A talajok mechanikai tulajdonságai

1. A talajok mechanikai tulajdonságai

2. Mechanikai alapok

3. Feszültségek értelmezése

4. Alakváltozások értelmezése e=dℓ/ℓ

5. Feszültségi állapot

6. Mechanikai állapotjellemzők és egyenletek • 3 normál- és 3 nyíró-feszültség a hasáb oldalain xy zxyyzzx • 3 fajlagos nyúlás és 3 szögtorzulás a hasáb deformációi x yzxy yzzx • 3 eltolódás a pont elmozdulásvektorának komponensei ux uy uz.

7. Me c h a n i k a i e g y e n l e t e k 3 egyensúlyi egyenlet 6 geometriai egyenlet 6 fizikai egyenlet

8. Megoldás pl. egyetlen koncentrált erőre

9. Főfeszültségek, fősíkok

10. Mohr-féle feszültségábrázolás

11. Feszültségi és alakváltozási állapotok • Térbeli feszültségi és/vagy alakváltozási állapot • Síkbeli feszültségi vagy alakváltozási állapot • Tengelyszimmetrikus feszültségi és/vagy alakváltozási állapot • Lineáris feszültségi vagy alakváltozási állapot • Hidrosztatikus feszültségi és/vagy alakváltozási állapot

12. Speciális feszültségi és alakváltozási állapotok Hidrosztatikus állapot Tengelyszimmetrikus állapot Lineáris feszültségi állapot Lineáris alakváltozási állapot

13. Anyagtani fogalmak • Rugalmas viselkedés • Lineárisan rugalmas viselkedés • Homogén anyag • Izotróp anyag • Képlékeny állapot • Törési állapot • Törési v. képlékenységi feltétel

14. Rugalmasságtan • Egyszerű Hooke-törvény – lineáris fesz. állapot • Általános Hooke-törvény – térbeli állapot

15. Speciális állapotok rugalmasságtani összefüggései tengelyszimmetrikus feszültségi és lineáris alakváltozásiállapot

16. Coulomb-féle törési feltétel

17. A talajok mechanikai viselkedésének sajátosságai

18. A talajok mechanikai sajátosságai • A feszültségek sajátossága a többfázisú összetétel okán • A kezdeti feszültségi állapot és a feszültségtörténet hatása • A vízelvezetés és a térfogatváltozás a terhelés közben és után • A feszültségek és az alakváltozások kapcsolatának sajátosságai • A talajok viszkózus tulajdonságai • Egyéb sajátosságok

20. teljes hatékony semleges feszültség feszültség feszültség a talaj a szemcse- a pórus- egészén vázon vízben

21. Kezdeti feszültségi állapot • függőleges teljes feszültség • semleges feszültség • függőleges hatékony feszültség • vízszintes hatékony feszültség • vízszintes teljes feszültség

22. Feszültségtörténet Előterheltségi (túlkonszolidáltsági) viszonyszám Nyugalmi nyomás tényezője • NC-talajokra Jáky szerint • OC-talajokra mérési adatok szerint

23. Terhelés-változás a talajban • Kezdeti állapot feszültségei s0= s0’ +u0t0 • Terhelés okozta feszültségek DsDt • Terhelés utáni feszültségek s = s0+ Ds t = t0+ Dt Du=? Du = 0 Du ≠ 0 u=u0 u=u0+Du=? s‘= s0’ + Dss’ = ?

24. A talaj viselkedése terhelés hatására

25. nyílt rendszerű terhelés drénezett terhelés konszolidált terhelés lassú terhelés zárt rendszerű terhelés drénezetlen terhelés konszolidálatlan terhelés gyors terhelés A terhelés alatt pórusvíznyomástöbbletnem keletkezik keletkezik lassú terhelés + nagy áteresztőképességű talaj pl. töltésépítés kavicstalajon gyors terhelés + kis áteresztőképességű talaj pl. silófeltöltés agyagon

26. KONSZOLIDÁCIÓ Tartalma • a teljes feszültség növekménye hatékonnyá változik • a pórusvíznyomás növekménye zérusra csökken • lezajlanak az alakváltozások • lezajlik a vízmozgás Következménye • a talajtöréssel szembeni biztonság az építés (a terhelés) végén a legkisebb, az idővel aztán nő a nyírószilárdság • időben elhúzódnak a süllyedések

