ТЕМА 8. МЕХАНИЧНІ ВЛАСТИВОСТІ ГРУНТІВ.

(Основні питання )

1. Інженерно-геологічні характеристикі.

2. Загальна характеристика основніх законів М. Г.

3. Стислівість грунтів, опір грунтів зрушенню ( зсуву ).

4. ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК МІЦНОСТІ.

Інженерно-геологічні характеристики (скельних грунтів, великоуламкових та піщаних )

Мінеральні зерна, а також уламки г. Порід, з яких складається скелет грунту, з’єднані структурнимі зв’язками. У скельних грунтів вони жорсткі та обумовлені діями міжатомних сил, тобто є кристалізаційними. Дані зв’язки в основному і обумовлюють показники міцності, деформативності, пористості. Їх значення для деяких грунтів наведено в Табл.8.1.( З.ст.84)

З наведених даних бачимо, що пористість визначає міцність та деформативність, чим вона більша, тим менше Rc і Е, де - kс межа міцності. Вода може змінювати міцність деяких скельних грунтів, що характеризується ступенем розм’якшення k-saf

Таблица 8.1.

Наз. грунту Міцність на стиснення модуль пружності пористість

Мпа Rc Е, Мпа в %

Граніт 100-230 30-68 0,06-2

Базальт 80-240 20-100 3-6

Гнейс 80-220 17-50 ----

Вапняк щільни 60-200 25-75 5-13,7

……….пористі 7-50 7-15 10-22

Піщаник 1,5-5 6-20 16-26

ksaf=Rcw /Rcd (8.1)

де Rcw- після насичення водою, Rcd- в сухому стані. При ksaf< 0,75-скельний грунт не розм’якливі. При Rsaf> 0,75—розм’якливі та цементовані грунти в залежності від ступеня розчинності розподіляються наступним чином:

Грунти Ступень розчинності, г/л

Нерозчинні < 0,01

Важкорозчинні 0,01-1е С Середньорозчинні >1 до 10

Легкорозчинні > 10

Великоуламкові та піщані грунти наз.незв’язними, тобто у них відсутні структурні зв’язки між зернами та уламками. Основними компонентами в них з’являються: у великоуламкових та піщаних є глинисті частини (0,005), пилуваті (0,005-0,05) і піщані (0,05-2 ), а також уламки порід. Їх форма, розмір і співвідношення визначають їх структуру. Вона для великоуламкових – грубоуламкова (псефітова ), для піщаних - піщана ( псамітова). Структура в значній мірі визначає опір зсуву, тобто опір тертю, який прямо пропорційний тиску та визначає здатність зберігати необхідну міцність та стійкість під дією зовнішніх навантажень споруд. Так, для великоуламкових розрахунків опір R=0,4-0,6МПа, крупних і середньоі крупності R=0,4-0,5 МПа, для дрібних пісків- О,2—0,4;

Пилуватих - 0,1-0,3 МПа. Нормативні значення кутів внутрішнього тертя φ ( опір зсуву), щеплення - с і модуля - Е наведено в Табл. 8.2.( З.ст 86)

Таблиця 8.2.

Грунт : кут внутрішнього зчеплення модуль деформаціі

: Тертя φ с, кПа Е МПа

Великоуламкови :

Валунний (бриловий) великоуламковий --------- ---------

Гальковий ( щебенистий ) ----- 29-65

Гравійний ( дресвиний ) ----------- 14—65

Піщані грунти

Піски гравійни крупній 38-34 1-2 30-50

Піски середньоі крупності 35-40 1-3 -------

Піски дрібні 28-38 2-6 18-48

Піски пілувати 26-36 2-8 11-39

3.Пилувато -глинясті грунти (зв’язані)

Це зв’язані грунти, у яких діють жорсткі структурні зв’язки. Вони бувають тиксотропно-коагуляційними та кристалізаційно -конденаційні (цементаційні). Останні утворюються як тикотропно-коогуляційні під впливом біохімічніх та геохімічніх процесів. Вони призводять до утворення калоідніх частинок і плівок, які при поступовій деградаціі цементують мінеральні частинки. Тикотропно-коагуляційні - це пілувато-глинисті, які пребувають в початковій стадіі утворення. Міцність структурних зв’язків залежить від ступеня дискретності, мінерального складу, щільності, вологості, складу цементуючих речовин та інш. Їх міцність характеризується зачепленням ( с ) - структурний зв’язок, кутом φ, модулем Е (див Табл.. 8.3. З)

Таблиця 8.3

Грунт модуль Е,МПа кут φ зачеплення-с ( МПа)

Супісок 7-75 21-30 3-15

Суглинок 5-75 12-20 12-47

Глина 7-28 7-21 29-31