9.Сжимаемость грунтов и компрессионная зависимость

Сжимаемость –уменьшение пористости при действии внешней нагрузки. Уменьшение пористости происходит при более компактной (плотной)упаковке частиц, т.е. при изменении своего строения.

Для установления основных показателей сжимаемости грунтов ,производят их испытание на уплотнение под нагрузкой в условиях одномерной задачи, такое испытание называется компрессионным.

Компрессия-это сжатие без возможности расширения. Компрессионная зависимость-это плавно монотонноубывающая кривая

Более общий метод построения компрессионных кривых – метод определения коэффициента пористости по осадкам образцов грунта при уплотнении их в компрессионном приборе.

В общем случае коэффициент пористости е есть отношение объема пор к объему твердых частиц. Таким образом, коэффициент пористости грунта при любой ступени нагрузки:

10.Закон уплотнения

Сформулируем закон уплотнения. Уравнение (1) описывает изменение коэффициента пористости только для спрямленного участка компрессионной кривой и поэтому является приближенным. Но если изменения давлений будут бесконечно малыми, то изменения коэффициента пористости будут точно пропорциональны изменению давления:

Полученное соотношение называется законом уплотнения грунтов: бесконечно малое изменение относительного объема пор грунта прямо пропорционально бесконечно малому изменению давления.

Различают уплотнение механическое при кратковременных динамических нагрузках и общее уплотнение (компрессию) при длительном действии постоянных нагрузок.

Процессы механического уплотнения рассматриваются в специальных трудах дорожной механики грунтов. Здесь мы лишь отметим различное поведение песков и глин при действии на них динамических нагрузок и основное внимание уделим общему уплотнению при длительных нагрузках. Динамические нагрузки (вибрационные, ударные и пр.), как правило, вызывают значительное уплотнение песчаных грунтов, особенно мелкозернистых. Глинистые же грунты от динамических нагрузок уплотняются очень мало. Однако при длительно действующих нагрузках наблюдается как раз обратное явление песчаные грунты уплотняются очень мало, тогда как глинистые — очень сильно, причем уплотнение их протекает медленно и зависит от скорости выдавливания воды из пор.

11.Деформационные характеристики грунтов и методы их определения

Основными параметрами механических свойств грунтов, определяющими несущую способность оснований и их деформации, являются прочностные и деформационные характеристики грунтов (угол внутреннего трения , удельное сцепление с и модуль деформации дисперсных грунтов Е, предел прочности на одноосное сжатие скальных грунтов R_c). Допускается применять другие параметры, характеризующие взаимодействие фундаментов с грунтом основания и установленные опытным путем (удельные силы пучения при промерзании, коэффициенты жесткости основания и пр.).

Для характеристики деформационных свойств грунтов используются: модуль деформации E (модуль упругости Еу и модуль общей деформации Еобщ), коэффициент поперечного расширения р., модуль сдвига G и модуль объемного сжатия К.

Показатели деформационных свойств в пределах справедливости закона Гука связаны определенными зависимостями, которые позволяют по двум любым показателям определять остальные.

Модуль упругости Eу равен отношению напряжения при одноосном сжатии к относительной обратимой деформации.

Модуль общей деформации Еобщ равен отношению напряжения при одноосном сжатии к общей относительной деформации.

Очевидно, что Еобщ < Eу. Для линейно-деформируемых материалов модуль упругости равен модулю деформации и не зависит от напряжения, т. е. является величиной постоянной. Но для большинства горных пород модуль упругости и модуль общей деформации являются переменными показателями, зависящими от величины и продолжительности действия давления.

В зависимости от продолжительности давления на грунт различают: модуль динамической упругости Ел, модуль статической упругости Eд и модуль общей деформации Еобщ. Между этими модулями существует такое соотношение:

Eд > Eу > Еобщ

Деформационные характеристики грунтов следует определять преимущественно полевыми методами. Лабораторные методы могут применяться для оценки изменения свойств грунтов во времени, а также с целью сокращения объема полевых исследований грунтов, если для конкретных строительных площадок установлены достаточно надежные корреляционные связи между деформационными характеристиками грунтов, рассчитанными по результатам полевых и лабораторных испытаний.

Полевые методы должны быть основными при определении показателей сопротивления грунтов основания свай. При этом во всех случаях, когда это возможно по грунтовым условиям, следует проводить статическое зондирование.