Лекция 4 Механические свойства грунтов

4.1 Общие замечания

4.2 Компрессионные свойства грунтов (сжимаемость).

4.3 Сопротивление грунтов сдвигу.

4.4 Фильтрационные свойства грунтов

4.5 Эффективные и нейтральные давления в грунтовом массиве

Большое внимание при определении качества грунтов отводится изучению их механических свойств. Эти свойства проявляются при действии на грунты внешней нагрузки. При этом могут происходить процессы упругого и пластического деформирования, а также разрушения грунта. У грунтов с водно-коллоидными связями эти процессы развиваются последовательно от упругого деформирования к пластическому, а затем к разрушению. У грунтов с химическими связями и у рыхлых грунтов без связей упругое деформирование сменяется разрушением.

Механическими называются те свойства грунтов, которые характеризуют их поведение под нагрузкой.

Все механические характеристики грунта делятся

на 3 группы:

I гр. – для оценки деформативных свойств грунта.

(m_о) – коэффициент сжимаемости основания , , МПа^-1.

(m_v) – приведённый коэффициент сжимаемости основания.

Е_о - модуль общей деформации , МПа.

II гр. – для оценки прочностных свойств грунтов.

- угол внутреннего трения (град.).

С – коэффициент сцепления , .

III гр. – для оценки фильтрационных свойств грунта.

К_ф – коэффициент фильтрации , .

Ј – гидравлический градиент

– расход воды

Для определения деформативных свойств грунтов проводятся компрессионные испытания. Компрессионные сжатие моделирует процесс уплотнения грунта под фундаментом.

4.2 Компрессионные свойства грунтов (сжимаемость).

Для прогноза деформации грунтов в основании под воздействием приложенных к ним нагрузок помимо величины напряжений необходимо знать показатели, характеризующие сжимаемость грунта.

Показатели, определяющие меру сжимаемости грунтов определённые в лабораторных условиях путем сжатия образцов грунта без возможности бокового расширения называются компрессионными характеристиками.

И сследуем грунт ненарушенной структуры, помещют в одометр.

Р₁ Р₂ Прикладываем нагрузку Р₁ -

произойдет уплотнение грунта и коэф.

пористости станет е₁. Нагрузка Р₂ е_2.

е₁ е₂ и т.д. (4 – 5 ступеней)

По результатам испытаний строим график компрессионной кривой (к к).

	Если h 0,5 b h b

Изобразим снова компрессионную кривую:

е е Р

На небольшом участке рассмотрим приращение нагрузки Р и получим соответств. е. Заменим дугу прямой и рассмотрим угол . е = ­ tg Р ( - ) – с увеличением нагрузки - уменьшается. Тангенс угла наклона отрезка компрессионной кривой к оси давлений характеризует сжимаемость грунта в рассматриваемом диапазоне давлений, так как чем больше угол наклона , тем больше будет сжимаемость грунта. Эта величина называется коэффициентом сжимаемости грунта: a = tg . de = ­ tg Р tg = mо и тогда de = ­ mо dР -основная математическая форма закона компрессии.