3.6. Вплив фізичних і механічних характеристик

на будівельні властивості грунтів

Характерні властивості грунтів тривалий час сприймати зовнішні навантаження при

деформаціях підстав, не перешкоджають нормальній експлуатації будівель і споруд

ний, називають їх будівельними властивостями.

Під дією зовнішнього навантаження в грунті відбувається ущільнення - зменшення об'єк-

ема пір в результаті перепакування мінеральних частинок, а також їх взаємного переміщення.

Процеси деформацій ускладнюються через наявність сил зчеплення між окремими міні-

ральних частинками і змісту в порах грунту води, що знаходиться у взаємодії з

цими частками.

Крупноуламкові грунти під навантаженням ущільнюються мало. Їх несуча здатність

велика, що пояснюється високим опором зрушенню. Крім того, вони мають висо-

кою водопроникністю і слаборазмиваеми. Насичення водою практично не робить

впливу на їх будівельні властивості.

Несуча здатність пісків, що складаються з окремих, не пов'язаних між собою зе-

рен, визначається опором їх зрушення. Вона тим більше, ніж шорсткі і крупніше

зерна і чим щільніше вони розташовані. Зволоження пісків призводить до зменшення їх

несучої здатності, причому вплив цього фактора підвищується зі зменшенням крупності

пісків.

Під дією тиску споруди на водонасичені піщані грунти відбувається

отжатие води з пор і зменшення їх обсягу, а отже, осідання основи. Піщані

грунти володіють високою водопроникністю, у зв'язку з чим отжатие води з пор і осаду

підстави відбуваються за короткий період. Це є цінною властивістю піщаних осно-

ваний, так як осаду споруд відбувається переважно в процесі будівництва,

що покращує умови експлуатації споруд.

Важливою характеристикою будівельних властивостей пісків є кут внутрішнього тре-

ня φ. Він зростає із збільшенням їх щільності, розмірів, твердості і незграбності частинок

і зменшується з підвищенням вологості, а також при струси, що виникають при силь-

них землетрусах, вибухах і вплив вібрації. Кут внутрішнього тертя піску изме-

вується в залежності від його щільності від 25 до 45 ° при середніх значеннях 30 - 35 °.

Щільність складання сипучих грунтів має першорядне значення для оцінки їх

будівельних властивостей при виборі підстав споруд. Про щільності складання можна су-

дить за коефіцієнтом пористості грунту е. Чим більше зміна цього коефіцієнта в

заданому діапазоні зміни тиску, тим більшою сжимаемостью має грунт.

У глинистих грунтах, крім вільної води, міститься зв'язана вода, покриваю-

щая окремі частинки. При зволоженні грунтів плівки зв'язаної води товщають, рас-

стояння між частинками збільшуються, грунт набухає і переходить з твердого стану

(Твердої консистенції) в пластичне (тістоподібної), а потім і в плинне, тобто набуває

властивості в'язкої рідини. Такі переходи супроводжуються різким падінням несучої спо-

можності грунтів. Цю обставину слід враховувати при проектуванні та зведенні

фундаментів споруд.

Значення характеристик зсуву глинистих грунтів змінюються в широких межах.

Вони багато в чому залежать від їхньої структури, вологості, гранулометричного і мінералогіче-

ського складів та ін Ступінь ущільнення глинистих грунтів характеризується їх Консист-

цією, тобто здатністю протистояти пластичного зміни форми.

Осадка глинистих грунтів під навантаженням триває протягом тривалого часу

(Роки і навіть десятиліття), що пояснюється малою водопроникністю таких грунтів (особ-

бенно глин), що утрудняє отжатие води з їх пір. З цим доводиться рахуватися при ис-

користуванні глин в якості підстав споруд.

На будівельні властивості глинистих грунтів негативно впливає також низька тем-

пература. При замерзанні води в грунті відбувається його пучение (підйом поверхні), що

може вплинути в несприятливому відношенні на стійкість фундаментів.

43

Модуль деформації грунтів може змінюватися у великих межах. Для грунтів, ис-

пользуемих в якості природних підстав, його значення в залежності від крупності і

щільності складання пісків і консистенції глинистих грунтів коливаються приблизно від 5

до 50 МПа, а іноді й більше.

У загальній деформації грунтів пружні деформації мають лінійний характер, а оста-

точні - нелінійний. Для щільних або володіють великою структурної міцністю

грунтів першорядне значення мають пружні деформації. Для таких грунтів прогноз

осад методами теорії пружності дає найбільше збіг з фактичним станом.

Навпаки, чим менше структурна міцність грунтів або чим менше щільність складання,

тим більшого значення набувають залишкові деформації і тим більше буде відхилення

прогнозованих осад від фактичних.

4. Основи теорії розподілу напружень у грунті