27. A feszültségi és alakváltozási állapot hatásaa feszültség-alakváltozás kapcsolatra

28. A nyírószilárdság csökkenése a nyírási elmozdulással Tömör homok Előterhelt agyag

29. A puha kötött talajok viszkózus tulajdonságai Bingham-modell Természetbeli nyírt talajzónában (pl. lejtőben) • t  0 nincs mozgás • t  0kúszás Nyírószilárdsági vizsgálatnál • ds/dt nagy  a mértt nagy • ds/dt  0  a mértt  0 Az alakváltozási állapottól függően a mozgás során a talaj állapota javul vagy romlik • t0 és/vagy c csökkenhet – gyorsul a mozgás • t0 és/vagy c növekedhet – lassul a mozgás t0 t t0 fundamentális nyírószilárdság

30. A talajok mechanikai viselkedésének egyéb sajátosságai • Telítetlen talajok → a hatékony feszültségek bizonytalanok a kapilláris hatás és a suction miatt • Szerves alkotók → időben elhúzódnak az alakváltozások a szerves anyag rothadása miatt • Cementáltság → kohéziót eredményez, de a törés után elveszik (rideg viselkedés) • Gyenge felületek → csak reziduális nyírószilárdság működik, a korábbi mozgások miatt • Inhomogenitás → a jellemző mechanikai paraméterek felvétele a térbeli változások miatt nehéz • Anizotrópia → irányfüggő szilárdság a csúszólapokon, bizonytalan vízszintes feszültségek

31. A törési állapot leírása és vizsgálata

32. Coulomb féle törési feltétel

33. A talajok mechanikai viselkedésének sajátosságai • Feszültségek a szemcsevázon és a pórusvízben • Kezdeti feszültségi állapot, feszültségtörténet • Konszolidáció a terhelés alatt vagy után • Alakváltozások jellege és mértéke • Viszkózus tulajdonságok

34. Talajtörési problémák vizsgálata Teljes feszültségek analízise ez a bizonytalanabb, ha nem lehet a másikat kötött és átmeneti talajok terhelés közbeni és közvetlen az utáni állapota Hatékony feszültségek analízise ez a jobb, hacsak lehet ezzel szemcsés talajban mindig, kötött talaj konszolidált állapotában, ha mérjük a víznyomást

35. φ’ és c’ vagy φu és cu meghatározásakor (felvételekor) vegyük figyelembe a talaj további speciális tulajdonságait Modellező talajvizsgálatok

36. A vizsgálatok modellezési elve • A kezdeti feszültségi állapotból kiindulva a várható feszültségváltozásokat utánozva terheljünk. • Az alakváltozások jellege, mértéke feleljen a valóságban várhatónak. • Az alakváltozások sebessége is feleljen meg a várható terhelési sebességnek.

37. A modellezési elv alkalmazási feltételei • A valóságban várható terhelési viszonyok ismerete • A mérnöki feladat megismerése • Megfelelő talajfeltárás • A talajok nyírószilárdsági jellemzőinek ismerete • A viselkedés kvalitatív és kvantitatív jellemzőinek ismerete • Az egyes talajfajták viselkedésének sajátosságai • Általános és helyi tapasztalatok • Alkalmas nyírószilárdsági vizsgálatok végrehajtása • A vizsgálati eszközök és eljárások ismerete • Konkrét technikai, személyi és finanszírozási lehetőségek

38. Laboratóriuminyírószilárdsági vizsgálatok

39. Triaxiális cella

41. Rutinszerű triaxiális vizsgálat feldolgozása j = 23,1 c = 37,3 kPa nyírófeszültség t kPa normálfeszültség s kPa

42. Dobozos nyírás

44. Dobozos nyíróvizsgálat feldolgozása

45. Nyomószondázás Terepi nyíró-szilárd-sági vizsgá-latok Nyírószondázás Presszióméteres vizsgálat Nyírószondázás

46. Szemcsés talajok nyírószilárdsága Száraz vagy telített állapotban a hatékony feszültségek analízise alkalmazható Telített állapotban nagyon gyors, lökésszerű terhelés esetén megfolyósodás következhet be Telítetlen állapotban csekély, többnyire elhanyagolt kapilláris kohézió

47. Szemcsés talajok nyírószilárdsága szerkezeti ellenállás szemcsék közötti súrlódás

48. Szemcsés talajok nyírószilárdsága • Tömörség (T) leglazább -6˚...…..+6˚ legtömörebb • Szemcseméret (D) finom homok 0˚..……+6˚ durva kavics • Szemeloszlás (U) U<3 -3˚..……+3˚ U>10 • Szemcsealak (A) sima, gömbölyű -5˚..……+1˚ éles, érdes

49. Kötött talajok nyírószilárdsága Telített állapotban, szokásos terhelés mellett a teljes feszültségek analízise alkalmazható Telített állapotban lassú terheléskor, ill. konszolidáció végén a hatékony feszültségek analízise alkalmazható Telítetlen állapotban csekély súrlódási szög, jelentős kohézió

50. Kötött talajok nyírószilárdsága