Towards A Unified Soil Mechanics Theory: The Use of Effective Stresses in Unsaturated Soils, Revised Edition
Dzięki zastosowaniu koncepcji naprężeń efektywnych zrozumiano wytrzymałość i zachowanie objętościowe materiałów nasyconych. W przypadku materiałów nienasyconych, powszechnie akceptowane równanie naprężeń efektywnych jest nadal przedmiotem dyskusji.
Jednak wykorzystanie koncepcji naprężeń efektywnych do opracowania modeli konstytutywnych dla nienasyconych gleb staje się coraz bardziej popularne nie tylko dlatego, że sprzężenie hydromechaniczne obserwowane w tych materiałach jest ukryte w sformułowaniu, ale także dlatego, że można ustanowić prostsze i bardziej precyzyjne modele. Towards A Unified Soil Mechanics Theory pokazuje, że te same równania wytrzymałości i zmiany objętości stosowane w mechanice gruntów nasyconych mogą być stosowane w przypadku gruntów nienasyconych. Innymi słowy, modele konstytutywne opracowane dla gruntów nasyconych mogą być stosowane do materiałów nienasyconych po zdefiniowaniu równania naprężenia efektywnego.
W niniejszej książce opracowano analityczne równanie naprężenia efektywnego dla gruntów nienasyconych.
Równanie to wymaga znajomości powierzchni ciał stałych dotkniętych zjawiskiem kapilarnym. Innymi słowy, musimy wiedzieć, jak woda rozprowadza się w porach gleby.
Rozkład ten można modelować za pomocą modelu bryłowo-porowatego zbudowanego na regularnej sieci. Jednak rozmiar sieci wymagany do prawidłowej symulacji struktury małej próbki gleby nie może być zarządzany za pomocą zwykłego komputera. Z tego powodu opracowano probabilistyczny model porowato-stały.
Model ten wykorzystuje rozkład wielkości porów w postaci funkcji probabilistycznej, która oprócz równania Laplace'a i zasady ciągłości może być wyrażona jako prawdopodobieństwo wypełnienia lub wyschnięcia porów o określonej wielkości przy ssaniu odpowiednio podczas ścieżki zwilżania lub suszenia. W ten sposób można symulować krzywe retencji wody w glebie i określić efektywne naprężenie przy dowolnym ssaniu podczas procesów zwilżania lub suszenia. W oparciu o to podejście wykazano, że nienasycone gleby zachowują się zgodnie z tymi samymi zasadami wytrzymałości i zachowania objętościowego, co gleby nasycone.
To poprawione wydanie zawiera dodatkowe informacje na temat elastoplastycznych ram dla gruntów ekspansywnych, sprzężenia hydromechanicznego i w pełni sprzężonego modelu. Dodatkowe rozdziały obejmują również parametry eksperymentalne wykorzystane do wyprowadzenia modeli.
W tym wydaniu uwzględniono również zaktualizowany zestaw odniesień i listę skrótów. Towards A Unified Soil Mechanics Theory toruje drogę do uniwersalnej teorii mechaniki gruntów. Tom ten będzie cennym źródłem informacji dla inżynierów budownictwa, naukowców i hydrologów zainteresowanych mechaniką gruntów zarówno na poziomie akademickim, jak i zawodowym.