7. Водный режим грунтов.

Водный режим складывается из процессов поступления и расходов и передвижения влаги в толщи грунта и земного полотна.

Для поверхностных слоев грунта в условиях естественного залегания характерно три типа водного режима:

1. Промывной – количество поступающих в грунт осадков превышающих величину испарения и поступления воды из нижележащих слоев грунта. Вода просачивается до уровня грунтовых вод. Режим характерен для северных районов с избыточным увлажнением.

2. Непромывной – количество возникающей в грунте воды не достаточно для насыщения своей толщины грунта до уровня грунтовых вод. Вблизи дневной поверхности образуется горизонт подвешенный к капиллярной влаге. Между уровнем грунтовых вод и капиллярно-увлажненным грунтам расположен слой грунта с постоянной низкой влажностью, характерно для смежных районов с недостаточным увлажнением.

3. Выпотной – испарение превышает количество выпадающих осадков. Испаряющаяся вода поднимается из грунта грунтовыми водами. Такой режим характерен для сухих районов с близким залеганием грунтовых вод

Источниками служат атмосферные осадки, поверхностные воды, капиллярные воды.

Рис. Источники увлажнения земляного полотна. 1 – атмосферные осадки; 2 – поверхностная вода (вода в боковых канавах); 3 – капиллярная вода от уровня грунтовых вод; 4 – парообразная вода

В зависимости от источников увлажнения земного полотна авт. дороги существуют 3 схемы расчета накопившегося количества влаги в земном полотне за зимний период.

1.Сухие места с обеспеченным стоком поверхностных вод, глубоким залеганием грунтовых вод и малым количеством осадков.

2.Районы с достаточным кол-вом осадков и с затруднённым стоком воды. Накопление влаги происходит за счёт передвижения плёночной и капиллярно-подвешенной воды.

3.Постоянно сырые места с ближайшим расположением уровня грунтовых вод. Накопление влаги происходит из-за очень насыщенных капил. воды и уровня грунтовых вод.

8. Закономерности сжимаемости грунтов. Закон уплотнения.

Сжимаемость грунта – способность изменять своё строение под влиянием внешних воздействий за счёт изменения пористости.

Сжимаемость – свойство грунта изменять свое строение за счет уменьшения пористости под влиянием внешних воздействий (прикладываемой к грунту нагрузки, сил капиллярного натяжения при высыхании и т.п.). Уменьшение пористости грунта вызывают факторы: местные сдвиги и более компактная упаковка твердых частиц, изменение толщины водно-коллоидных оболочек (в том числе и при высыхании); ползучесть скелета грунта, вызванная искажением формы кристаллических решеток и вязкого течения прочно связной воды.

Величина бокового давления характеризуется коэффициентом бокового давления – отношение приращения бокового давления к приращению сжимаемого усилия.

Для песков = 0,27 0,37

суглинок = 0,6

глины = 0,7 0,82

Проинтегрировав:

с – постоянная интегрирования, равная боковому давлению грунта на стенку до приложения перв. нагрузки.

Если грунт первоначально находился в рыхлом состоянии, то влиянием собственного веса грунта можно пренебречь. P₀= 0, c= 0, q= P.

Если рассматривать сухой грунт с интенсивным послойным уплотнением, то создаётся первоначальное боковое давление на стенки. с= q₀, q= P+q₀

Если нагрузка даётся на уплотнённый, влажный, связанный грунт, то капиллярное давление препятствует деформации бокового расширения.

с=-P_K, q=P-P_K

Сжимаемость грунта в условиях невозможности бокового расширения называется компрессионной.

Зависимость между коэффициентом пористости и давлением на грунт а условиях компрессионного сжатия характеризуется компрессионной кривой.

e=αP=A

Рис7

А – величина, измеряемая отрезком, отсекаемым прямой линией по оси ординат;

α – коэффициент сжимаемости

Коэффициент сжимаемости равен отношению изменения коэффициента пористости к величине действующего давления.

При небольших изменениях уплотняющих давлений изменение коэффициента пористости прямопропорционально изменению давления.

e₁-e₂=α(p₂-p₁)

Компрессионная кривая состоит из сжатие к ветви расширение, т.е. разгрузка или декомпрессия.

Ветвь расширения может характеризовать возможное набухание грунта после нагрузки.

е_р мм/м

l₀ – относительная деформация равная отношению абсолютной величины сжатия образца ∆h к его первоначальной высоте.

Под модулем осадки понимают величину осадки слоя грунта мощностью 1 м под заданной нагрузкой.

Характеристика сжимаемости грунтов

Коэффициент сжимаемости α	Модуль осадки ep, мм/м	Сжимаемость грунта
<0,001	<1	практически не снижается
0,001…0,005	1…5	слабая
0,005…0,01	5…20	средняя
0,01…0,1	20…60	повышенная
>0,1	>60	сильная

Принцип линейной деформируемости заключается в том, что при небольших изменениях давления грунт можно рассматривать как линейно-деформируемое тело. Справедливо это для грунтов средней уплотнённости, для слабых грунтов исходящих из линейной деформации.

Зависимость величины деформации от величины приложения нагрузки.

Деформация грунта l от тяжёлой нагрузки Р₁, за время t₁= деформация от меньшей нагрузки Р₃, но более длительного действия.