- •Лекция 4 Механические свойства грунтов
- •4.2 Компрессионные свойства грунтов (сжимаемость).
- •Относительное изменение коэффициента пористости пропорционально изменению нагрузки (для малых интервалов нагрузок).
- •4.3 Сопротивление грунтов сдвигу.
- •Результаты испытаний
- •Сопротивление грунта сдвигу есть функция первой степени от нормального давления (при консолидированном состоянии грунта).
- •- Определяет прочность грунта
- •Работ на 61000 м3 на 1 км канала.
- •4.4 Фильтрационные свойства грунтов
- •4.5 Эффективные и нейтральные давления в грунтовом массиве
- Определяет прочность грунта
Откос, при учете сцепления С = 0,005 МПа, получил заложение
1 : 1,5 – что позволило сократить объем земляных
Работ на 61000 м3 на 1 км канала.
4.4 Фильтрационные свойства грунтов
Вода в порах грунтов может передвигаться
под влиянием ряда причин: силы тяжести;
внешнего давления; капиллярных сил;
адсорбционных сил, развивающихся на
поверхности раздела твердых частиц и
воды; промерзания породы; давления газов
и т.д. При инженерно-геологических
исследованиях практический интерес
представляет передвижение воды под
влиянием силы тяжести и разности напоров.
Скорость напорного движения воды в
грунтах зависит от размеров пор грунта,
сопротивлений, оказываемых на пути
фильтрации, величины действующих напоров
и характеризуется численно для того
или иного вида грунта при данной
неизменной пористости, так называемым
коэффициентом фильтрации - Кф.
Коэффициент фильтрации Кф
представляет собой скорость фильтрации
при градиенте напора,
равном
единице. Дарси на основании опытов
показал, что движение воды в грунтах в
большинстве случаев будет ламинарным,
т.е. линии токов воды нигде не пересекаются
друг с другом, а расход воды в единицу
времени через единицу площади поперечного
сечения грунта будет прямо пропорционален
гидравлическому градиенту
.
Фильтрация воды в вязких глинистых
грунтах имеет свои особенности, вызванные
размерами пор и вязким сопротивлением
водно-коллоидных пленок, обволакивающих
частицы грунтов, препятствующих движению
воды. Поэтому фильтрация воды в глинистых
грунтах начинается только после
преодоления сопротивления водно-коллоидных
пленок. Напорный градиент, соответствующий
началу движения воды, называется
начальным гидравлическим градиентом
(
).
Скорость фильтрации воды в глинистых
грунтах определяется уравнением
Коэффициент фильтрации используется при подсчете запасов подземных вод, определения водопротока в котлованы и горные выработки, проектировании дренажных сооружений и фильтров, при прогнозе скорости осадок вод насыщенных грунтов, расчете консолидации грунтов, при уплотнении грунтов дренированием и путем откачек грунтовых вод.
Считается (по Саваревскому), что если
коэффициент фильтрации
,
то грунт является водонепроницаемым
или водоупорном, взвешивающее действие
воды на такой грунт при расчетах не
учитывают.
Коэффициенты фильтрации для различных видов грунтов значительно отличаются по величине. В табл.16 приведены средние значения коэффициентов фильтрации для однородных (без каверн) грунтов.
В строительстве фильтрационные свойства грунта связаны:
– с инженерными задачами (фильтрация берегов в результате строительства плотин).
– с вопросами временного понижения у.г.в. для осушения котлованов.
|
По закону Дарси:
- кол-во воды
t – время
I =
F – площадь Кф – коэффициент фильтрации I – гидравлический градиент |
С
корость
фильтрации
;
Кф – коэффициент фильтрации – это скорость фильтрации при I = 1 (в см/с, м/сут, см/год.)
Кф. песок= n 10-2 см/сек
Кф. глина= n 10-8 см/сек
q
q =
Кф I
q = Кф
(I-Iн)
песок глина
Iн
I
Начальный
гидравлический градиент
Фильтрационные характеристики грунтов используются при:
Расчете дренажа
Определении дебита источника подземного водоснабжения
Расчёте осадок сооружений (оснований) во времени
Искусственном понижение у.г.в.
Расчете шпунтового ограждения при откопке котлованов, траншей

Н
H1
L