1.4.3 Обробка дослідних даних

На підставі виконаних дослідів обчислюють характеристики міцності та с. Результати випробувань показують експериментальними точками, які характеризують залежність граничного опору зсуву від вертикального тиску .

Параметри прямої граничного опору ґрунту зсуву (рис. 1.4) при наявності достатньої кількості випробувань визначають за допомогою способів математичної статистики.

Рисунок 1.4 - Графік граничного опору ґрунту зсуву.

Як приклад, нижче приводиться таблиця 1.4 оформлення розрахунку характеристик міцності ґрунту та с з використанням методу найменших квадратів.

Таблиця 1.4 – Обробка результатів випробувань ґрунту на зсув за методом найменших квадратів

№ до-слі-ду	, кПа	, кПа	, кПа	, кПа	( )2, кПа	( ) ( ), кПа
1 2 3	100 200 300	50 100 150	-100 0,0 +100	-50 0,0 +50	10000 0,0 10000	5000 0,0 5000
	= 600	= 300	= 0	= 0	= 20000	= 10000

На підставі підсумкових результатів табл. 1.4 одержимо:

Контрольні запитання

1. Запишіть залежність за законом Кулона.

2. Які значення із залежності використовують для побудови графіку ?

3. Які внутрішні сили мають вплив на формування характеристик міцності ґрунту і с?

4. В яких розрахунках основ використовують характеристики і с?

5. Який характер має залежність опору ґрунту зсуву від вертикального навантаження?

6. Як називається експериментально одержана залежність ?

7. При відомих величинах і визначте стійкість масиву ґрунту, використовуючи графік граничної прямої.

8. Порівняйте величини опору зсуву глинистого та піщаного ґрунтів та поясніть причини їх розбіжності.

9. Який фізичний та геометричний зміст кута внутрішнього тертя ( ) та питомого зчеплення (с)?

10. При відомих величинах головних напруг і визначте стійкість масиву ґрунту, використовуючи графік граничної прямої (використовуючи теорію міцності Мора).

1.5 Просадковість лесових ґрунтів

Леси та лесоподібні суглинки (супіски) – осадові гірські породи, складені з частинок пилуватих фракцій розміром від 0,002 мм до 0,05 мм (більше 50%). Найбільш характерною рисою лесових ґрунтів є їх висока пористість та наявність водорозчинних зв’язків між частинками. Тому цей тип ґрунтів відносять до структурно-нестійких. При дії навантаження та одночасному зволожуванні лесові ґрунти дають деформації (просідання), які мають швидкоплинний характер. Основні причини просадковості – руйнування структури ґрунту при зволоженні та винесення розчинних у воді солей.

Просідання лесових ґрунтів виникають як від навантаження споруд, так і від власної ваги ґрунту. Зволоження лесових ґрунтів, які є основами будинків і споруд, відбувається в результаті витоку води з водопровідно-каналізаційних трубопроводів, інтенсивної інфільтрації атмосферних опадів, обводнення територій промислових підприємств, підйому рівня підземної води на забудованих територіях.

За коефіцієнтом пористості лесові ґрунти підрозділяють на низькопористі ( ) та високопористі (е > 0,8). За характером впливу зволоження лесові ґрунти ділять на непросадкові ( < 0,01) та просадкові ( ). Тут - відносна просадковість, яка характеризується відношенням зменшення висоти зразка ґрунту в результаті його зволоження під навантаженням до висоти зразка в природних умовах.

Відносна просадковість ґрунту визначається за формулою

, (1.9)

де - висота зразка ґрунту природної вологості, обтисненого навантаженням р;

- висота зразка в водонасиченому стані, обтисненого навантаженням р;

- висота зразка природної вологості, обтисненого природним тиском на глибині ;

р - тиск, рівний сумі тисків від споруди та власної ваги ґрунту на заданій глибині .

При розрахунках просідання лесових ґрунтів використовують поняття початкового просадкового тиску . Це мінімальний тиск, при якому починають проявлятись просадкові властивості ґрунту в умовах його повного водонасичення.

За початковий просадковий тиск приймають:

- тиск, при якому відносна просадковість = 0,01 при випробуванні ґрунту в компресійному приладі;

- тиск, рівний межі пропорційній на графіку залежності “навантаження-осідання” в випробуваннях попередньо зволожених ґрунтів штампами в польових умовах;

- природний тиск на глибині, починаючи з якої відбувається просідання ґрунту від його власної ваги при зволоженні ґрунтів в дослідних котлованах.

Початковий просадковий тиск дозволяє оцінювати величину безпечного тиску під підошвою фундаменту та зробити вибір типу фундаменту з врахуванням можливого зволоження просадкових основ. Чим більше початковий просадковий тиск, тим міцніший ґрунт при зволоженні, тим менше просідання ґрунту при інших рівних умовах.

Можливе просідання в межах товщі, що стискається, відповідно до норм, обчислюють за формулою:

; (1.10)

де - відносна просадковість і-го шару, яка обчислюється при тиску , що діє посередині кожного шару;

- товщина і-го шару ґрунту;

- коефіцієнт умов роботи основи (при 12 м приймається =1 для всіх шарів ґрунту в межах зони просідання; при 3 м =0,5+1,5 , де - середня величина тиску під підошвою фундаменту;

- початковий просадковий тиск і-го шару;

- тиск, рівний 100 кПа;

при 3< <12 м коефіцієнт приймають за інтерполяцією між значеннями , одержаними при =3 м і =12 м;

- ширина підошви фундаменту.

В залежності від величини просідання товщі лесових ґрунтів при їх зволоженні під дією власної ваги ґрунту, відповідно до норм, виділяють два типи ґрунтових умов за просадковістю:

І тип – ґрунтові умови, в яких можливе просідання переважно за рахунок зовнішнього навантаження, а просідання ґрунту від власної ваги відсутнє або не перевищує 5 см.

ІІ тип – ґрунтові умови, в яких, окрім просідання ґрунтів від зовнішнього навантаження, можливе просідання їх від власної ваги. Величина просідання від власної ваги для даного типу більша за 5 см.

Вибір заходів з влаштування основ та фундаментів на просадкових ґрунтах виконують з урахуванням типу ґрунтових умов, виду можливого зволоження, розрахункової величини просідання, взаємозв’язку проектованих споруд з сусідніми, а також впливу комунікацій на майбутню споруду.