरह के विस्थापन का एक उदाहरण जीएम लोमिज़ (1945) द्वारा वर्णित डीज़ोर हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन (आर्मेनिया) का विरूपण है। किसी समय में, मिट्टी के टफ्स की एक परत के साथ फिसलने वाले एंडेसाइट-डेसाइट स्ट्रेटम के दबाव के परिणामस्वरूप संरचना अक्षीय संपीड़न का प्रदर्शन करना शुरू कर देती है, जिसकी छत लगभग 8-9 के कोण पर क्षितिज की ओर झुकी हुई थी। °. जियोडेटिक अवलोकनों ने स्थापित किया है कि हाइड्रोइलेक्ट्रिक पावर स्टेशन की दिशा में स्ट्रेट के विस्थापन की दर को 2-3 सेमी / वर्ष के मूल्य पर मापा गया था।

मिट्टी और तरल पदार्थों की चिपचिपाहट तापमान पर निर्भर करती है। हालांकि, इंजीनियरिंग भूविज्ञान (लगभग -40 से + 80 डिग्री सेल्सियस) के लिए ब्याज की तापमान सीमा में मिट्टी की चिपचिपाहट का अध्ययन नहीं किया गया है, और तापमान से मिट्टी की चिपचिपाहट में परिवर्तन पर व्यावहारिक रूप से कोई डेटा नहीं है। . विभिन्न तापमानों पर असिंचित परिस्थितियों में मिट्टी के रेंगने के अध्ययन के आधार पर गणना से पता चला है कि अशिक्षित लोगों के लिए, तापमान में 20 से 26 डिग्री सेल्सियस की वृद्धि के कारण चिपचिपाहट 20 1012 से 0.7 1012 pz तक कम हो गई, यानी लगभग 30 गुना ...

सापेक्ष अनुदैर्ध्य तनाव के लिए। यह गुणांक शरीर के आकार पर निर्भर नहीं करता है, बल्कि उस सामग्री की प्रकृति पर निर्भर करता है जिससे नमूना बनाया जाता है। पॉइसन का अनुपात और यंग का मापांक एक आइसोट्रोपिक सामग्री के लोचदार गुणों की पूरी तरह से विशेषता है। आयाम रहित, लेकिन सापेक्ष इकाइयों में निर्दिष्ट किया जा सकता है: मिमी / मिमी, मी / मी।

विस्तृत परिभाषा

हम सजातीय छड़ पर तन्यता बल लगाते हैं। ऐसे बलों की कार्रवाई के परिणामस्वरूप, सामान्य स्थिति में छड़ अनुदैर्ध्य और अनुप्रस्थ दोनों दिशाओं में विकृत हो जाएगी।

होने देना एल (\ डिस्प्लेस्टाइल एल)तथा डी (\ डिस्प्लेस्टाइल डी)विरूपण से पहले नमूने की लंबाई और अनुप्रस्थ आयाम, और एल (\ डिस्प्लेस्टाइल एल ^ (\ प्राइम))तथा डी (\ डिस्प्लेस्टाइल डी ^ (\ प्राइम))- विरूपण के बाद नमूने की लंबाई और अनुप्रस्थ आयाम। फिर अनुदैर्ध्य लम्बेके बराबर मान कहा जाता है, और अनुप्रस्थ निचोड़- के बराबर एक मूल्य - (डी - डी) (\ डिस्प्लेस्टाइल - (डी ^ (\ प्राइम) -डी))... अगर (एल ′ - एल) (\ डिस्प्लेस्टाइल (एल ^ (\ प्राइम) -एल))के रूप में निरूपित करें एल (\ डिस्प्लेस्टाइल \ डेल्टा एल), ए (डी ′ - डी) (\ डिस्प्लेस्टाइल (डी ^ (\ प्राइम) -डी))कैसे Δ डी (\ डिस्प्लेस्टाइल \ डेल्टा डी), फिर रिश्तेदारअनुदैर्ध्य बढ़ाव के बराबर होगा एल एल (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ फ्रैक (\ डेल्टा एल) (एल))), ए रिश्तेदारपार्श्व संपीड़न - मान - डी डी (\ डिस्प्लेस्टाइल - (\ फ्रैक (\ डेल्टा डी) (डी)))... फिर, स्वीकृत संकेतन में, पॉसों का अनुपात μ (\ डिस्प्लेस्टाइल \ mu)की तरह लगता है:

