RU2547099C2 - Method of determination of gravitational pressure in massif of connected material medium - Google Patents
Method of determination of gravitational pressure in massif of connected material medium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2547099C2 RU2547099C2 RU2013135028/28A RU2013135028A RU2547099C2 RU 2547099 C2 RU2547099 C2 RU 2547099C2 RU 2013135028/28 A RU2013135028/28 A RU 2013135028/28A RU 2013135028 A RU2013135028 A RU 2013135028A RU 2547099 C2 RU2547099 C2 RU 2547099C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- medium
- pressure
- depth
- determination
- gravitational
- Prior art date
Links
Abstract
Description
Изобретение относится к физике контактного взаимодействия частиц связной материальной среды в массиве полупространства в условиях гравитационного воздействия.The invention relates to the physics of contact interaction of particles of a coherent material medium in an array of half-space under conditions of gravitational impact.
Известен способ определения природного гравитационного (бытового) давления в массиве жидкой и газовой бессвязной материальной среды, заключающийся в том, что определяют глубину h замера давления от поверхности полупространства с плотностью ρ и удельным весом γ=ρ·g, где g - ускорение свободного падения материального тела в условиях гравитации, а гравитационное природное давление определяют по расчетной зависимости pб=γ·h [1].There is a method of determining natural gravitational (household) pressure in an array of liquid and gas incoherent material medium, which consists in determining the depth h of measuring pressure from the surface of a half-space with density ρ and specific gravity γ = ρ · g, where g is the acceleration of gravity bodies under gravity, and gravitational natural pressure is determined by the calculated dependence p b = γ · h [1].
Природное давление pб=γ·h для бессвязных материальных сред (газ, вода) при отсутствии сил трения является всесторонним под их поверхностью в условиях полупространства и нормально действующим на погружаемые в них поверхности объектов. Величина тангенциального напряжения τ и нормального давления pб на заданной глубине равны друг другу τ=pб=γh.Natural pressure p b = γ · h for incoherent material media (gas, water) in the absence of friction is comprehensive under their surface in half-space and normally acts on the surfaces of objects immersed in them. The value of the tangential stress τ and normal pressure p b at a given depth are equal to each other τ = p b = γh.
Известен способ определения гравитационного давления несвязной материальной среды, заключающийся в том, что определяют глубину h замера давления от поверхности полупространства с плотностью ρ и удельным весом γ=ρ·g, где g - ускорение свободного падения материального тела в условиях гравитации, принимают угол внутреннего трения идеально чистой материальной среды φ=45° при коэффициенте внутреннего трения f=tgφ=1, а удельное сцепление с≈0, рассчитывают по закону Кулона тангенциальное напряжение как τ=p·tgφ+c=p, а гравитационное давление определяют, как и тангенциальное pб=τ=γ·h [2].There is a method of determining the gravitational pressure of a disconnected material medium, which consists in determining the depth h of measuring pressure from the surface of a half-space with a density ρ and specific gravity γ = ρ · g, where g is the acceleration of gravity of a material body under gravity, take the angle of internal friction of an ideally pure material medium φ = 45 ° with an internal friction coefficient f = tgφ = 1, and specific adhesion c≈0, the tangential stress is calculated according to Coulomb's law as τ = p · tgφ + c = p, and gravitational pressure is determined ute, as well as the tangential p b = τ = γ · h [2].
Технический результат по способу определения гравитационного давления в массиве связной материальной среды, заключающемуся в том, что устанавливают от поверхности массива глубину h замера давления, на глубине h определяют тангенциальное напряжение по зависимости τ=ρ·g·h=γ·h, МПа, где ρ - плотность, кг/м3, γ - удельный вес материальной среды с учетом взвешивающей силы воды, кг/м3, g - ускорение свободного падения тела в условиях гравитации, м/с2, удельное структурное сцепление cстр, МПа, и угол φстр внутреннего трения среды, достигается тем, что нормальное гравитационное давление на глубине h массива связной материальной среды определяют расчетным путем по зависимости pб=(τ-cстр)ctgφстр=(γ·h-cстр)ctgφстр, МПа, а связную материальную среду на глубине h<cстр/γ принимают находящейся в растянутом по вертикали напряженном состоянии и уравновешенной атмосферным давлением.The technical result according to the method for determining gravitational pressure in an array of a coherent material medium, which consists in setting the depth h of pressure measurement from the surface of the array, determining the tangential stress at a depth h from the dependence τ = ρ · g · h = γ · h, MPa, where ρ is the density, kg / m 3 , γ is the specific gravity of the material medium taking into account the weighing force of water, kg / m 3 , g is the acceleration of gravity of the body under gravity, m / s 2 , specific structural adhesion c pp , MPa, and angle φ p of internal friction of the medium is achieved by о normal gravitational pressure at a depth h of an array of a coherent material medium is determined by calculation using the dependence p b = (τ-c p ) ctgφ p = (γ · hc p ) ctgφ p , MPa, and a connected material medium at a depth h <c p / γ is assumed to be in a vertically stretched tensile state and balanced by atmospheric pressure.
Величина нормального гравитационного давления pб на глубине h от поверхности структурно-устойчивого связного материального полупространства поясняется графически на фиг. 1 через зависимость Кулона τ=pб·tgφ+cстр для предельно нагруженной грунтовой среды.The magnitude of the normal gravitational pressure p b at a depth h from the surface of a structurally stable connected material half-space is illustrated graphically in FIG. 1 through the Coulomb dependence τ = p b · tgφ + c p for extremely loaded soil environment.
Предлагаемый способ определения гравитационного давления в необводненном массиве связной материальной среды реализуется следующим образом.The proposed method for determining gravitational pressure in an unirrigated array of a coherent material medium is implemented as follows.
В процессе инженерных изысканий массива среды определяют глубину h (см) его исследования, с которой отбирают образцы с ненарушенной структурой. В лаборатории по образцам среды определяют ее удельный вес γ=ρ·g (кг/см3), где ρ (кг/см3) - плотность среды, g (м/с2) - ускорение свободного падения тела, и производят расчет тангенциального напряжения на глубине h (см) исследуемого массива по зависимости τ=ρ·g·h=γ·h, пригодной для связной и несвязной материальной среды. По результатам лабораторных испытаний образцов среды в сдвиговых приборах или в стабилометрах строят график зависимости τ=p·tgφстр+cстр (кг/см2) Кулона-Мора предельного состояния материальной среды и устанавливают значения ее прочностных параметров - угла φстр внутреннего трения и cстр (кт/см2) удельного сцепления при не менее трех ступенях возрастающего сжимающего давления ρ (кг/см2) (фиг. 1). По графику τ=p·tgφстр+cстр определяют значение p=pб=(τ-cстр)ctgφстр=(γ·h-cстр)ctgφстр (кг/см2), соответствующее гравитационному давлению в массиве среды на глубине исследования h.In the process of engineering surveys of the massif of the medium, the depth h (cm) of its study is determined, from which samples with an undisturbed structure are taken. In the laboratory, the specific gravity γ = ρ · g (kg / cm 3 ) is determined from the samples of the medium, where ρ (kg / cm 3 ) is the density of the medium, g (m / s 2 ) is the acceleration of gravity of the body, and the tangential voltage at a depth h (cm) of the studied array according to the dependence τ = ρ · g · h = γ · h, suitable for a connected and disconnected material environment. According to the results of laboratory tests of medium samples in shear devices or in stabilometers, a graph of the dependence τ = p · tgφ p + c p (kg / cm 2 ) of the Coulomb-Mohr limit state of the material medium is established and the values of its strength parameters are determined - the angle φ p of internal friction and c p (ct / cm 2 ) of specific adhesion at at least three steps of increasing compressive pressure ρ (kg / cm 2 ) (Fig. 1). The graph τ = p · tgφ p + c p determines the value p = p b = (τ-c p ) ctgφ p = (γ · hc p ) ctgφ p (kg / cm 2 ), which corresponds to the gravitational pressure in the massif of the medium at a depth research h.
На глубине h<cстр/γ поверхность земной коры находится в состоянии растяжения иAt a depth h <c p / γ, the surface of the earth's crust is in a state of tension and
удерживается от отделения в космическое пространство давлением атмосферы. На глубине h=cстр/γ природное (бытовое) давление в грунтовом массиве отсутствует.kept from separating into outer space by atmospheric pressure. At a depth of h = c p / γ, there is no natural (domestic) pressure in the soil mass.
Гравитационное давление проявляется на глубине h>cстр/γ от земной поверхности.Gravitational pressure appears at a depth h> c p / γ from the earth's surface.
Пример 1. Археологические раскопки сохранившихся исторических ценностей в связной грунтовой среде с удельным сцеплением cстр=0,02 МПа; удельным весом γстр=0,0019 кг/см2 следует производить с глубины h=cстр/γстр=1,05 м. Если захоронения произведены на глубине h<1,05 м, то с годами на дневную поверхность грунтовой среды могут быть вытеснены надгробные кресты, что отмечено сегодня «как чудо» верующими людьми и до сих пор не объяснено учеными.Example 1. Archaeological excavations of preserved historical values in a cohesive soil environment with specific adhesion c p = 0.02 MPa; specific gravity γ p = 0.0019 kg / cm 2 should be made from depth h = c p / γ p = 1.05 m. If burials were made at a depth of h <1.05 m, then over the years on the surface of the soil medium tomb crosses will be supplanted, which is marked today as “a miracle” by believers and has not yet been explained by scientists.
Пример 2. Вода в чистом виде обладает поверхностным натяжением верхнего слоя - пленки σпл=P/l, определяемым силой P, приложенной к метрической единице прямолинейного участка границы поверхности воды по направлению касательной к поверхности жидкости при ее равновесии. При температуре Τ=20°C поверхностное натяжение σпл=0,0725 дж/м2 = 0,0725 Н/м ≈ 0,00739 кг/м. При ускорении свободного падения g=9,81 м/с2 и плотности чистой воды ρ=1000 кг/м3 удельный вес воды составляет γ=981 кг/м3. Удельное сцепление поверхностной пленки воды толщиной hпл и воды в целом равно cв=ρв·g·hпл=γв·hпл=τв=σпл/ hпл, где τв - тангенциальное (касательное) напряжение. Толщина пленки воды, находящейся в состоянии поверхностного растяжения, . При σпл=0,00739 кг/м, γв=981 кг/м3 получаем hпл=27,978·10-4 м, а удельное сцепление воды cв=τв=γв·hпл=274,642·10-6 кг/см2=27,446 Па.Example 2. Water in its pure form has a surface tension of the upper layer - film σ PL = P / l, determined by the force P applied to the metric unit of the rectilinear section of the water surface boundary in the direction tangent to the liquid surface at its equilibrium. At a temperature of Τ = 20 ° C, the surface tension σ PL = 0.0725 j / m 2 = 0.0725 N / m ≈ 0.00739 kg / m. With the acceleration of gravity g = 9.81 m / s 2 and the density of pure water ρ = 1000 kg / m 3, the specific gravity of water is γ = 981 kg / m 3 . The specific adhesion of the surface film of water with a thickness of h pl and water as a whole is c in = ρ in · g · h pl = γ in · h pl = τ in = σ pl / h pl , where τ in is the tangential (tangential) stress. The thickness of the film of water in a state of surface tension, . When σ mp = 0.00739 kg / m, γ a = 981 kg / m 3, we obtain h mp = 27.978 · 10 -4 m, and specific cohesion in water c = τ a = γ · h at 274.642 · mp = 10 - 6 kg / cm 2 = 27.446 Pa.
Коэффициент поверхностного натяжения водной глади при заданной температуре равен α=σпл=τв·hпл=cвhпл=γвh2 пл=981 кг/м3 (27,978·10-4 м)2=76,79·10-4 кг/м =75,33·10-3 Н/м. При Т=0°C опытный коэффициент поверхностного натяжения воды равен α=σпл =75,6·10-3 Н/м [4].The surface tension coefficient of the water surface at a given temperature is α = σ PL = τ in · h PL = c in h PL = γ in h 2 PL = 981 kg / m 3 (27.978 · 10 -4 m) 2 = 76.79 · 10 -4 kg / m = 75.33 · 10 -3 N / m. At T = 0 ° C, the experimental coefficient of surface tension of water is α = σ PL = 75.6 · 10 -3 N / m [4].
Источники информацииInformation sources
1. Ландсберг Г.А. Элементарный учебник физики / Механика. Теплота. Молекулярная физика. - T.1, издание 8. - М.: «Наука». - С.122, 323-327.1. Landsberg G.A. Elementary textbook of physics / mechanics. Heat. Molecular physics. - T.1, edition 8. - M .: "Science". - S. 122, 323-327.
2. Цытович Н.А. Механика грунтов / Краткий курс: Изд-е 3, доп. - М.: «Наука», 1979. - С.46-47.2. Tsytovich N.A. Soil mechanics / Short course: Publishing house 3, add. - M .: "Science", 1979. - S. 46-47.
3. Ландсберг Г.А. Элементарный учебник физики / Механика. Теплота. Молекулярная физика. - T.1, издание 8. - М.: «Наука». - С.509-513.3. Landsberg G.A. Elementary textbook of physics / mechanics. Heat. Molecular physics. - T.1, edition 8. - M .: "Science". - S. 509-513.
