Эффективные и нейтральные давления в грунтовой массе
Рассматривая грунтовую массу как двух фазную систему, состоящую из скелета - минеральных частиц и поровой воды, введем понятия:
Рz – эффективное давление, давление в скелете грунта (уплотняет и упрочняет грунт).
Рw – нейтральное давление, давление в поровой воде (создает напор в воде, вызывая ее фильтрацию).
В любой момент времени в полностью водонасыщенной грунтовой массе имеет место соотношение Р = Рz+ Рw , где Р – полное давление:
Рz – на представленной схеме моделируется работой пружины, а Рw– давление, возникающие в воде.
Модель грунтовой водонасыщенной массы. В первый момент времени передачи нагрузки давления передаются на воду, затем в работу включается скелет грунта (пружина).
Тогда можно записать:
при t = 0; Р = Рw
при t = t1; Р = Рw + Рz
при t = ∞; Р = Рz – это теоретически; практически для того чтобы Рw ≈0, требуется длительный период времени.
Следует подчеркнуть, что осадка зданий, сооружений может происходить и при Р = Рz за счет явлений ползучести скелета грунта, т.е. достаточно длительно (см. ниже приведённый график).
График развития осадки сооружения во времени для глинистого и песчаного основания.
На представленном графике видно, что за период возведения здания осадка сооружения на песчаном основании, практически стабилизировалась. Осадка же здания на глинистом грунте может продолжаться довольно длительно и после срока возведения сооружения (десятки лет). В этом случае скорость протекания осадки будет также зависеть от фильтрационных особенностей глинистого основания (теория фильтрационной консолидации).