μ = - डी डी एल Δ एल। (\ डिस्प्लेस्टाइल \ म्यू = - (\ फ्रैक (\ डेल्टा डी) (डी)) (\ फ्रैक (एल) (\ डेल्टा एल))।)

आम तौर पर, जब तन्यता बल बार पर लागू होते हैं, तो यह अनुदैर्ध्य दिशा में बढ़ जाएगा और अनुप्रस्थ दिशाओं में अनुबंध करेगा। इस प्रकार, ऐसे मामलों में, Δ एल एल> 0 (\ डिस्प्लेस्टाइल (\ फ्रैक (\ डेल्टा एल) (एल))> 0)तथा डी डी< 0 {\displaystyle {\frac {\Delta d}{d}}<0} अतः पॉइसन का अनुपात धनात्मक है। अनुभव से पता चलता है कि संपीड़न में पॉसों के अनुपात का वही मान होता है जो तनाव में होता है।

पूरी तरह से भंगुर सामग्री के लिए, पॉइसन का अनुपात 0 है, बिल्कुल असंगत सामग्री के लिए - 0.5। अधिकांश स्टील्स के लिए, यह गुणांक 0.3 के क्षेत्र में है, रबर के लिए यह लगभग 0.5 है।

औक्सेटिक

ऐसे पदार्थ (मुख्यतः बहुलक) भी होते हैं जिनमें पॉइसन का अनुपात ऋणात्मक होता है, ऐसे पदार्थ ऑक्सेटिक पदार्थ कहलाते हैं। इसका मतलब यह है कि जब एक तन्यता बल लगाया जाता है, तो शरीर का अनुप्रस्थ काट बढ़ जाता है।

उदाहरण के लिए, से कागज एक बातपरत नैनोट्यूब में पॉसों का धनात्मक अनुपात होता है, और के अंश के रूप में बहुतपरत नैनोट्यूब में, -0.20 के ऋणात्मक मान में अचानक संक्रमण देखा जाता है।

कई अनिसोट्रोपिक क्रिस्टल में नकारात्मक पॉसों का अनुपात होता है, क्योंकि ऐसी सामग्रियों के लिए पॉइसन का अनुपात तनाव अक्ष के सापेक्ष क्रिस्टल संरचना के उन्मुखीकरण के कोण पर निर्भर करता है। लिथियम (न्यूनतम मान -0.54), सोडियम (-0.44), पोटेशियम (-0.42), कैल्शियम (-0.27), कॉपर (-0.13) और अन्य जैसी सामग्रियों में एक नकारात्मक गुणांक पाया जाता है। आवर्त सारणी के 67% घन क्रिस्टल में ऋणात्मक पॉइसन अनुपात होता है।

आइए हम एक ठोस के विरूपण पर विचार करें। विचाराधीन प्रक्रिया में, आकार, आयतन और अक्सर शरीर के आकार में परिवर्तन होता है। इस प्रकार, किसी वस्तु का सापेक्ष अनुदैर्ध्य विस्तार (संपीड़न) तब होता है जब उसका सापेक्ष अनुप्रस्थ संकुचन (विस्तार) होता है। इस मामले में, अनुदैर्ध्य विरूपण सूत्र द्वारा निर्धारित किया जाता है:

विरूपण से पहले नमूने की लंबाई कहां है, लोड के तहत लंबाई में परिवर्तन है।

हालांकि, तनाव (संपीड़न) के तहत, न केवल नमूने की लंबाई बदल जाती है, बल्कि शरीर के अनुप्रस्थ आयाम भी बदल जाते हैं। अनुप्रस्थ दिशा में विकृति सापेक्ष अनुप्रस्थ संकुचन (विस्तार) के परिमाण की विशेषता है:

विरूपण (नमूने का अनुप्रस्थ आकार) से पहले नमूने के बेलनाकार भाग का व्यास कहाँ है।

परिभाषा

जहर के अनुपातसापेक्ष अनुप्रस्थ संकुचन (विस्तार) () से सापेक्ष अनुदैर्ध्य बढ़ाव (संपीड़न) () के भागफल के बराबर निरपेक्ष मान कहलाता है। पॉसों के अनुपात को आमतौर पर अक्षरों द्वारा दर्शाया जाता है:,। अन्य पदनाम भी हैं। गणितीय रूप से, पॉइसन के अनुपात की परिभाषा इस तरह दिखती है:

यह अनुभवजन्य रूप से पाया गया कि लोचदार विकृति के तहत, निम्नलिखित समानता पूरी होती है:

यंग के मापांक (ई) के साथ पॉसों का अनुपात एक सामग्री के लोचदार गुणों की विशेषता है।

वॉल्यूमेट्रिक विरूपण पर पॉसों का अनुपात

यदि वॉल्यूमेट्रिक विरूपण () का गुणांक इसके बराबर लिया जाता है:

शरीर के आयतन में परिवर्तन कहाँ होता है, यह शरीर का प्रारंभिक आयतन है। फिर, लोचदार विकृतियों के साथ, अनुपात पूरा होता है:

अक्सर, छोटे आदेशों की शर्तों को सूत्र (6) में छोड़ दिया जाता है और इस रूप में उपयोग किया जाता है:

आइसोट्रोपिक सामग्री के लिए, पॉइसन का अनुपात होना चाहिए:

पॉइसन के अनुपात के लिए नकारात्मक मूल्यों के अस्तित्व का मतलब है कि वस्तु के पार्श्व आयामों को बढ़ाया जा सकता है। यह शरीर के विरूपण की प्रक्रिया में भौतिक-रासायनिक परिवर्तनों की उपस्थिति में संभव है। पॉइसन अनुपात शून्य से कम वाले पदार्थ ऑक्सेटिक कहलाते हैं।

पॉसों के अनुपात का अधिकतम मान अधिक लोचदार पदार्थों की विशेषता है। इसका न्यूनतम मूल्य नाजुक पदार्थों को संदर्भित करता है। तो स्टील्स में पॉइसन का अनुपात 0.27 से 0.32 तक होता है। घिसने के लिए पॉइसन का अनुपात सीमा में भिन्न होता है: 0.4 - 0.5।

पॉइसन का अनुपात और प्लास्टिक विरूपण

अभिव्यक्ति (4) प्लास्टिक विकृतियों के लिए भी मान्य है, हालांकि, इस मामले में, पॉसों का अनुपात विरूपण के परिमाण पर निर्भर करता है:

विरूपण में वृद्धि और महत्वपूर्ण प्लास्टिक विकृतियों की घटना के साथ यह प्रयोगात्मक रूप से स्थापित किया गया है कि प्लास्टिक विरूपण पदार्थ की मात्रा को बदले बिना होता है, क्योंकि इस प्रकार की विकृति सामग्री की परतों की कतरनी के कारण होती है।

इकाइयों

पॉइसन अनुपात एक भौतिक मात्रा है जिसका कोई आयाम नहीं है।

समस्या समाधान के उदाहरण

उदाहरण 1

व्यायाम	रबर की नली की लंबाई और एक आंतरिक व्यास होता है। नली को बढ़ाया गया, और इसकी लंबाई में वृद्धि हुई। होज़ सामग्री का पॉइसन अनुपात है नली के अंदर का व्यास क्या है (डी) जब यह तना हुआ होता है?
समाधान	यदि नली को बढ़ाया जाता है, तो इसका आंतरिक व्यास () के बराबर कम हो जाता है: तन्यता बल कहां है, एस क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र है, अनुप्रस्थ संपीड़न का गुणांक है, लोच का गुणांक है, यंग का मापांक है। हुक के नियम के अनुसार, हमारे पास है: इस मामले में, (1.1) और (1.2) से हम प्राप्त करते हैं: चूंकि, मांगा गया मूल्य इसके बराबर है:
उत्तर

उदाहरण 2

व्यायाम	पॉइसन के अनुपात वाला एक धातु का तार लंबवत लटका हुआ है। तार के आयतन में क्या परिवर्तन होगा यदि एक द्रव्यमान वाले भार को इससे बांध दिया जाए? तार की लंबाई दिए गए तार के लिए यंग का मापांक E है।
समाधान	हम मान लेंगे कि मौजूदा तार बेलनाकार है। तब खींचने से पहले तार का आयतन बराबर होगा: खिंचे हुए तार का आयतन बराबर होता है: तार के आयतन में परिवर्तन के बराबर होगा: मात्राओं की उपेक्षा की जा सकती है, क्योंकि वे बहुत छोटी हैं, तो व्यंजक (2.3) को इस प्रकार लिखा जा सकता है: