Механизм процесса релаксации

Ползучесть глинистых грунтов. Известно, что механическое равновесие любого тела, в котором имеются деформации сдвига, является кажущимся, не истинным равновесием. Свободная энергия перекошенной молекулярной решетки выше свободной энергии той же решетки, не претерпевшей деформаций сдвига. Поэтому в результате теплового движения молекул происходит процесс снижения свободной энергии, называемый процессом релаксации. Внешне этот процесс может проявляться двояко.

Если на тело действуют постоянные силы, то отсутствие истинного равновесия будет проявляться в вязком течении. При жидком состоянии тел мы наблюдаем молекул, которое называется текучестью. В твердых телах молекулы перемещаются в новые положения редко и поэтому наблюдаемое общее течение оказывается очень медленным. Такое медленное течение называется ползучестью, хотя природа текучести и ползучести одинакова.

В некоторых кристаллических гелах ползучие деформации протекают относительно быстро. К таким телам относится, например, лед.

Если после деформации рассматриваемое тело не может течь и менять форму, то релаксация будет проявляться в том, что за счет теплового движения молекул решетка постепенно перестроится, перекос ее исчезнет и хотя форма тела останется деформированной, но сдвиговые напряжения в нем исчезнут.

Особенность процесса ползучести в глинистых грунтах состоит в том, что отдельные составляющие сопротивления сдвигу могут иметь резко различное время релаксации. В настоящее время ни экспериментальные, ни теоретические исследования не дают еще ответа на вопрос о скорости и степени релаксации отдельных составляющих общего сопротивления сдвигу.

В качестве первого приближения можно предположить, что все рассмотренные величины распадаются по времени релаксации на две группы. В одной группе величины с большим временем релаксации и во второй — с пренебрежимо малым по сравнению с первым. При этом предположении мы можем считать что величины первой группы практически не релаксируют.

Соотношение между релаксирующей и нерелаксирующей частью сопротивления сдвигу зависит как от плотности грунта, так и непосредственно от нормальных напряжений а чем меньше плотность грунта, тем ниже и порог ползучести.