Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)
3. szám - Imre Emőke–Laufer Imre–Sheng, Daichao: A telítetlen talajok egyes talajmechanikai anyagmodelljei
TMRI^^^ntsai^^elítetlerUí^ 61 tői eltérő A v s függvénnyel. Ismét, mind A^ mind változhat a feszültségi pályával és értéke más lehet az első terhelés és az újraterhelés esetén. Az függvény a (13) egyenletben különböző alakú lehet. Sheng et al. (2008a) először a következő függvényt javasolta: f(s) = s (16) Ez talán a létező legegyszerűbb alak a f(s) függvényre, és lehetővé teszi a telített és telítetlen állapot közötti folytonos átmenetet. Zhou & Sheng (2009) mérések alapján bemutatta, hogy az SFG modell alkalmas a térfogati és nyírási viselkedés leírására mind szuszpenziós mind tömörített talajok esetén még ezzel a létező legegyszerűbb alakkal is. TOGO 225 2.15 2Ű5 1.95 1000 100 V (kPO V űíP»-) a) Légszáraz iszapos agyag (b) Tömörített kaolin talaj 6 .ábra A számolt kompressziós görbe (a) légszáraz iszapos agyag (Cunningham et ai 2003 adatai), (b) tömörített kaolin talaj (Sivakumar and Wheeler 2000 adatai). Az /(5) tag miatt a (13) egyenlet a normálisan konszo- 5 Képlékenységi feltétel (folyási feszültség ) a szívás szempontjából lidált talajokra olyan kompressziós görbét ad, amelynek enyhe hajlása lesz a v - In p térben (6. ábra). A 6a ábrán a kompressziós görbék s=400, 650 1000 kPa esetén normálisan konszolidált talajhoz tartoznak, mivel nincs tehermentesítés vagy újraterhelés. Az SFG modell válasza egyetlen l w p alapján került kiszámításra. A 6b ábrán látható a folyási feszültség s = 300 kPa mellett - a (5) és (13) egyenlettel - számolt értéke közötti eltérés. A folyási feszültség a tehermentesítési-újraterhelési ág és a normálisan konszolidált kompressziós görbe metszéspontja. A 6b ábrán a i v p paraméter nem volt állandó, változott a szívás függvényében. A (16) szerinti f(s) függvény hátránya, hogy végtelen nagy szívásnál a talaj kompresszibilitása nulla lesz. Ezen kívül elméleti szempontból nem folytonos a telítetlen és a száraz állapot közötti átmenet (5 r=0). Ezek elkerülhetők a például a következő alakú f(s) függvény alkalmazásával: f(s) = S rs (17) Ez az egyenlet biztosítja folytonos átmenetet mind a telítetlen és a száraz állapot közötti (S r=0), mind a telítetett és a telítetlen állapot között (5 r=l). Érdekes, hogy mindkét alak ((16) és (17) egyenlet) ugyanarra a nyírószilárdsági egyenletre vezet. A (17) egyenletben a telítettségi fok kicserélhető a hatékony telítettségi fokkal (s°), ahogy ezt Pereira & Alonso (2009) javasolta, amikor Bishop's cparaméterét elemezte. Ugyanakkor, a (17) egyenlet igazolása még nem teljes, és ráadásul a terhelés-roskadási folyási felület a hidraulikus hiszterézis miatt nem egyértelmű. Az SFG módszer az A és B módszer néhány nehézségét át tudja hidalni. Ugyanakkor ez csak növekményi formában létezik, integrálása feszültségi pálya-függő (Zhang&Lytton 2008; Sheng et al. 2008b), speciális eljárásokat igényel (Sheng et al. 2008d). A klasszikus telítetlen talajmechanika szerint a folyási feszültséget a szívás függvényében is változik. A rugalmasképlékeny elméletek folyási feszültsége az a feszültségszint, ami képlékeny alakváltozást okoz. Más képlékenytani elméletekben, mint a plasztikus határfelület modellek (Dafalias 1986; Russell & Khalili 2006; Morván et al. 2010), hypoplasticity (Kolymbas 1991; Masín & Khalili 2008) és általános képlékenységtan (Pastor et al. 1990; Sánchez et al. 2006; Manzanal et al. 2009), képlékeny alakváltozás lép fel minden feszültségi pálya mentén, még tehermentesítéskor is. Ekkor a terhelési függvény vagy a határfelület használható a tehermentesítés és a terhelés megkülönböztetésére. Az alábbi elemzés során a klasszikus rugalmas-képlékeny elméletet használjuk, de a megállapítások kitérjeszthetők a többi esetre (a terhelési függvény vagy a határfelület) is. A folyási feszültséget izotróp feszültségi állapot esetén előterhelési feszültségnek hívják. A p c folyási átlagos nettó normálfeszültséget állandó szíváshoz tartozó izotróp kompressziós görbék alapján határozzák meg. A kompressziós görbéket hézagtényező - logaritmikus átlagos nettó normálfeszültség koordináta rendszerben ábrázolják. Ha a szívás nullánál nagyobb, e görbék kezdeti szakasza laposabb, mint a nagyobb terhelésű része. Ezt a görbét két egyenessel közelítik, amelyek a rugalmas teher-mentesítési - újraterhelési ágat, illetve a képlékeny kompressziós görbe ágat jelentik. A két egyenes metszéspontja az előterhelési (folyási) feszültség (7 a. ábra). Az így meghatározott előterhelési (folyási) feszültség általában nő a szívással, tekintet nélkül arra, hogy a minta 'slurry' (szuszpenziós) vagy tömörítéses eljárással készült, definiálva egyfajta ún. terhelés-roskadási folyási felületet (7 a. ábra). Az így meghatározott előterhelési (folyási) feszültség nincs összhangban a folyási feszültség definíciójával a következők szerint. A 7 ábra szerinti kompressziós görbe alak
