Характеристики прочности слабых грунтов

Основной особенностью работы слабого грунта на сдвиг в основании насыпи является их работа в течение длительного времени в условиях незавершившейся консолидации.

Тестированные методы испытаний на сдвиг предполагают, что для учета неконсолидированного состояния при расчетах будет известна величина порового давления. Наличие у слабых грунтов различных участков кривой консолидации и трудности с определением и контролем порового давления в натуре свидетельствует о том, что для целей проектирования земляного полотна автомобильных дорог на слабых грунтах тестированные методы сдвиговых испытаний не дают возможности прогнозировать сопротивляемость сдвигу на всех участках. Поэтому рекомендуется использовать метод «плотности-влажности». Метод позволяет определять сдвиговые характеристики как при исходной (или заданной) структуре и исходной (или заданной) плотности-влажности, так и на любой стадии консолидации.

Основное уравнение сопротивляемости грунта сдвигу в этом методе имеет вид трёхчлена:

                                                  (4)

где j_w - угол внутреннего трения грунта при влажности W в момент сдвига;

с_c - структурно не восстанавливающаяся часть общего сцепления;

 - восстанавливающаяся часть общего сцепления, обусловленная коллоидными связями, при влажности W в момент сдвига;

р - нормальное напряжение при сдвиге.

Для практических целей при любых значениях c_c используют уравнение в виде двучлена:

                                                    (5)

где с_w - общая (полная) величина структурного сцепления грунта при влажности грунта W.

Методика проведения сдвиговых испытаний слабых грунтов по методу «плотности-влажности» на приборах прямого сдвига изложена в приложении 2 (Б).

Типы слабой толщи по условиям залегания

Характер поведения слабого грунта в основании насыпи зависит не только от свойств слабого грунта, но и от условий его залегания. Последние характеризуются особенностями строения слабой толщи.

При оценке особенностей строения слабой толщи следует учитывать:

- мощность слабой толщи, от которой зависит: характер напряжений от сооружения по глубине, конечная осадка и ее длительность, а также степень устойчивости основания;

- наличие и характер слоистости слабой толщи (различные по физико-механическим свойствам слабые грунты в пределах толщи, переслаивание с прочными грунтами, выдержанность отдельных слоев по мощности и т.п.);

- условия отжатия воды из толщи при ее уплотнении (условия дренирования), от которых зависит длительность осадки;

- очертание кровли пород, подстилающих слабую толщу, от которого может зависеть устойчивость основания и равномерность осадки;

- расположение слабой толщи (наличие перекрывающих прочных грунтов), от которого зависит степень устойчивости основания, величина осадки и ее длительность;

- положение уровня грунтовых вод для учёта взвешивания грунта.

По особенностям строения (стратиграфии) слабые толщи следует классифицировать в соответствии с табл. 2.2.

Таблица 2.2 Классификация слабой толщи по строению

Тип толщи	Характеристика толщи	Подтип толщи (по условиям отжатия из нее воды под нагрузкой)	Вид толщи (по общей мощности)	Разновидность (по наличию перекрывающего слоя)
I	Выдержанная по мощности, однослойная	А. С односторонним дренированием	а. Маломощная	1. Свободная
			б. Большой мощности	2. Погребенная
II	Выдержанная по мощности слоев, многослойная	Б. С двухсторонним дренированием В. Со сложным дренированием
III	Не выдержанная по мощности, однослойная
IV	Не выдержанная по мощности, многослойная

Примечания: 1. Выдержанной по мощности следует называть слабую толщу, мощность которой в пределах поперечника земляного полотна меняется не более чем на 10 %. В противном случае толща называется невыдержанной по мощности.

2. Однослойной называется толща, сложенная слабым грунтом одного подвида (одного наименования).

3. При наличии не дренирующих подстилающих грунтов дренирование толщи считается односторонним, при наличии дренирующих подстилающих грунтов - двусторонним, а при наличии в пределах толщи дренирующих прослоек - сложным.

4. Маломощной называется слабая толща, мощность которой не превышает полуширины насыпи по подошве.

Торфяные болота по стратиграфическим особенностям допускается классифицировать укрупнённо в соответствии с табл. 2.3.

Таблица 2.3

Укрупненная классификация болот по стратиграфическим особенностям

Стратиграфический		Характеристика
тип	подтип
1	а	Болота, заполненные торфом, перекрытым сверху слоем минерального грунта
	б	Болота, сплошь заполненные торфом
2	а	Болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем сапропеля, мергеля или ила и перекрытый сверху слоем минерального грунта
	б	Болота, включающие слой торфа, подстилаемый слоем сапропеля, мергеля или ила
3	-	Болота с торфяным слоем, плавающим на поверхности воды (сплавинные болота)