9. «Максимальная (оптимальная) плотность грунта».

Поскольку при нарушении структурных связей грунта его свойства изменяются, необходимо изучать состояние грунта при ненарушенной структуре. Для этого в процессе инженерно-геологических изысканий из шурфов и скважин отбирают монолиты — большие образцы грунта ненарушенной структуры. Из этих монолитов в лабораторных условиях берут меньшие образцы и экспериментально определяют три основные характеристики:

• плотность (объемную массу) грунта ρ естественной (ненарушенной) структуры, равную отношению массы образца грунта к его объему;

• плотность (объемную массу) твердых частиц грунта ρ_s равную отношению массы твердых частиц к их объему;

• природную весовую влажность грунта ω, равную отношению массы содержащейся в нем воды к массе твердых частиц.  

 

Рис. 1.3. Схема составных частей (компонентов) образца грунта

 

Выделим из грунта образец объемом V = 1 см³  и мысленно разделим его на две части: одну, занятую твердыми частицами, объемом V₁, и другую , занятую порами, расположенными между этими частицами, объемом V₂ (рис. 1.3). Пространство, занятое порами, можно разделить в общем случае также на две части, одна из которых занята водой, другая — воздухом. Пусть масса твердых частиц в объеме V будет g₁, а масса воды - g₂ (масса воздуха не оказывает влияния на результаты расчетов). В соответствии с определениями

(1.1)

Плотность грунта определяют взвешиванием чаще всего по образцу, взятому в режущее кольцо, иногда парафинировавшем или другими методами, в т. ч. путем гамма-каротажа. Плотность твердых частиц находят с помощью пикнометра. Влажность грунта устанавливают взвешиванием образца естественной влажности до и после высушивания (до постоянной массы) при температуре 105°С.

10. «Механические свойства грунта. Компрессионная зависимость».

Мех. Св-ва – это способность грунта сопротивляться изменению объема и формы в результате физических воздействий.

Уплотнение и разуплотнение грунта связаны с изменением его пористости. Компрессионная зависимость – зависимость коэф. Пористости грунта от сжимающего напряжения: , - текущий коэф. Пористости, - начальный коэф. Пористости,S – осадка грунта, h - первоначальная высота. Относительная деформация сжатия

11. «Структурная прочность грунта»

Структурная прочность – обусловлена связями между частицами и придающей скелету грунта способность выдерживать некоторую нагрузку до начала разрушения его каркаса. Постепенное нагружение образца грунта, обладающего структурной прочностью, при малых нагрузках вызовет малые деформации. По достижении нагрузкой структурной прочности начинается разрушение скелета, сопровождающееся перекомпоновкой частиц, уплотнением грунта и приводящее к уменьшению пористости грунта.

12. «Способы определения модуля деформации грунта (с помощью компрессионной кривой, испытанием статической нагрузкой, при помощи прессиометра)».

С помощью компрессионной кривой: Е= , Е- модуль деформации, Р – приращение нагрузки, S – приращение осадки, h - начальная высота образца, – коэф. Бокового расширения.

И спытание статической нагрузкой:

на дно выработки устанавливают плотно притертый к основанию штамп, к которому через стойку прикладывают возрастающую ступенями нагрузку.

Е=w*d*(1-v²) , w- коэф., зависящий от формы штампа, d – диаметр штампа, v – коэф. Пуассона.

П ри помощи прессиометра:

через канал в штанге камеры прессиометра под давлением с помощью компрессора подается рабочая жидкость. Давление жидкости в камерах передается на стенки скважины, что вызывает обжатие грунта

Е=