Тема 7. Основы грунтоведения.

План лекции:

1. Механические свойства грунтов.

2. Сжимаемость грунтов.

3. Прочностные свойства грунтов, закон Кулона.

Механические свойства грунтов

Грунт, как и любое природное образование обладает не только физическими, но и механическими свойствами. К основным механическим свойствам грунтов относятся сжимаемость и прочность. При действии внешних нагрузок от зданий и сооружений грунт, как и любой материал, природная среда имеет способность деформироваться и терять свою прочность. При значительных величинах деформаций, разрушения грунта возможно повреждение возведенных на грунте зданий, от незначительных (трещины, нарушение стыков конструкций), до аварии.

Для предотвращения опасных для эксплуатации здания состояния необходимо прогнозировать возможность их наступления еще на стадии проектирования. Вопросы расчета деформаций грунтов (осадок фундаментов), их прочности рассматриваются в курсе Геотехника -2.

Сжимаемость грунтов - способность грунтов уменьшаться в объеме (давать осадку) под действием внешнего давления. Степень сжимаемости и явления, происходящие при сжатии, зависят от характера и структуры грунта. Сжатие песчаных грунтов связано со взаимным перемещением отдельных зерен, а при больших давлениях и с их раздроблением. Сжатие грунтов этого типа происходит быстро и независимо от влажности. Сжимаемость глинистых пород зависит от их минералогического состава, степени дисперсности, состава обменных катионов, пористости, а также от состояния породы и условий сжатия. Наиболее гидрофильные монтмориллонитовые глины характеризуются большей сжимаемостью по сравнению с каолинитовыми. При одинаковых условиях проведения опыта сжимаемость глинистых пород тем больше, чем выше их дисперсность. Глины, насыщенные Na, более сжимаемы, чем глины, насыщенные Са. Чем больше пористость, тем больше абсолютная величина сжатия обусловливается изменением их пористости вследствие переупаковки частиц, ползучестью водных оболочек, вытеснением воды из пор грунта под действием нагрузки. Сжатие полностью водонасыщенных грунтов возможно только при условии вытеснения воды из пор грунта.

Для исследования сжимаемости грунтов используются лабораторные и полевые (натурные) испытания. В лабораторных условиях исследование сжимаемости проводят на образцах, отобранных из скважин при проведении инженерно-геологических условий. Наиболее часто для исследования сжимаемости, определения деформационных характеристик влабораторных условиях используются одометры, или компрессионные приборы. Деформации в одометре возможны только в вертикальном направлении, горизонтальные деформации отсутствуют. Вертикальное усилие изменяется ступенями и прикладывается в соответствии с программой испытаний. Деформации (вертикальные перемещения штампа) измеряются с помощью специальных приборов - индикаторов.

Вертикальная

нагрузка

Рис. 1 Схема компрессионного прибора (одометра)

68