Механические

Структурные связи механической природы характерны для грубообломочных и песчаных пород, которые относятся обычно к сыпучим (несвязанным) системам. Структурное сцепление их невелико и обусловливается эффектами чисто механической природы – это взаимное сцепление частиц вследствие микронеровностей их поверхностей.

10.Прочность

Прочностные свойства грунтов характеризуют поведение грунта под нагрузками, равными или превышающими критические, и определяются только при разрушении грунта. Потеря прочности материала осуществляется, как правило, путем его разрыва и (или) сдвига.

В практике прочность грунтов принято оценивать следующими показателями: прочностью на одноосное сжатие и растяжение, сцепление и угол внутреннего трения.

Прочность грунтов на одноосное сжатие относится к прочностным свойствам грунтов. Прочность грунтов часто определяют путем их раздавливания в условиях свободного бокового расширения. Разрушающая сила при этом действует только в одном направлении, поэтому такое испытание называют одноосным

сжатием, т. е. выполняется условие предельного состояния грунтов σ1 > σ2 = σ3 = 0.

Расчет сопротивления сжатию производится на основе предположения об однородном напряженном состоянии образца грунта по формуле

где Рразд – усилие раздавливания;

F – площадь поперечного сечения образца, м2.

Прочность на одноосное сжатие представляет до известной степени условную характеристику прочности грунта, зависящую от многих факторов. Тем не менее, определение σсж в инженерно-геологической практике широко распространено, так как позволяет приближенно оценить несущую способность фундамента на скальных грунтах, определить сцепление и угол внутреннего трения породы и

оценить ее прочность как строительного материала.

Прочность грунтов одноосному растяжению

Прочность пород на разрыв является одной из важнейших характеристик породы, она может быть широко использована как для сравнительной оценки прочностных свойств пород, так и для расчета величины угла внутреннего трения и коэффициента сцепления. Оно так же как одноосное сжатие моделирует работу

грунта при условии σ1 > σ2 = σ3 = 0. Прочность породы на одноосное растяжение (σрас, МПа) вычисляют по формуле:

где Pразд. – максимальное значение растягивающего давления;

F – площадь поперечного сечения образца.

Сцепление и угол внутреннего трения грунтов являются основными показателями, характеризующими грунт в различном напряженном состоянии.

11.Сдвиг

Сдвигом называется процесс разрушения грунта вследствие скольжения одной его части относительно другой по заданной поверхности, т. е. при испытаниях грунтов сдвигу моделируются условия фиксированной поверхности разрушения

В диапазоне давления 1÷20 МПа сопротивление грунтов сдвигу может быть

выражено уравнением Кулона

:

Сопротивление сдвигу характеризуется также величиной так называемого угла сдвига ψ; tg ψ называется коэффициентом сдвига, численно

12.Коэффициент сжимаемости

Коэффициент сжимаемости (компрессии) (a) определяется следующим образом. Для небольших диапазонов давлений (1–3 ктс/см2) компрессионную кривую между точками А и В заменяем прямой, тогда:

где Δε и ΔP – интервалы измерений ε и P.

Как видно из уравнения, коэффициент компрессии характеризует уменьшение пористости при повышении давления на единицу.

13Модуль общей деформации

Модуль общей деформации (E0) характеризует также уменьшение пористости при нагружении грунта и определяется:

где ε0 – первоначальный коэффициент пористости;

a – коэффициент сжимаемости;

β – коэффициент, зависящий от поперечного расширения грунта и приблизительно равный для песков – 0,8; для супесей – 0,7; для суглинков – 0,5 и для глин – 0,4.