Тема № 1. Механические свойства грунтов основания
ЛЕКЦИЯ № 2 СЖИМАЕМОСТЬ И ВОДОПРОНИЦАЕМОСТЬ ГРУНТОВ
Учебные вопросы :
1.Деформационные характеристики грунтов
2.Методы определения модуля деформации в полевых условиях
3.Водопроницаемость грунтов
Литература:
1.Мацавей К.Н. «Механика грунтов, основания и фундаменты.» М.: ВИ, стр 19-22, 56-57, 67-72.
2.Берлинов Ш.В. «Основания и фундаменты» М.: ВШ, 1993. стр. 20-26
3.УМП «Механика грунтов» СПб.: ВТУ ЖДВ. 2007.
Свойства грунтов
Физические
-гранулометрический состав; -плотность сухого грунта; -плотность твердых частиц; -влажности; -степень влажности; -пористость;
Механические
Прочностные:
-коэффициент удельного сцепления; -угол внутреннего трения; -прочность на одноосное сжатие.
Деформационные:
-модуль деформации; -коэффициент сжимаемости.
1. ДЕФОРМАЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ
Сжимаемость грунтов — способности грунтов изменять свое строение под влиянием внешних воздействий (сжимающей нагрузки, высыхания, коагуляции коллоидов и пр.) на более компактное за счет уменьшения пористости грунта.
Деформационные характеристики
(характеризуют деформируемость грунта при механическом нагружении):
•модуль деформации грунта Е (кгс/см2);
•коэффициент сжимаемости (см2/кгс).
Модуль деформации грунта – коэффициент пропор- циональности между сжимающими напряжениями и относительными деформациями.
Численно он определяется по формуле: |
E i i 1 |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
i |
i |
i 1 |
i |
|
|
hi |
|
|
|
|||
|
|
Относительная |
|
|
|
||||
|
|
|
h0 |
|
деформация |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Ni |
, |
Сжимающие |
|
|
|
||
|
i |
|
A |
|
|
напряжения |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
β - коэффициент, зависящий от вида грунта и учитывающий его перечное расширение, принимаемый:
для глин – 0,43; для суглинков – 0,57; для супесей – 0,72; для песков – 0,76.
|
Грунт считается: |
|
- |
сильносжимаемым при |
Е 50 кгс/см2, |
- |
среднесжимаемым при |
50<Е 200 кгс/см2 |
- |
малосжимаемым при |
Е > 200 кгс/см2. |
Коэффициент сжимаемости показатель характе- ризующий компрессионные свойства грунта, то есть зависимость между коэффициентами пористости и сжимающими напряжениями.
Численно он определяется по формуле: i tg i ei 1 ei
i i 1
Определение коэффициента сжимаемости по компрессионной кривой
2. МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИ В ПОЛЕВЫХ УСЛОВИЯХ
•метод испытания грунта штампами;
•метод статического зондирования;
•метод динамического зондирования.
Испытание грунта штампом:
а—в шурфах; б—в скважинах; 1—штамп; 2—гидравлический домкрат; 3 — упорная балка; 4 — винтовые анкерные сваи; 5 — обсадная труба;
Графики испытаний грунта штампами
Модуль деформации:
Е 1 2 d P 4 S
μ- коэффициент относительной поперечной деформации грунта.
принимают равным 0,27 для крупно-обломочных грунтов,
0,3—для песков и супесей, 0,35—для суглинков,
0,42—для глин;
Р (тс) |
|
А=10 см2 |
|
||
|
|
|
Статическое зондирование
|
|
|
|
36,6мм |
|
|
|
|
|
|
|
|
Pg=q/A |
f |
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Pf |
||
f |
|
|
|
f |
|
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
q
600