Материал: 2308

нет критического значения.

Эти факторы в зависимости от свойств материала могут привести либо к увеличению интенсивности релаксации, а следовательно, и увеличению вязкопластической деформации, сопровождающейся установившимся или прогрессирующим накоплением деформации, либо к хрупкому или квазихрупкому разрушению.

Основываясь на выполненных рассуждениях, выдвинем гипотезу накопления остаточных деформаций при воздействии повторных нагрузок.

1.Проезд каждого автомобиля приводит к появлению мгновенных и вязкопластических составляющих остаточной деформации.

2.Мгновенные пластические деформации не зависят от продолжительности напряженного состояния, но накапливаются по мере реализации нагрузок в соответствии с определенной функциональной зависимостью.

3.Вязкопластические деформации зависят от времени действия нагрузки, поэтому их накопление должно описываться как функциональной зависимостью развития вязкопластической деформации во времени, так и функциональным законом накопления деформации при повторяющихся нагрузках.

Экспериментальные данные позволили Ю.М. Гусеву [31] сделать вывод, что пластическая деформация суглинка, наблюдаемая при п-м воздействии нагрузки S, взаимосвязана с деформацией от первого воздействия S1

иописывается формулой

Исходя из этого положения, можно утверждать, что пластическое деформирование грунтов и материалов при воздействии повторных нагрузок носит наследственный характер. Тогда можно поставить рассматриваемую авторами задачу в рамки теории наследственности Больцмана – Вальтеры.

Вданном случае основное положение Больцмана можно сформулировать следующим образом: «Пластическая деформация, накапливаемая физическим телом в процессе воздействия повторных нагрузок к моменту приложения рассматриваемой п-й нагрузки, есть результат, вызванный ходом (историей) деформирования от всех предшествующих нагрузок». Тогда величину деформации, протекающей при п-м приложении нагрузки, можно установить простым суммированием всех деформаций. Если предположить, что процесс накопления пластической деформации по мере реализации одинаковых нагрузок непрерывен, то от суммы можно перейти к интегралу.

Вкачестве ядра интегрального выражения примем степенные функции, подобные (7.29), а именно:

где мп и вп – соответственно приращения мгновенной пластической и вязкопластической деформаций от п-го воздействия нагрузки; а – коэффициент, учитывающий вид материала; к – коэффициент, учитывающий уровень напряженного состояния.

Составив интегральное выражение и выполнив его интегрирование с учетом (7.30) и (7.31), получим

где мп1 и впt1– соответственно мгновенная пластическая и вязкопластическая деформации от первого воздействия нагрузки, мм.

Согласно экспериментальным исследованиям коэффициент к для связных грунтов, материалов, обработанных органическим вяжущим, и грунтов, укрепленных битумом, можно определить, используя структурные сопротивления:

рт роб

Из анализа (7.32) следует, что логарифмические закономерности табл. 7.8 являются частным случаем сложного процесса накопления пластических деформаций при многократно прикладываемых нагрузках, описываемого (7.33). В зависимости от значения коэффициентов а и к формула (7.33) способна описывать затухающий, установившийся и прогрессирующий характер накопления пластической деформации. Это в наилучшей степени соответствует качественной картине экспериментальных данных, полученных в лаборатории и на кольцевых стендах [5, 32, 33].

Формулы табл. 7.6 и зависимости (7.32), (7.33) позволяют получить выражения для расчета пластических деформаций связных грунтов, материалов и грунтов, обработанных и укрепленных органическими вяжущими. Эти выражения приведены в табл. 7.10.

Таблица 7.10

Формулы для расчета пластических деформаций при повторных нагрузках