Эффективный стресс - Effective stress

Эта статья нужны дополнительные цитаты для проверка. Пожалуйста помоги улучшить эту статью к добавление цитат в надежные источники. Материал, не полученный от источника, может быть оспорен и удален. Найдите источники: «Эффективный стресс»  – Новости  · газеты  · книги  · ученый  · JSTOR (Март 2015 г.) (Узнайте, как и когда удалить этот шаблон сообщения)

Эрг Шебби, Марокко

Эффективный стресс это сила что хранит коллекцию частицы жесткий. Обычно это касается песок, почва, или же гравий.

История

Карл фон Терзаги впервые предложил отношения для эффективный стресс в 1925 г.^[1][2][3] Для него термин «эффективный» означал расчетную стресс это было эффективно для перемещения почвы или вызывания смещений. Он представляет собой среднее напряжение, переносимое скелет почвы.^{[нужна цитата ]}

Описание

Эффективное напряжение (σ '), действующее на грунт, рассчитывается на основе двух параметров: общего напряжения (σ) и давление поровой воды (u) согласно:

${displaystyle sigma '= sigma -u,}$

Обычно для простых примеров

${displaystyle {egin {выравнивается} сигма & = H_ {mathrm {почва}}, гамма _ {mathrm {почва}} u & = H_ {mathrm {w}}, gamma _ {mathrm {w}} end {выравнивается}} }$

Подобно самой концепции напряжения, формула представляет собой конструкцию для облегчения визуализации сил, действующих на массив почвы, особенно простые модели анализа для устойчивость склона, включая плоскость скольжения.^[4] При использовании этих моделей важно знать общий вес почвы выше (включая воду) и давление воды в порах в плоскости скольжения, предполагая, что она действует как ограниченный слой.^{[нужна цитата ]}

Однако формула сбивает с толку при рассмотрении истинного поведения частиц почвы в различных измеряемых условиях, поскольку ни один из параметров на самом деле не влияет на частицы.^{[нужна цитата ]}

Расположение сфер с указанием контактов

Рассмотрим группировку раунда кварц песчинки, уложенные неплотно, в классическом расположении "пушечных ядер". Как можно видеть, контактное напряжение возникает там, где сферы действительно соприкасаются. Накапливаясь на большем количестве сфер, контактные напряжения увеличиваются до точки, вызывающей фрикционную нестабильность (динамический трение ) и, возможно, провал. Независимым параметром, влияющим на контакты (как нормальные, так и сдвиговые), является сила сфер выше. Это можно рассчитать, используя общее среднее плотность сфер и высоты сфер выше.^{[нужна цитата ]}

Сферы, погруженные в воду, снижают эффективное напряжение

Если у нас есть эти сферы в стакан и добавьте немного воды, они начнут немного плавать в зависимости от их плотности (плавучесть ). С натуральными грунтовыми материалами эффект может быть значительным, что может подтвердить любой, кто поднял большой камень из озера. Контактное напряжение сфер уменьшается по мере заполнения стакана до верха сфер, но ничего не меняется, если добавляется больше воды. Хотя давление воды между сферами (давление воды в порах) увеличивается, эффективное напряжение остается тем же, потому что понятие «общее напряжение» включает в себя вес всей воды, находящейся выше. Здесь уравнение может сбивать с толку, и эффективное напряжение можно рассчитать, используя плавучую плотность сфер (почвы) и высоту почвы над ними.^{[нужна цитата ]}

Сферы впрыскиваются водой, снижая эффективное напряжение

Идея эффективного стресса действительно становится интересной, когда речь идет о не-гидростатический давление поровой воды. В условиях градиента порового давления грунтовые воды протекают согласно уравнению проницаемости (Закон Дарси ). Используя наши сферы в качестве модели, это то же самое, что впрыскивать (или забирать) воду между сферами. Если закачивается вода, фильтрующая сила разделяет сферы и снижает эффективное напряжение. Таким образом, почвенная масса становится слабее. Если вода забирается, сферы прижимаются друг к другу, и эффективное напряжение увеличивается.^[5]

Две крайности этого эффекта: зыбучие пески, где градиент грунтовых вод и сила фильтрации действуют против сила тяжести; и "эффект песчаного замка",^[6] где отвод воды и капиллярное действие укрепляют песок. Кроме того, эффективный стресс играет важную роль в устойчивость склона, и другие геотехническая инженерия и инженерная геология проблемы, такие как проседание, связанное с грунтовыми водами.

Рекомендации

Общие ссылки

• Терзаги, К. (1925). Основы механики грунтов. Инженерные новости-запись, 95 (19-27).

Встроенные цитаты