3. Основные виды нарушения устойчивости дисперсных сред.
При воздействии на уплотняемый материал внешней нагрузкой, нарушение устойчивости массива происходит путем образования области существенных смещений с появлением зоны его выпора, полным или частичным нарушением структуры материала, нередко последующими разрывами сплошности массива, образованием трещин, сплывов и т.д.
Потеря устойчивости материала может возникнуть при превышении вертикальной нагрузки выше предельной несущей способности материала. В этом случае может наблюдаться как односторонний, так и двусторонний выпор (рис. 1.18). При действии горизонтальных нагрузок потери устойчивости возникают в результате сдвига материала по плоскости тела, передающего внешнюю нагрузку (рис. 1.19а) или с захватом материала (рис. 1.19б). Для оценки устойчивости применяют две основные расчетные модели.
Первая модель рассматривает равновесие либо всей области выпора (рис.1.20а), либо ее отдельных отсеков (рис.1.20б). На всей поверхности выпора принимается одновременное состояние предельного равновесия материала, т.е. по всей границе справедлив закон Кулона. Материал за пределами отсеков разрушения принимается недеформируемым.
Зона разрушения в форма отрыва
Зона разрушения в форме сдвига
Рис. 1.36 Зоны разрушения в форме отрыва и сдвига
|
|
|
| а) |
б) |
Рис. 1.37 Схемы возможного нарушения: устойчивости грунтового массива: а - односторонний выпор; б - двусторонний выпор.
|
|
|
| а) |
б) |
Рис. 1.38 Схемы нарушения устойчивости при горизонтальной нагрузке: а) плоский сдвиг; б) глубинный сдвиг.
 |
| a) |
б) τпр |
в) |
Рис. 1.39Расчетные модели монолитной (а) и расчлененной на отсеки (б, в) призм выпора материала.
Вторая модель для оценки устойчивости основана на использовании решений теории предельного равновесия. В этой модели принимается, что одновременно во всех точках среды имеет место предельное напряженное состояние, т.е. везде справедлива зависимость Кулона и везде имеется система поверхностей скольжения (рис.1.20в).
Процесс нарушения устойчивости сред весьма сложен. Формирование области пластических деформаций на поверхности сдвигов происходит постепенно и сопровождается существенными деформациями объема и формы материала. Во многих случаях часть материала в зоне выпора остается несдеформированной и выделяется в виде действительных отсеков, а иногда формируется ярко выраженная поверх-кость скольжения, выше и ниже которой материал далек от предельного напряженного состояния и даже после выпора остается частично в ненарушенном состоянии.
| 