1.4.2. Определение модуля деформации в лабораторных условиях
В лабораторных условиях применяют компрессионные приборы (одометры), в которых образец грунта сжимается без возможности бокового расширения. Модуль деформации вычисляют на выбранном интервале давлений Δр = p2 – p1 графика испытаний (рис. 1.4) по формуле
Eoed = (1 + e0)β/a
(1.3)
где e0 — начальный коэффициент пористости грунта; β — коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в приборе и назначаемый в зависимости от коэффициента Пуассона ν (табл. 1.15); а — коэффициент уплотнения;
a = (e1 – e2)/(p2 – p1)
(1.4)
ТАБЛИЦА 1.15. СРЕДНИЕ ЗНАЧЕНИЯ КОЭФФИЦИЕНТА ПУАССОНА v И КОЭФФИЦИЕНТА β
Грунт |
ν |
β = 1 – 2ν2 /(1 – ν) |
Песок и супесь |
0,30 |
0,74 |
Суглинок |
0,35 |
0,62 |
Глина |
0,42 |
0,40 |
Давление р1 соответствует природному, а р2 — предполагаемому давлению под подошвой фундамента.
Значения модулей деформации по компрессионным испытаниям получаются для всех грунтов (за исключением сильносжимаемых) заниженными, поэтому они могут использоваться для сравнительной оценки сжимаемости грунтов площадки или для оценки неоднородности по сжимаемости.
Рис. 1.4. Кривая испытания грунта на сжатие в компрессионном приборе
При расчетах осадки эти данные следует корректировать на основе сопоставительных испытаний того же грунта в полевых условиях штампом. Для четвертичных супесей, суглинков и глин можно принимать корректирующие коэффициенты m (табл. 1.16), при этом значения Еoed необходимо определять в интервале давлений 0,1—0,2 МПа.
ТАБЛИЦА 1.16. КОЭФФИЦИЕНТЫ m ДЛЯ АЛЛЮВИАЛЬНЫХ, ДЕЛЮВИАЛЬНЫХ, ОЗЕРНЫХ И ОЗЕРНО-АЛЛЮВИАЛЬНЫХ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ГРУНТОВ ПРИ ПОКАЗАТЕЛЕ ТЕКУЧЕСТИ IL ≤ 0,75
Грунт |
Значения m при коэффициенте пористости e |
||||||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1,05 |
|
Супесь |
4,0 |
4,0 |
3,5 |
3,0 |
2,0 |
– |
– |
Суглинок |
5,0 |
5,0 |
4,5 |
4,0 |
3,0 |
2,5 |
2,0 |
Глина |
– |
– |
6,0 |
6,0 |
5,5 |
5,0 |
4,5 |
1.5. Прочность грунтов
Сопротивление грунта срезу характеризуется касательными напряжениями в предельном состоянии, когда наступает разрушение грунта [4]. Соотношение между предельными касательными τ и нормальными к площадкам сдвига σ напряжениями выражается условием прочности Кулона-Мора
τ = σ tgφ + c,
(1.5)
где φ — угол внутреннего трения; с — удельное сцепление.
Характеристики прочности φ и с определяют в лабораторных и полевых условиях. Для предварительных, а также окончательных расчетов оснований зданий и сооружений II и III класса допускается принимать значения φ и с по табл. 1.17 и 1.18.
ТАБЛИЦА 1.17. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ СЦЕПЛЕНИИ c, кПа, И УГЛОВ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ φ, град, ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ
Песок |
Характеристика |
Значения с и φ при коэффициенте пористости e |
|||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
||
Гравелистый и крупный |
с φ |
2 43 |
1 40 |
0 38 |
– – |
Средней крупности |
с φ |
3 40 |
2 38 |
1 35 |
– – |
Мелкий |
с φ |
6 38 |
4 36 |
2 32 |
0 28 |
Пылеватый |
с φ |
8 36 |
6 34 |
4 30 |
2 26 |
Примечание. Приведенные в таблице значения относятся к кварцевым пескам (см. табл. 1.12).
ТАБЛИЦА 1.18. НОРМАТИВНЫЕ ЗНАЧЕНИЯ УДЕЛЬНЫХ СЦЕПЛЕНИЯ c, кПа, И УГЛОВ ВНУТРЕННЕГО ТРЕНИЯ φ, град, ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ ЧЕТВЕРТИЧНЫХ ОТЛОЖЕНИЙ
Грунт |
Показатель текучести |
Характеристика |
Значения с и φ при коэффициенте пористости е |
||||||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
0,85 |
0,95 |
1,05 |
|||
Супесь |
0 < IL ≤ 0,25 |
с φ |
21 30 |
17 29 |
15 27 |
13 24 |
– – |
– – |
– – |
0,25 < IL ≤ 0,75 |
с φ |
19 28 |
15 26 |
13 24 |
11 21 |
9 18 |
– – |
– – |
|
Суглинок |
0 < IL ≤ 0,25 |
с φ |
47 26 |
37 25 |
31 24 |
25 23 |
22 22 |
19 20 |
– – |
0,25 < IL ≤ 0,5 |
с φ |
39 24 |
34 23 |
28 22 |
23 21 |
18 19 |
15 17 |
– – |
|
0,5 < IL ≤ 0,75 |
с φ |
– – |
– – |
25 19 |
20 18 |
16 16 |
14 14 |
12 12 |
|
Глина |
0 < IL ≤ 0,25 |
с φ |
– – |
81 21 |
68 20 |
54 19 |
47 18 |
41 16 |
36 14 |
0,25 < IL ≤ 0,5 |
с φ |
– – |
– – |
57 18 |
50 17 |
43 16 |
37 14 |
32 11 |
|
0,5 < IL ≤ 0,75 |
с φ |
– – |
– – |
45 15 |
41 14 |
36 12 |
33 10 |
29 7 |
|
Примечание. Значения с и φ не распространяются на лёссовые грунты.