14. Какие грунты называются просадочными?

Просадочными называются грунты, которые, находясь в напряженном состоянии от внешней нагрузки и собственного веса, под воздействием замачивания дают деформацию, вызванную коренным изменением структуры грунта, называемую просадкой.

Просадочные грунты имеют высокую пористость, причем, помимо пор, обусловленных формой и размером частиц, часто содержат макропоры, видимые невооруженным глазом, диаметром до 2 мм. Пористость таких грунтов составляет 40—50, а иногда даже 60%.

Типичными просадочными грунтами являются лёссы и лёссовидные суглинки. При нарушении структура лёссового грунта механическим уплотнением он становится непросадочным, и его широко используют, например, в качестве материала для возведения плотин, удерживающих напор воды в десятки метров.

31. 1-осные и 3-осные испытания грунтов. Достоинства и недостатки

Метод одноосного сжатия. Испытание грунта методом одноосного сжатия проводят для определения предела прочности на одноосное сжатие R_c для полускальных и глинистых грунтов с I_L ≤ 0,25.

По специальному заданию для полускальных грунтов может быть определен модуль деформации, модуль упругости, коэффициент поперечной деформации и коэффициент Пуассона.

Предел прочности на одноосное сжатие R_c определяют как отношение приложенной к образцу вертикальной нагрузки, при которой происходит разрушение образца, к площади его первоначального поперечного сечения.

Для полускальных грунтов образец должен иметь форму цилиндра или прямоугольного параллелепипеда (квадратного сечения) диаметром (стороной квадрата) от 40 до 100 мм и отношением высоты к диаметру, равным 1,8-2,0.

Для глинистых грунтов образец должен иметь форму цилиндра диаметром не менее 38 мм и отношением высоты к диаметру, равным 1,8-2,5. Максимальный размер фракции грунта (включений, агрегатов) в образце должен быть не более 1/6 диаметра образца.

Метод трехосного сжатия. Испытание грунта методом трехосного сжатия проводят для определения следующих характеристик прочности и деформируемости в соответствии с заданием и программой испытаний: угла внутреннего трения φ, удельного сцепления с, сопротивления недренированному сдвигу с_u, коэффициента фильтрационной консолидации c_ν, для водонасыщенных в природных условиях песков, глинистых, органоминеральных и органических грунтов и модуля деформации E и коэффициента поперечной деформации υ для любых дисперсных грунтов.

Эти характеристики определяют по результатам испытаний образцов в камерах трехосного сжатия, дающих возможность бокового расширения образца грунта в условиях трехосного осесимметричного статического нагружения при σ₁ ≥ σ₂ = σ₃ (σ1 - максимальное главное вертикальное напряжение, σ₂ и σ₃ минимальные, они же промежуточные главные горизонтальные напряжения).

32. Принцип линейной деформируемости

Грунты – это дискретные тела, состоящие из мелких частиц, которые либо не связаны между собой, либо прочность связи между частицами меньше, чем прочность самих частиц грунта.

Главная особенность грунтов заключается в том, что они не являются упругими телами и при разгрузке у них наблюдается остаточная деформация (не подчиняются закону Гука).

ε = α + σⁿ

ε – деформация образца; α – обобщенный коэффициент пропорциональности, принимаемый или вычисляемый из опыта; σ – действительное напряжение; n – параметр нелинейности.

α = β / Е

β – безразмерный коэффициент, зависящий от коэффициента общей относительной поперечной деформации Пуассона.

β = 1 – ( 2ν²/1- ν)

ν – коэффициент Пуассона

Поскольку в строительстве в основаниях и фундаментах давления принимаются невысокие от 0,1 до 0,3 МПа, то с достаточной для практики точностью ε может быть принята линейной: ε = α + σ

Дальнейшими опытами установлено, что если зависимость принять линейной, то для определения напряжений в грунтах можно применять решение теории упругости.

Прицип линейной деформируемости: при небольших изменениях внешних давлений грунты можно рассматривать как линейно деформируемые тела и применять зависимость между деформациями и линейными напряжениями.