1.Физические характеристики грунтов и методы их определения.

Делятся на основные и производные. Основные свойства определяются путём 1)лабораторных исследований образцов с ненарушенной структурой взятых из буровых скважин или шурфов (метод режущего кольца).2) полевыми испытаниями: статическим зондированием ( вдавливание в грунт стандартного конуса, при этом по динамометру определяют сопротивление грунта и по нему плотность песков и консистенцию глин ) и динамическим зондированием (забивание в грунт стандартного пробоотборника и фиксирование числа ударов по которому определяют фиксированную плотность).

1. Влажность грунта W – отношение массы воды m₂, к массе твердых частиц m₁, выражаемое в процентах:

2. Плотность грунта ρ (г/см³, т/м³) – отношение массы грунта к его объему:

3. Плотность частиц грунта ρ_s (г/см³, т/м³) – масса единицы объёма твердых частиц грунта:

4.Удельным весом γ (кН/м³) называется отношение веса грунта, включая вес воды в его порах, к занимаемому им объему:

5.Удельным весом частиц γ_s (кН/м³) грунта называется отношение веса твердых частиц к занимаемому ими объему:

6. Удельный вес грунта во взвешенном состоянии:

Используя найденные лабораторным путем влажность, плотность грунта и плотность частиц, можно определить плотность сухого грунта, пористость, коэффициент пористости и степень влажности.

7. Влажность между верхним и нижним пределами пластичности есть число пластичности I_P

I_P = W_L – W_Р, %.

В зависимости от значения числа пластичности I_P различают:

супесь 1,0≤I_P≤7,0; суглинок 7,0<I_P ≤17,0; глина I_P>17,0.

8. Показателем текучести называют отношение разности влажностей, соответствующим двум состояниям грунта: естественному и на границе раскатывания, к числу пластичности.

2. Механические характеристики грунтов и методы их определения.

Механические свойства-свойства грунтов, которые характеризуют их поведение под нагрузкой.

Все механические характеристики грунта делятся на 3 группы:

I гр. – для оценки деформативных свойств грунта

1. m_о – коэффициент сжимаемости основания см²/кг, МПа^-1;

2. m_v– приведенный коэффициент сжимаемости основания;

3. Е₀ – модуль общей деформации кг/см², МПа.

II гр. – для оценки фильтрационных свойств грунта

1. K_ф– коэффициент фильтрации см/с; м/сут;

2. Ј – гидравлический градиент.

III гр. – для оценки прочностных свойств грунтов

1. φ – угол внутреннего трения (град.);

2. С – коэффициент сцепления кг/см², МПа.

1 Закон уплотнения: de= –m₀dp (m₀=(е₁-е₂)/(P₂-P₁) при давлении от 1 кг до 3 кг на см². Бесконечно малое относительное изменение объёма пор прямо пропорционально бесконечно малому изменению внешнего давления. m_v- коэф. относительного уплотнения m_v=m₀/(1+e₀)=/E_0.

2 Закон фильтрации (Дарси): -закон ламинарной фильтр-ии(для песков), -для глин. грунтов

Фильтрация воды зависит от степени уплотнения и наличия начального градиента напора(i_н):, i =(H2-H1)/L – гидравлический градиент. Д=i - гидравлич. давление.

3 Сопротивляемость грунтов сдвигу: Внутреннее сопротивление частиц сдвигу в идеально сыпучих телах (пески) будет определятся трение в точках контакта частиц и подчинятся закону Кулона , а в идеально связных (дисперсные глины) – внутренними структурными связями и вязкостью вводно-коллоидных оболочек частиц. В общем случаи , с - величина эффективного сцепления.

4 Принцип общей линейной деформированности

При деформации грунтов кроме восстанавливающихся деформаций всегда будут и остаточные , однако при небольших изменениях внешнего давления до 0,3 МПа для твердых и плотных грунтов ими можно пренебречь. И тогда зависимость между деформациями и напряжением будет линейной

- относит. деформация, ,где S-абсолютная осадка, h- мощ-ть активной сжим-ой толщи.

, -коэф-т сжимаемости.

-безразмерный коэф-т, -коэф-т Пуассона(коэф-т относит. поперечной деформации)

Методы определения:

1 Метод прямого плоскостного среза.

2 Метод одноосного сжатия.

3 Метод трёхосного сжатия. sin=(₁-₂)/(₂+₁) – закон Мора-Кулона для песков. sin=(₁-₂)/(₂+₁+2cctg) – для глин. _с=сctg - давление связности. _окт=_октn+m, где n,m – математические параметры, зависящие от уровня нагруженного состояния и уровня загружения_окт=(₁+₂+₃)/3 – среднее напряжение. _окт=1/3((₁-₂)²+(₂-₃)²+(₁-₃)²)^1/2.

4 Метод лопастных испытаний =2М_кр/(d²h(1+d/3h)), где d -  крыльчатки h – высота крыльчатки.

5Метод шариковой пробы С_ш0,18P/Ds для определения параметров прочности с учётом фактора времени.