Деятельный слой

Деятельный слой - это поверхностный слой грунта, промерзающий зимой и оттаивающий летом.

Он может быть сливающимся, когда грунт промерзает до верхней границы слоя вечномерзлого грунта инесливающимся, когда грунт зимой не промерзает до границы вечномерзлого грунта.

Перелёток- слой мерзлого грунта небольшой толщины, не оттаивающий в течение 1-2 лет.

Перелёток образуется при наступлении периодов с температурой ниже среднегодовой или вследствие временного изменения местных условий.

При наличии подземных вод всех видов создаются условия для образования грунтовых наледей.

Физико-механические свойства

Обязательной составной частью мерзлых грунтов является лед. Мерзлые грунты– это четырехкомпонентная (четырехфазная) система, в которую входят твердые частицы, незамерзшая вода, воздух или иной газ и лед (пластичное тело). Свойства мерзлых грунтов зависят от количества содержащейся в них незамерзшей воды и свойств льда.

Вечномерзлые грунты обладают всеми 15 характеристиками, как и у мерзлых грунтов, но есть и специфические:

1. Суммарная влажность:

–влажность мёрзлого грунта за счет наличия порового льда (льда – цемента). - отношение веса льда – цемента к весу твердых частиц.

–влажность мерзлого грунта за счет наличия ледяных включений.

–влажность мерзлого грунта за счет содержания незамерзшей воды.

–табличный коэффициент, зависящей от числа пластичности и температуры грунта.

–влажность грунта на границе раскатывания.

2. Льдистость мерзлого грунта

Если i_i= 0,5 – в общем объеме грунта лед составляет половину.

3. Суммарная льдистость

- льдистость за счет льда – цемента,

- льдистость за счет включений льда,

- определяется специальными методами с помощью калори-метров,

- определяется обычными замерами в шурфе.

4. S_r- степень заполнения пор грунта льдом и незамерзшей водой.

(По аналогии – степень заполнения пор водой у обычных грунтов).

5. Группа теплофизических характеристик:

• Теплопроводность мерзлого λ_f и талогоλ_th грунтов;

• Теплоемкость мерзлого С_f и талогоС_th грунтов.

• Теплота таяния (замерзания) грунта z_V

λ_f ,λ_th, С_f, С_th,z_V – определяют в лабораторных условиях при проведении точных опытов, а чаще всего принимают для различных грунтов по таблицам норм в зависимости от плотности сухого грунта (мерзлого и талого) и суммарной влажности.

Прочностные характеристики

j и с

Для воздушно-сухих ничем не отличаются от обычных грунтов, песок одинаков, что в Сочи, что в Магадане.

Для мерзло-сыпучих (например, сухие пески) φи с – те же прочностные характеристики.

Глинистые грунты

ВГВМ - верхняя граница вечной мерзлоты.

h_А– активный слой (деятельный слой, слой сезонного оттаивания) грунта промерзающий зимой и оттаивающий летом.

R_sh– расчетное сопротивление мерзлых грунтов сдвигу по грунту или грунтовому раствору.

Не имеет ничего общего с

Если превысить R, то произойдет хрупкое разрушение.

R_af– расчетное сопротивление ВМ грунта сдвигу на поверхности смерзания с фундаментной конструкцией.

R→R_м, R_af→R_см - для глинистых и песчаных грунтов, если они не воздушно-сухие.

Лекция 14 – 23.01.13

Деформационные характеристики

• Е- модуль деформации

• а- коэффициент сжимаемости

• ν- коэффициент бокового расширения грунта.

Если при промерзании грунт испытывает пучение, то при оттаивании неизбежны просадки.

Морозное пучение – увеличение объема воды при переходе её в лед и миграции влаги из нижних горизонтов к фронту промерзания.

Деформируемость грунта при оттаивании оценивается коэффициентом просадочностиε_thобразца грунта содержащего включения льда при оттаивании. Определяется в компрессионных приборах.

h_fиh_th - высота образца, находящегося в мерзлом и талом состояниях при неизменном давлении.

- монолитная текстура;

- слоистая текстура;

- сетчатая текстура.