Физико-механические свойства

1. Физико-механические свойства проявляются при взаимодействии с внешними нагрузками

Нагрузки:
• Статические
• Динамические

2.

Нагрузки (Р, н):
• Поверхностные
• Объемные
Напряжения (МПа=н/м2):
• σ – нормальные (положительные и
отрицательные)
• τ – касательные

3.

Компоненты касательных (τi, j ) и нормальных (σi ) напряжений
(Грунтоведение, 2005)

4.

• Деформационные свойства – при нагрузках
ниже критических, т.е. не приводящих к
разрушению
• Прочностные свойства – при нагрузках выше
критических, т.е. при разрушении
• Реологические свойства – при действии
статических нагрузок во времени

5. Деформационные свойства

6. Виды деформаций

1. Линейные
ε (положительные, отрицательные)
ι0 – ι ∆ ι
ε=
=
ι0 ι0
∆ι - абсолютная линейная деформация,
ιо – первоначальная длина
S
2. Касательные , или сдвиговые γ = = tgα
ι
tg α – тангенс угла перекоса
∆V
3. Объемные εv =
V
∆ V – абсолютная объемная деформация,
V – первоначальный объем

7.

4. Изгиб
5. Кручение

8. Закон Гука

σ=E•ε
E – модуль Юнга, Па
σ – напряжение (нормальное)
εx = – μ εz
μ – коэффициент Пуассона
εx и εz – поперечная и продольная деформации

9.

Зависимость напряжения и деформации образца при
нагрузке (ОА) и разгрузке (АБ)(Грунтоведение, 2005)

10.

Деформации:
• Обратимая (упругая), εобр
• Остаточная (пластическая), εост
• Общая, εобщ
εобщ = εобр + εост

11.

Е – модуль Юнга (модуль упругости)
Е0 – модуль общей деформации

12.

σ
σ
Eo =
=
εобр + εост εобщ
Eo < E

13. Деформационные свойства скальных грунтов

ε обр
E, μ
εост

14.

Упругие константы основных типов скальных грунтов (Грунтоведение, 2005)

15. Е скальных грунтов зависит от:

Минерального состава
Пористости
Трещиноватости
Заполнителя трещин
Водонасыщенности
Величины нагрузки, скорости приложения
Масштабного фактора
Температуры

16.

17. Деформационные свойства дисперсных грунтов

18. Модули общей деформации некоторых дисперсных грунтов (Грунтоведение, 2005)

19.  

Коэффициент сжимаемости а =
∆e
МПа-1
∆