4. Кошкин Н.И., Ширкевич М.Г. Справочник по элементарной физике / Изд-е 5, перераб. и доп. - «Наука», 1972. - С.84.4. Koshkin N.I., Shirkevich M.G. Handbook of Elementary Physics / Publishing House 5, revised. and add. - “Science”, 1972. - P.84.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135028/28A RU2547099C2 (en) | 2013-07-25 | 2013-07-25 | Method of determination of gravitational pressure in massif of connected material medium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2013135028/28A RU2547099C2 (en) | 2013-07-25 | 2013-07-25 | Method of determination of gravitational pressure in massif of connected material medium |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2013135028A RU2013135028A (en) | 2015-01-27 |
RU2547099C2 true RU2547099C2 (en) | 2015-04-10 |
Family
ID=53281369
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2013135028/28A RU2547099C2 (en) | 2013-07-25 | 2013-07-25 | Method of determination of gravitational pressure in massif of connected material medium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2547099C2 (en) |
Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2120543C1 (en) * | 1996-11-21 | 1998-10-20 | Внедренческий научно-исследовательский инженерный центр "Нефтегазтехнология" | Method for development of oil field at final stage with the help of forced withdrawal |
-
2013
- 2013-07-25 RU RU2013135028/28A patent/RU2547099C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2120543C1 (en) * | 1996-11-21 | 1998-10-20 | Внедренческий научно-исследовательский инженерный центр "Нефтегазтехнология" | Method for development of oil field at final stage with the help of forced withdrawal |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
Механика грунтов//Цытович Н.А.//М.: "Наука", 1979. * |
Справочник по элементарной физике//Кошкин Н.И. и др.//М.: "Наука", 1972. Элементарный учебник физики. Т.1//Ландсберг Г.А.//М.: "ФизМатЛит", 2001 * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2013135028A (en) | 2015-01-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Zhang et al. | Strength and failure characteristics of Jurassic Red-Bed sandstone under cyclic wetting–drying conditions | |
Chen et al. | Effects of healing on the seismogenic potential of carbonate fault rocks: Experiments on samples from the Longmenshan Fault, Sichuan, China | |
Weiss et al. | Sea ice rheology from in-situ, satellite and laboratory observations: Fracture and friction | |
Schubnel et al. | Fluid‐induced rupture experiment on Fontainebleau sandstone: Premonitory activity, rupture propagation, and aftershocks | |
Schulson et al. | Failure envelope of first‐year Arctic sea ice: The role of friction in compressive fracture | |
Li et al. | The Elastic Modulus of β‐HMX Crystals Determined by Nanoindentation | |
Chanard et al. | Sensitivity of acoustic emission triggering to small pore pressure cycling perturbations during brittle creep | |
Lu et al. | Strong intracontinental lithospheric deformation in South China: Implications from seismic observations and geodynamic modeling | |
Brantut et al. | Microstructural control of physical properties during deformation of porous limestone | |
Scaringi et al. | Discussion on:“Experimental study of residual strength and the index of shear strength characteristics of clay soil”[Eng. Geo. 233: 183–190] | |
Bragov et al. | Investigation of strength properties of freshwater ice | |
Cherepanov | Some new applications of the invariant integrals of mechanics | |
Okazaki et al. | Effect of pore fluid pressure on the frictional strength of antigorite serpentinite | |
RU2547099C2 (en) | Method of determination of gravitational pressure in massif of connected material medium | |
Christ et al. | The influence of temperature and cycles on acoustic and mechanical properties of frozen soils | |
Gupta et al. | Torsional surface waves in an inhomogeneous layer over a fluid saturated porous half-space | |
Slyuta et al. | Gravitational deformation of small Solar system bodies | |
Ter-Martirosyan et al. | Rheological properties of sandy soils | |
Anvari | Fatigue life prediction of unidirectional carbon Fiber/epoxy composite on Mars | |
RU2609427C1 (en) | Khrustalev method for determining gravitational pressure of array of material medium | |
RU2592038C2 (en) | Khrustalev method of determining mechanical parameters of material medium in mass | |
Setiawan et al. | TXT-tool 4.081-1.2: mechanism of the Aratozawa large-scale landslide induced by the 2008 Iwate-Miyagi earthquake | |
Lazari et al. | Viscoplastic regularization of strain localization in fluid-saturated porous media | |
RU2559043C1 (en) | Method for determining limit state of material medium under different conditions of its loading | |
RU2620025C2 (en) | Method of khrustalev e.n. for determining specific cohesion and specific gravity of material media solid with broken structure |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20150726 |