23. Методика визначення модуля деформації та модуля пружності грунту при лабораторних випробуваннях

7.Опір зсуву зв'язних ґрунтів

Супіски, суглинки і глини мають як внутрішнє тертя, так і зчеплення

Внутрішнє тертя в значній мірі пояснюється наявністю в цих ґрунтах піщаних і пилуватих часток. Зчеплення є сумою двох складових

– «зв’язність» обумовлене водно-колоїдними зв'язками, залежить від щільності, вологості і відновлюється після зсуву.

Інша складова – “структурне зчеплення” С_с зумовлено жорсткими кристалічними і цементаційними зв'язками, не залежить від щільності, вологості і не відновлюються після необоротного зсуву. Ці складові визначають додатковим випробуванням на зсув зразків, попередньо розрізаних по площині зсуву, що

дозволяє знайти

по різниці значень t_гр

20. Методи поліпшення ґрунтів.

Дослідження показують, що внутрішні зусилля в ґрунті від зовнішнього навантаження розподілені не рівномірно, а уздовж окремих витягнутих ланцюжків більш великих часток. Існують і не навантажені (ізольовані) великі частки. Роль дрібних часток складається в забезпеченні стійкості колонок великих частинок.

Щоб вийшов «каркас» повинна бути об'ємна частка крупних частинок

наприклад,

для супіску е=0,45-0,47

Поліпшення зернового складу

У ґрунтах оптимального зернового складу великоуламкові чи піщані частки утворюють просторовий каркас (кістяк), що сприймає зовнішнє навантаження. Пилуваті частки, розміщені в порах між більш великими частками, підвищують стійкість каркаса. При високій вологості каркас, утворений великими зернами, повинний вносити основний вклад в опір зсуву. Глинисті частки, склеюючи більш великі зерна між собою, додають ґрунту зв’язність при малій його вологості.

Ґрунт оптимального зернового складу повинний містити 60-80% піщаних, 15-35% пилуватих і 5-10% глинистих часток.

При невідповідності зернового складу даного ґрунту оптимальному, рекомендується застосовувати гранулометричну добавку .

У суглинки чи пилуваті супіски додають гравій чи пісок, а в гравій або пісок – суглинок. Таким шляхом досягається збільшення об'ємної частки твердої фази.

1. Консолідація ґрунтів (1 вопрос)

Консолідацією називається явище розвитку з часом деформації стискування в масиві ґрунту під дією зовнішнього навантаження.

Наприклад: башта в місті Піза (Італія) дає нерівномірне осідання більше семисот років.

Будинок Ради в Санкт-Петербурзі за 26 років дав осадку 39 см., тобто осідав біля 15 мм в рік, а через 40 років – на 2-3 мм в рік.

Деформація ґрунтів відбувається поступово і у вигляді осадки продовжується після закінчення будівництва – особливо перезволожених глин.

Осадкою називається вертикальне переміщення поверхні масиву, яке викликане його деформуванням.

Консолідація має два етапи: первинну (фільтраційну консолідацію) і вторинну (повзучість скелету ґрунту).

Первинна - фільтраційна консолідація полягає в поступовому ущільненні водонасиченого ґрунту, внаслідок витіснення вільної води із пор.

Вторинна - повзучість скелету ґрунту полягає в поступовому деформуванні, зумовленому витісненням рихло-зв’язаної води з контактів між грунтовими частинками та поступовим поворотом і перепакуванням грунтових частинок.

Під час фільтраційної консолідації чим більше коефіцієнт фільтрації, тим швидше витісняється вода і швидше відбувається осідання поверхні ґрунтового масиву. Якщо під стискуваним водонасиченим шаром глинистого або суглинистого грунту залягає водонепроникний шар (“водоупор”), то фільтрація води із стискуваного шару іде тільки вгору.

І з теорії фільтраційної консолідації слідує:

де:

е = 2,718... – основа натурального логарифму;

t – час;

DН – кінцева (стабілізована) абсолютна деформація (при t®¥);

h_ф – довжина шляху фільтрації, яка при однобічному дренануванні дорівнює товщині водонасиченого шару h_ф = Н, а при двосторонньому h_ф = Н/2 ;

С_v – коефіцієнт консолідації стискуваного ґрунту, який визначається за результатом випробувань в компресійному приладі.

К оефіцієнт консолідації зв’язаний з коефіцієнтом фільтрації К_ф і коефіцієнтом стискуваності

Його розмірність при

r_g » 10⁴ н/м³ , m₀ = [1/МПа], К_ф = [м/рік]: С_v = [м²/рік].

В ідношення осадки за час t до його кінцевого значення називається ступінню консолідації

К інцева (стабілізована) абсолютна деформація (при t®¥) DН визначається за результатами визначення вихідних характеристик грунту: коефіцієнта стискуваності ґрунту m₀ та коефіцієнта пористості e₀ виходячи із співвідношення для

звідки