5. Suprafața de stare limită#
Intuiție
Gândește-te la o hartă cu o graniță. În interiorul graniței poți merge oriunde; pe graniță poți merge de-a lungul ei; în afara ei nu poți ajunge niciodată. Pământul are o astfel de graniță, dar nu pe o hartă plană, ci în spațiul cu trei axe \((p', q, v)\) din capitolul 4. Un pământ dat nu poate exista la orice combinație de efort mediu, efort deviator și volum specific: există o suprafață dincolo de care stările sunt imposibile. Linia stării critice, pe care o cunoști deja, este „creasta” acestei suprafețe.
În capitolul 4 am aflat unde ajunge o probă forfecată: pe linia stării critice (CSL). Nu am spus nimic despre pe unde trece până acolo. Acest capitol face primul pas: arată că toate drumurile, drenate sau nedrenate, ale tuturor probelor din același pământ, sunt ținute sub (sau pe) o singură suprafață — suprafața de stare limită (state boundary surface, SBS).
Nici aici nu avem nevoie de un model matematic. Suprafața a fost găsită experimental, punând pe același desen rezultatele multor încercări triaxiale (Rendulic, 1936; Hvorslev, 1937; Roscoe, Schofield & Wroth, 1958). Modelul Cam-Clay, din capitolul 6, va veni abia apoi, ca o ecuație simplă pentru o suprafață pe care o știm deja din laborator.
Pagină |
Ce aflăm |
Pe ce se sprijină |
|---|---|---|
drumurile nedrenate ale probelor normal consolidate au aceeași formă, la altă scară |
||
presiunea echivalentă \(p'_e\) [kPa]; planul normalizat; suprafața Roscoe (partea „udă”) |
||
suprafața Hvorslev (partea „uscată”) și limita de întindere \(q = 3p'\) |
Afânat și îndesat: două drumuri spre același loc, Parametrul de stare: „ud” și „uscat” |
|
suprafața întreagă în 3D; peretele elastic și curba de curgere |
||
cod: pune-ți propriile încercări pe suprafață |
— |
|
exerciții |
— |
Ce vei putea face la sfârșitul capitolului
să calculezi presiunea echivalentă \(p'_e\) [kPa] a unei probe și să-i pui starea în planul normalizat \((p'/p'_e,\ q/p'_e)\);
să spui, pentru o stare dată \((p', q, v)\), dacă este posibilă, dacă este pe suprafață sau dacă este imposibilă;
să explici de unde vine „coeziunea” argilelor supraconsolidate și de ce nu este o constantă;
să desenezi curba de curgere a unei probe cu presiunea de preconsolidare \(p'_0\) [kPa] cunoscută.
Convenție pentru acest capitol
Toate exemplele numerice folosesc Weald Clay: \(\lambda = 0{,}093\), \(\kappa = 0{,}035\), \(N = 2{,}100\), \(\Gamma = 2{,}060\), \(M = 0{,}95\) (toți adimensionali, [–]; \(N\) și \(\Gamma\) sunt valori ale lui \(v\) la \(p' = 1\) kPa). \(N\) este dedus din \(\Gamma\), cum se explică în Cei cinci parametri — tabel recapitulativ. Eforturile sunt în kPa; mărimile normalizate (\(p'/p'_e\), \(q/p'_e\), \(q/p'\)) sunt adimensionale și le notăm cu [–].