Hidrológiai Közlöny 2012 (92. évfolyam)
3. szám - Imre Emőke–Laufer Imre–Sheng, Daichao: A telítetlen talajok egyes talajmechanikai anyagmodelljei
62 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 2012. 92. ÉVF. 3. SZ. ugyan jellemző mind a 'slurry' (szuszpenziós) vagy tömörítéses eljárású mintákra, de az előterheltség az előbbi esetben jobban látszik, ezért ezt használjuk a magyarázatban. Tételezzük fel, hogy a szuszpenziós eredetű talajt korábban nem érte terhelés (nulla az előterhelési feszültség). így a talaj kezdeti folyási feszültsége nulla A pont a 8 a ábrán). Tudjuk, a hatékony feszültség a p-s térben a 135° hajlású vonal mentén állandó Kiszárítva a talajt B szívással hasonló ahhoz, mint amikor nulla szívás mellett az E pontig konszolidáljuk a talajt (8 a ábra). Ha a levegő belépési szívás a B értéknél nagyobb, az AB szakasz hossza azonos az AE szakasz hoszszával, a telített talajok hatékony feszültség elve alapján. Ha a levegő belépési kisebb a B értéknél nagyobb, az AB szakasz általában nagyobb az AE szakasz hosszánál, mivel a szívás növekedése kevésbé hatékony, mint a normálfeszültségé. (a) Izotróp kompressziós görbe (b) A folyási feszültség és a szívás 7. ábra. Izotróp kompressziós görbe állandó szívás esetén (s) és a levezeti folyási feszültség i t Current yield ' sur&ces (a) Net stress - suction space (b) Effective stress - suction space 8. ábra A rugalmas zóna kialakulása egy szuszpenzió száradása, és terhelése során (ABB': állandó nettó átlagos feszültség) Ha a talaj telítetlenné válik, a folyási feszültség nem szükségszerűen változik a szívással a p — S térben a 135° hajlású vonal mentén. Ugyanakkor az új folyási felület mindig átmegy a pillanatnyi feszültségi ponton, ahogy ez a 8b ábrán látható. A rugalmas zóna nő, ha a szívás növekedik az A és B között. A pillanatnyi feszültségi pont az aktuális folyási felületen van (pl. B és C). Ha izotróp kompresszió lép fel állandó szívás miatt a C pontban (lásd a CD pályát a 8a ábrán), ez a pálya kívül esik rugalmas zónán, és a C pont normálisan konszolidált. így a CD pálya - a BC száradási pályához hasonlóan rugalmasképlékeny, és nem pusztán rugalmas alakváltozással jár, ahogy ezt a 7. ábra jelzi, azaz az előterhelési feszültség meghatározási eljárása elvileg helytelen. Valójában, a látszólagos kohéziót kellene használni a szívás okozta előterhelés jellemzésére ( p c (0) elmozdul E -tői F -ig ahogy a szívás nő B -tői C -ig a 8a ábrán), nem az adott szívás esetén - a fentiek szerint - meghatározható előterhelési feszültséget. Ez az elemzés végigvihető a hatékony feszültség - szívás síkon (8b ábra). A hatékony feszültség térben a szuszpenzió (talajpép) kezdeti folyási feszültsége az A ponton átmenő függőleges. Ez egyben a nulla nyírófeszültség vonal, amit függőlegesnek tételeznek fel. Ugyanakkor, az állandó átlagos hatékony feszültség mellett növekvő szívás esetén a feszültségi pálya a vízszintessel 45 fokot zár be telített állapotban. így a feszültségi pálya metszi az aktuális folyási felületet, és így nem rugalmas, hanem rugalmas-képlékeny. Ha a talaj telítetlen lesz, a vonal elhajlik mind a vízszintessel 45 fokot bezáró egyenestől, mind a függőlegestől (szaggatott vonal a 8b ábrán). Ugyanakkor az A, B, C és D feszültségi pontok az aktuális folyási felületen vannak és az ABCD feszültségi pálya rugalmas - képlékeny térfogatváltozást okoz, összhangban a 8 a ábrával. Másrészt, növekvő szívás állandó átlagos hatékony feszültség mellett (AH a 8 b ábrán) nem vezet a rugalmas zóna kiterjedésére. A rugalmas zóna kiterjedése a normális konszolidáció kompressziós görbéjét felfelé tolja a v-lnp' térben. Az Na (7) egyenletben általában nem lehet a szívás függvénye (mivel az egy határállapotot jelöl).. Az irodalomban elég zavaros a folyási feszültség szívás miatti változásának felvétele. A legtöbb modell három folyási felületet használ, a terhelés-roskadási folyási felületet, a szívás-növekedési folyási felületet és a nulla nyírófeszültség folyási felületet (látszólagos húzószilárdsági felületet). A 9. ábra néhány példát mutat be ezekre. A szívás növekedési folyási felület alapján becsülik a képlékeny térfogati alakváltozást szokatlanul nagy szívásoknál. A terhelésroskadási folyási felületet használják a roskadás leírására, ha állandó szívás mentén először terhelik, majd állandó feszültség mellett nedvesítik a mintát. A nulla nyírófeszültség folyási felületet (látszólagos húzószilárdsági felületet) használják a szívás növekedése miatt fellépő látszólagos húzószilárdság leírására.
