4.2. Drumuri de eforturi#
Intuiție
O încercare nu este un punct, ci o călătorie: pământul pleacă dintr-o stare și, pe măsură ce îl încărcăm, trece prin alte stări. Dacă desenăm fiecare stare ca un punct în planul \(p'\)–\(q\), călătoria devine o linie — drumul de eforturi (stress path). Forma drumului ne spune ce i-am făcut pământului; locul unde se oprește ne spune cum a răspuns.
Figura 4.1 Drumuri de eforturi în planul \(p'\)–\(q\). A: compresiune drenată cu \(\sigma_r\) constant, din \(p'_0 = 300\) kPa — dreaptă de pantă 3:1 (drumul în eforturi totale coincide cu cel efectiv). B: compresiune nedrenată pe argilă NC, din același \(p'_0\) — drumul efectiv se curbează spre stânga (\(\Delta u > 0\)); drumul total al lui B este chiar începutul dreptei A, iar distanța orizontală dintre ele este \(\Delta u\). C: nedrenat pe argilă puternic OC — drumul efectiv se curbează spre dreapta (\(\Delta u < 0\)) față de drumul total (linie întreruptă).#
4.2.1. Drumul drenat standard: panta 3:1#
În încercarea CD clasică ținem \(\sigma_r\) constant și creștem \(\sigma_a\) cu \(\delta\sigma\). Atunci:
Drumul este o dreaptă care urcă cu panta 3 (trei unități de \(q\) pentru una de \(p'\)). Pentru că \(u\) = const, drumul în eforturi totale coincide cu cel efectiv.
4.2.2. Drumul nedrenat: eforturile totale merg pe 3:1, cele efective — unde vrea pământul#
În CU, tot ținem \(\sigma_r\) constant și creștem \(\sigma_a\), deci drumul în eforturi totale este aceeași dreaptă 3:1. Dar \(u\) se schimbă, iar \(p' = p - u\):
argilă NC: \(\Delta u > 0\) ⇒ drumul efectiv este la stânga celui total, și se curbează spre stânga tot mai mult pe măsură ce \(\Delta u\) crește;
argilă puternic OC: \(\Delta u < 0\) ⇒ drumul efectiv este la dreapta.
Distanța orizontală dintre cele două drumuri, la același \(q\), este chiar \(\Delta u\). Măsurătoarea de presiune a apei devine o distanță pe desen.
4.2.3. Alte drumuri utile#
Drum |
Cum îl obținem |
Pantă \(\delta q/\delta p'\) [–] |
|---|---|---|
compresiune izotropă |
\(\sigma_a = \sigma_r\) cresc împreună |
0 (pe axa \(p'\)) |
edometru (\(K_0\)) |
\(\sigma'_h = K_0\sigma'_v\) |
\(3(1-K_0)/(1+2K_0)\) — dreaptă prin origine, mult mai plată decât 3:1 (ex. \(K_0 = 0{,}5\) ⇒ pantă 0,75) |
\(p'\) constant |
creștem \(\sigma_a\) cu \(2\delta/3\) și scădem \(\sigma_r\) cu \(\delta/3\) |
\(\infty\) (vertical) |
descărcare laterală (\(\sigma_a\) constant, \(\sigma_r\) scade) — ca în spatele unui perete de sprijin |
\(\delta q = +\delta\), \(\delta p' = -2\delta/3\) |
\(-3/2\) (urcă spre stânga) |
extensiune triaxială (\(\sigma_r\) constant, \(\sigma_a\) scade) — ca la fundul unei excavații |
\(\delta q = -\delta\), \(\delta p' = -\delta/3\) |
\(3\), dar în jos (\(q<0\)) |
Nu trebuie să le memorezi. Trebuie să știi să le deduci: scrii \(\delta\sigma'_a\) și \(\delta\sigma'_r\), calculezi \(\delta p'\) și \(\delta q\), împarți.
4.2.4. De ce ne pasă#
Pentru că starea critică nu depinde de drum. Oricare dintre aceste drumuri, dacă îl continuăm suficient, se oprește pe aceeași linie — linia stării critice — pe care o definim pe pagina Linia stării critice: M și \Gamma. Drumul spune cum ajungem; linia spune unde.
Rezumat
Drenat cu \(\sigma_r\) = const: dreaptă 3:1, totale = efective.
Nedrenat: totalele pe 3:1, efectivele se abat cu \(-\Delta u\) pe orizontală.
Semnul abaterii (stânga/dreapta) = semnul lui \(\Delta u\) = „ud”/„uscat”.