18. Основні закономірності механіки грунтів.

Під механічними властивостями розуміють ті властивості,що визначають його поведінку,як механічної системи. До основних закономірностей відносяться:

1. СТИСЛИВІСТЬ-найбільш характерна властивість грунту,що відрізняється від інших твердих тіл за 3-ма причинами:

а)ущільнення грунту відбуваеться внаслідок переукуповування частинок під дією навантаження,що зменшує коефіцієнт пористості.

б)наявність пружної кристалічної решітки.

в)зміна фізичного стану. Наприклад висихання,усадка.

2) МІЦНІСТЬ- властивість грунту у певних умовах сприймати вплив зовнішніх навантажень без повного руйнування.

Границя міцності-це така межа при перевищенні якої наступаєпрактично повне руйнування грунту і він не може більше сприймати навантаження.

3. ФІЛЬТРАЦІЙНІ ВЛАСТИВОСТІ,або залежність між швидкістю фільтрації води в грунті і існуючим напором.

Коефіцієнт фільтрації-здантість грунту фільтрувати воду.

3. РЕОГЕОЛОГІЧНІ ВЛАСТИВОСТІ-деформативність грунту в часі.

17.Механічна модель грунту. Ефективні і нейтральні напруження в грунті.

ᵟ- напруження ᵟw-нейтральне напруження ᵟs-ефективне напруження

ᵟs=ᵟ-ᵟw (між ними знак «відняти»)- формула знаходження ефективного напруження.

Якщо до поверхні грунта прикласти напруження,то під дією цього навантаження утвориться ущільнення грунту і збільшиться його опір стиску,зсуву і т.д. напруження буде ефективно діяти на шар грунту.(або напруження діє в скелеті грунту,то воно є ефективним тиском)

Якщо в цю посудину налити води,то тиск від неї передасться лише на порову воду,збільшивши її напір,і не впливатиме на щільність грунту,то таке напруження називаеться нейтральним тиском.

19.Міцність ґрунтів характеризується їх здатністю опиратися зовнішнім силовим впливам. Оцінка міцності скельних ґрунтів проводиться за межі міцності на зонах стиснення Rc, а нескельними грунтів за їх механічним міцностним характеристикам і з пор. У будівництві в основному розробляються крупноуламкові піщані і пилувато-глинисті грунти. На вибір технології виробництва робіт, трудомісткості і вартості земляних, бурових і пальових робіт надають значний вплив щільність, вологість, міцність, разрыхляемость, кусковатость та інші властивості. Деякі з цих властивостей були розглянуті вище.

20.

21.

Глини, суглинки і супіски володіють связностью, інтенсивність якої залежить від вологості і ступеня ущільненості. Як встановлено раніше, прикладена до зразка водонасиченого глинистого грунту вертикальне навантаження в перший момент часу передається на поровом воду. Лише в міру видавлювання її з пор цей тиск буде діяти на скелет грунту. У зв'язку з цим грунт відчувають на зрушення після консолідації зразка, коли всі виникає нормальна напруга буде передано на скелет грунту.

Якщо в сдвиговом приладі провести кілька випробувань на зрушення одного і того ж грунту, завантажуючи зразки різних зовнішніх тиском σ, то отримаємо в загальному випадку криволінійну залежність граничного опору грунту зрушенню τпр від σ (рис. 2.9, в). Криволінійність залежно найбільш відчутна при малих значеннях σ. При тисках в діапазоні 0,05 ... 0,5 МПа практично маємо пряму, описувану рівнянням

де з і φ - параметри прямої.

Закон опору глинистих ґрунтів зрушенню формулюється так: граничний опір зв'язкових грунтів зрушенню при завершеною їх консолідації є функція першого ступеня нормального напруги.

Слід звернути увагу, що рівняння отримано для зразків грунту, що знаходяться в різному стані по щільності, так як перед зрушенням зразки піддавалися ущільненню різним тиском. Очевидно, що при цьому кожен зразок буде володіти своїм значенням зчеплення, тобто зчеплення зразків одного і того ж грунту, ущільнених неоднаковим тиском, буде різним. З цієї причини кут нахилу прямої на рис. 2.9, в, строго кажучи, не є кутом внутрішнього тертя. Однак в механіці ґрунтів параметр з прийнято називати питомою зчепленням, а φ - кутом внутрішнього тертя.

Для знаходження істинних значень зчеплення і кута внутрішнього тертя необхідно випробовувати зразки, що знаходяться в одному і тому ж стані по щільності. З цією метою зразки грунту іноді відчувають на зрушення відразу ж після прикладення навантаження, не чекаючи їх консолідації. Однак таке випробування не дозволяє враховувати зміцнення грунтів у зв'язку з їх ущільненням в підставі під дією прикладеного навантаження.

Якщо пряму продовжити вліво до перетину з віссю абсцис, то вона відсіче на ній відрізок σс (рис. 2.9, в). Величину σсчасто називають тиском зв'язності. Використовуючи цей тиск, параметр зчеплення (зв'язності) грунту можна представити у вигляді

c = σc • tgφ

звідси

σc = c / tgφ = c • ctgφ.

22. За допомогою установок статичного зондування, які застосовують пошукові організації, випробування ґрунтів можна проводити за двома основними схемами. За першою схемою зондування виконують при діаметрі наконечника, що дорівнює діаметру штанг; при цьому фіксують опір ґрунту конусу (q_c) і тертю по бічній поверхні штанг (f_c). Тертя може фіксуватись по всій поверхні штанг або на визначеній ділянці (муфті тертя) вище конічного наконечника. Результати також оформляють за допомогою графіків (рис. 10.2).

 

Рисунок 10.1 - Графік динамічного зондування:

S - занурення конуса зонда; N - кількість ударів; 1 - рослинний шар; 2 - лес; 3 - суглинок; 4 - пісок; 5 - мулистий грунт; 6 – глина

 

 

Рисунок 10.2 - Графік  статичного зондування:

а - лобовий опір ґрунтів; б - загальний опір ґрунтів

 

За другою схемою зондування виконують при діаметрі наконечника, який перевищує діаметр штанг в 1,6 і більше разів; при такому співвідношенні, крім виключення або значного зниження тертя по бічній поверхні штанг, створюються умови для випирання ґрунту в утворювану при  зондуванні порожнину між стінками свердловини і штангою.