Towards A Unified Soil Mechanics Theory: The Use of Effective Stresses in Unsaturated Soils, Revised Edition
Mit der Anwendung des Konzepts der effektiven Spannung wurde das Festigkeits- und Volumenverhalten von gesättigten Materialien klar verstanden. Für ungesättigte Materialien wird eine allgemein akzeptierte Gleichung für effektive Spannungen noch diskutiert.
Die Verwendung des effektiven Spannungskonzepts zur Entwicklung konstitutiver Modelle für ungesättigte Böden wird jedoch immer beliebter, nicht nur, weil die in diesen Materialien beobachtete hydro-mechanische Kopplung in der Formulierung implizit enthalten ist, sondern auch, weil einfachere und präzisere Modelle erstellt werden können. Towards A Unified Soil Mechanics Theory zeigt, dass dieselben Gleichungen für Festigkeit und Volumenänderung, die in der gesättigten Bodenmechanik verwendet werden, auch für ungesättigte Böden verwendet werden können. Mit anderen Worten: Die für gesättigte Böden entwickelten konstitutiven Modelle können auch für ungesättigte Materialien verwendet werden, sobald die Gleichung für die effektive Spannung definiert ist.
In diesem Buch wird eine analytische Gleichung für die effektive Spannung für ungesättigte Böden aufgestellt.
Diese Gleichung erfordert die Kenntnis der Oberfläche von Feststoffen, die vom Kapillarphänomen betroffen sind. Mit anderen Worten: Wir müssen wissen, wie sich das Wasser in den Poren des Bodens verteilt.
Diese Verteilung kann mit Hilfe eines fest-porösen Modells modelliert werden, das auf einem regelmäßigen Netz aufbaut. Die Größe des Netzes, die erforderlich ist, um die Struktur einer kleinen Bodenprobe korrekt zu simulieren, ist jedoch mit einem herkömmlichen PC nicht zu bewältigen. Aus diesem Grund wird ein probabilistisches Porous-Solid-Modell entwickelt.
Dieses Modell verwendet die Porengrößenverteilung in Form einer probabilistischen Funktion, die zusätzlich zur Laplace-Gleichung und dem Kontinuitätsprinzip als Wahrscheinlichkeit ausgedrückt werden kann, dass eine Pore bestimmter Größe bei einem Sog während eines Befeuchtungs- bzw. Trocknungspfades gefüllt bzw. trocken ist.
Auf diese Weise können die Boden-Wasser-Retentionskurven simuliert und die effektive Spannung bei einem beliebigen Sog während eines Befeuchtungs- oder Trocknungsprozesses bestimmt werden. Auf der Grundlage dieses Ansatzes wird gezeigt, dass sich ungesättigte Böden hinsichtlich ihrer Festigkeit und ihres volumetrischen Verhaltens nach den gleichen Prinzipien verhalten wie gesättigte Böden.
Diese überarbeitete Ausgabe enthält zusätzliche Informationen über ein elastoplastisches Rahmenwerk für expandierende Böden, hydro-mechanische Kopplung und ein vollständig gekoppeltes Modell. Die zusätzlichen Kapitel behandeln auch die experimentellen Parameter, die zur Ableitung der Modelle verwendet werden. Eine aktualisierte Reihe von Referenzen und eine Liste von Abkürzungen ist ebenfalls in dieser Ausgabe enthalten.
Towards A Unified Soil Mechanics Theory ebnet den Weg für eine universelle Theorie der Bodenmechanik.
Der Band ist ein wertvolles Nachschlagewerk für Bauingenieure, Geowissenschaftler und Hydrologen, die sich sowohl auf akademischer als auch auf professioneller Ebene für die Bodenmechanik interessieren.
| ISBN: | 9781681087009 |
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| Sprache: | Englisch |
| Einband: | Taschenbuch |
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