mecanica pamanturilor- probleme de geologie inginereasca
21 continuare Consolidarea argilelor
,...Cand curgerea apei se produce intr-o singura directie, se vorbeste de o consolidare liniara. Avand in vedere unele dificultati matematice care se intalnesc la consolidarea consolidarii in spatiu si in plan se cauta sa se aplice, la majoritatea fenomenelor, teoria consolidarii liniare.Exista multe cazuri in practica inginereasca, in care aplicarea rezultatelor obtinute prin teoria consolidarii liniare da,pentru tasari, valori care se apropie mult de ralitate.Este o chestiune de intuitie a inginerului proiectant de a aprecia daca, in anumite cazuri date, se pot neglija influentele miscarii dupa mai multe directii, sau daca problema poate fi considerata ca o problema liniara. De exemplu, procesul consolidarii stratelor de argila de sub fundatia unui baraj poate fi tratat ca o problema liniara, atunci cand suprafata de fundatie a barajului este mare fata de grosimea stratului de argila si cand studiul consolidarii se limiteaza la o portiune care se afla la o distanta suficient de mare dela extremitatile fundatiei. Tot astfel
,proba de consolidare in "edometru" poate fi considerata ca o problema plana, cand peretii laterali sunt impermeabili si apa se poate scurge liber prin partea superioara a "edometrului". Dar si in acest caz trebuie luate masuri, pentru ca efectul frecarii dintre peretii endometrului si pamant sa nu afecteze rezultatele obtinute.Acest lucru se obtine,deobicei,lucrand cu probe a caror inaltime trebuie sa fie de circa 1/4 din diametru. Teoria consolidarii prezinta multe dificultati matematice si fizice dar , in prezent au fost elaborate METODE EXACTE ,care pot fi folosite in calculele obisnuite de proiectare, numai pentru cazul liniar. Bazele teoriei exacte a consolidarii, atat a celei liniare, cat si a celei bidimensionale si tridimensionale au fost stabilite de prof . Ghersevanov.
Consolidarea lineara se caracterizeaza prin faptul ca ,in orice sectiune perpendiculara pe directia miscarii vitezele miscarii sunt egale in orice punct. Luand ca axa (oz) verticala cu sensul pozitiv, in sus, si luand marimea suprafetei egala cu unitatea, prin orice sectiune trece, in unitatea de timp, o anumita cantitate de apa si de pamant, care este,in general, o functie de timp (ox) pe axa ox.Se calculeaza volumul golurilor in unitatea de volum, viteza apei in directia (oz), viteza pamantului in directia (oz), cantitatea de masa (apa + pamant) care trece in unitatea de timp printr-o sectiune determinata. Cantitatea de masa care intra prin acea sectiune, trebuie sa fie aceeasi, deoarece altfel nu ar fi respectat principiul de nedeformabilitate a intregii mase. Atat apa cat si particulele solide, sunt considerate nedeformabile.Apoi se calculeaza volumul golurilor in unitatea de timp.
Se calculeaza : - Fortele hidrodinamice dintre fazele solida si lichida;
- Forta determinata de conditiile de permeabilitate in mediu poros;
- Interactiunea dintre particulele solide si apa; etc,etc
In principiu, fenomenul consolidarii nu este influentat de faptul ca inaltimea de presiune se schimba cu o valoare oarecare simultan pentru toate punctele .Fenomenul de consolidare in statul de mal situat deasupra unui strat de nisip grauntos nu este influentat de variatiile in timp ale nivelului marii, atat timp cat presiunea apei in stratul de nisip ramane egala cu inaltimea de presiune variabila a marii, adica eforturile neutre in nisip raman egale cu presiunea apei care se afla deasupra stratului.Rezolvarea ecuatiilor diferentiale partiale, cu luarea in consideratie a conditiilor limita la suprafetele stratelor filtrante sau ale stratelor impermeabile, este o problema matematica foarte dificila.
De exemplu, o fundatie de suprafata infinit de mare, asezata pe un strat de argila cu grosimea (h), care sta pe un strat incompresibil si impermeabil. Intre fundatie si argila se gaseste un strat de nisip de permeabilitate mare, astfel incat apa se scurge liber prin porii lui. Se fac calculele matematice, si rezultatul este ca dupa circa 6 ani, tasarea (consolidarea) poate fi considerata terminata. Presiunea consolidarii in timp se pune indeosebi la executarea rambleelor pe pamanturi putin permeabile, dat fiind ca aceste constructii nu pot fi date in exploatare inainte de terminarea procesului de consolidare. Mai ales la constructiile a caror latime este mica fata de grosimea stratului de argila, greutatea umpluturii este preluata la inceput, in mare parte, de apa, prin ridicarea inaltimii de presiune a apei care se gaseste imediat sub baza umpluturii. Din cauza diferentei de presiune se produce o miscare a apei nu numai in directie verticala, dar si in directie transversala.Aceasta miscare, prin actiunea fortelor hidrodinamice care se dezvolta, impinge in laturi pamantul de sub umplutura si mareste tasarile produse.
continuarea in 22
D.M.
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu