Научная деятельность

Ещё в начале 1770-х, вернувшись с Мартиники, Кулон активно занялся научными исследованиями. Публиковал работы по технической механике (статика сооружений, теория ветряных мельниц, механические аспекты кручения нитей и т.п.). Кулон сформулировал законы кручения; изобрёл крутильные весы, которые сам же применил для измерения электрических и магнитных сил взаимодействия. В 1781 г. описал опыты по трению скольжения и качения и сформулировал законы сухого трения. В том же году стал членом Парижской Академии наук. С 1785 по 1789 г. опубликовал семь мемуаров, где сформулировал закон взаимодействия электрических зарядов и магнитных полюсов (закон Кулона), а также закономерность распределения электрических зарядов на поверхности проводника. Ввёл понятия магнитного момента и поляризации зарядов. В 1789 г. у него вышел труд по теории трения скольжения (Théorie des machines simples, en ayant égard au frottement de leurs parties et à la roideur des cordages).

Уже после революции Академия наук неоднократно вызывала учёного в Париж для участия в определении мер и весов (инициатива революционного правительства). Кулон стал одним из первых членов Национального института, заменившего академию. В 1802 г. был назначен инспектором общественных сооружений, но здоровье, подорванное на службе, не позволило учёному существенно проявить себя на этой должности.

Кулон скончался 23 августа 1806 г. в Париже. Его имя внесено в список величайших учёных Франции, помещённый на первом этаже Эйфелевой башни.

Работа Кулона «О применении правил максимума и минимума к некоторым проблемам статики, относящимся к архитектуре», один из разделов которой был посвящен вопросам сопротивления грунтов сдвигу и их давлению на подпорные стенки, официально считается первой научной работой по механике грунтов, а 1773 год (Кулон в это время служил в инженерных войсках в колонии Франции на острове Мартиника и занимался строительством оборонительных сооружений, мостов и дорог.) считается годом рождения науки «Механика грунтов». Причем это произошло на 12 лет раньше опубликования Кулоном в 1885 году закона взаимодействии точечных электрических зарядов (к тому же, как выяснилось позже за 10 лет до него этот закон сформулировал британецГенри Кавендиш.

Многочисленными экспериментами различных авторов установлено, что график зависимости сопротивления сдвигу от нормального напряжения для песчаных и крупнообломочных грунтов с достаточной точностью может быть представлен отрезком прямой, выходящей из начала координат. Тогда эта зависимость может быть выражена уравнением

(1)

где tgφ — коэффициент внутреннего трения, характеризующий трение грунта о грунт, tgφ = ƒ; φ — угол внутреннего трения.

Зависимость (1) установлена французским ученым Ш. Кулоном еще в 1773 г. и формулируется следующим образом: предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу прямо пропорционально нормальному напряжению. Этот закон называется законом Кулона для несвязных фунтов.

Как известно, глинистые грунты (супесь, суглинок, глина) обладают связностью, интенсивность которой зависит от влажности и степени уплотненности грунта.
Тогда зависимость τ = ƒ (σ) для связных грунтов может быть представлена следующим образом:

(2)

где с — отрезок, отсекаемый от оси τ_и и называется удельным сцеплением и характеризует связность грунта.

Параметры φ и с лишь условно можно назвать углом внутреннего трения и удельным сцеплением, так как физика процесса разрушения грунта намного сложнее.

Coulo (фр.) – заливка, разливка, проливной

Дата добавления: 2015-08-10