13.Основные закономерности механики грунтов.

Рассмотрим основные закономерности механики грунтов как механики дисперсных тел, которые совместно с уравнениями теоретической механики и механики деформируемых сплошных тел дают систему зависимостей, достаточную для решения задач механики грунтов. Эти зависимости являются важнейшими закономерностями, описывающими механические свойства дисперсных (мелкораздробленных) тел, какими являются грунты.

Особые свойства грунтов	Закономерность	Показатели	Практические приложения в механике
Сжимаемость	Закон уплотнения	Коэффициент сжимаемости	Расчет осадок фундаментов
Водопроницаемость	Закон ламинарной фильтрации	Коэффициент фильтрации	Прогноз скорости осадок водонасыщенных грунтовых оснований
Контактная сопротивляемость сдвигу	Условие прочности	Коэффициент внутреннего трения и сцепление	Расчеты предельной прочности. Устойчивости и давления на ограждения
Структурно-фазовая деформируемость	Принцип линейной деформируемости	Модули деформируемости	Определение напряжений и деформаций грунтов

• Сжимаемость грунтов – обусловлена изменением их пористости, а следовательно, и общего их объема под действием внешних сил вследствие переупаковки частиц (т.е. изменение содержания твердых частиц в единице объема грунта), есть свойство лишь дисперсных материалов, не учитываемое в строительной механике сплошных тел и является характернейшим их свойством.

• Водопроницаемость – общее свойство всех пористых тел. Имеет для грунтов особенность, так как является для них переменной величиной, изменяющейся в процессе уплотнения их под нагрузкой.

• Контактная сопротивляемость сдвигу – обусловлена лишь внутренним трением в сыпучих грунтах и трением со сцеплением в грунтах связных.

• Деформируемость грунтов – зависит как от сопротивляемости и податливости их структурных связей, так и от деформируемости отдельных компонентов, образующих грунты. При этом при однократном загружении и давлении, большем прочности жестких структурных связей, грунты всегда будут иметь кроме восстанавливающихся и остаточные деформации, во много раз превосходящие по величине восстанавливающиеся деформации.

14.Сжимаемость грунтов. Компрессионная зависимость. Закон уплотнения.

Сжимаемость грунтов – способность их уменьшаться в объеме (давать осадку) под действием внешнего давления. Степень сжимаемости грунтов зависит от структуры грунта и является важной характеристикой механических свойств грунта, которая используется для расчета осадок зданий и различных сооружений. Сжимаемость грунтов обусловлена изменением их пористости при приложении нагрузки и происходит за счет возникновения взаимных сдвигов частиц. Уменьшения толщины водно-коллоидных пленок отжатия воды в водонасыщенных грунтах и за счет разрушения кристаллизационных связей в сильно структуированных грунтах. В связи с тем, что сжимаемость грунтов связана с уменьшением их пористости, в механике грунтов принято характеризовать сжимаемость грунта зависимостью коэффициента пористости от уплотняющего давления . Эта зависимость называется компрессионной и определяется в лабораторных условиях экспериментально в приборах двух типов:

• одометре (приборе одноосного сжатия с жесткими боковыми стенками обоймы, в которую заключен образец грунта) называемым также компрессионным прибором;

• стабилометре (приборе трехосного сжатия с эластичными боковыми стенками, в которые заключен грунт).

П ри относительно малых давлениях < сжимаемость грунта м.б. сравнительно небольшой, значительно меньшей, чем при больших давлениях.

При изменении давления в практических целях заменяют

зависимость между и прямолинейной, т.е. заменяют кривую

на этом участке отрезком стягивающей хорды. Тогда из

геометрических соображений получим ,

коэффициент сжимаемости . Для расчета осадок удобнее

пользоваться коэффициентом относительной сжимаемости

.Эти показатели необходимы для расчета осадок фундамента зданий или сооружений.

• ЗАКОН УПЛОТНЕНИЯ – бесконечно малое изменение относительного объема пор грунта прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления: .

Также можно сформулировать по-другому: изменение коэффициента пористости прямо пропорционально изменению давления.