Деформационные свойства грунтов. Их изучение в компрессионном приборе.

Для расчетов фундаментов, оценки прочности устойчивости грунтовых массивов необходимо знать характеристики механических свойств грунтовых оснований.

Механические свойства – способность сопротивления изменению объема и формы в результате силовых и физических воздействий. Характеристики этих свойств различаются для разных видов и состояния грунтов и зависят от действующих напряжений.

При р<р2: допредельное состояние грунта. Допредельные по прочности характеристики механических свойств грунта называются деформационными ( способность грунта сопротивляться развитию деформаций)

В предельном состоянии p=p2 характеристики называются прочностными (способность грунта сопротивляться разрушению).

Образцы грунта по физическому состоянию должны соответствовать условиям естественного залегания.

В 1 ой фазе деформативность грунта оценивается характеристиками аналогичными параметрам упругого полупространства, которые используются в теории упругости: модуль деформации и коэффициент поперечных деформаций (Пуассона).

Е определяется в лабораторных условиях (одометр, стабилометр), в полевых – штамп, прессиометр, статическое зондирование.

Компрессионные испытания образца основаны на сжатии образца грунта цилиндрической формы вертикальной нагрузкой с замером вертикальных перемещений.

Т.к. образец грунта не имеет бокового расширения то изменение его пористости при рi нагрузке равно:

Дельта Пi= si A/hA.

Объем твердых частий в единице объема образца равен:

M=1/(1+e0).

Разделив первое выражение на второе получим:

Дельта ei=(1+e0) si/h.

ei=e0-(1+e0) si/h

Потсроив график зависимости е от р получим компрессионную кривую, характеризующую сжимаемость грунта. Ветвь набухания ниже ветви компрессии (имеются значительные остаточные деформации). Ветвь набухания соответствует упругим деформациям грунта. Процесс набухания происходит медленно во времени.

14. Сжимаемость грунтов. Компрессионные испытания.

Так как грунт состоит из 3х компонентов, теоретически при его сжатии должны уменьшаться всех 3х компонентов. Поскольку напряжения, возникающие в основании сооружений сравнительно небольшие, то объемные деформации твердых тел ничтожно малы и не учитываются, изменение объема при сжатии происходит только при изменении объема пор. Вследствие упругих деформаций скелета грунта, тонких пленок воды, упругого сжатия пузырьков воздуха, а также сжатия поровой воды могут происходить упругие изменения объема грунта. Такие деформации как правило во много раз меньше остаточных (развиваются напряжения – структурные связи разрушаются, в конечном счете остаточные деформации приводят к уплотнению).

Деформации уплотнения в результате смещения или сдвигов ыотдельных частиц грунта относительно друг друга, а также при разрушении частиц (особенно в местах контакта частиц).

Деформации уплотнения пылевато-глинистых грунтов протекают медленно во времени: при уплотнении из пор водонасыщенного грунта грунта должна быть выдавлена вода (грунт без этого уплотняться не может, так как вода практически несжимаема), выдавливание воды из воднасыщенного грунта продолжается долгое время. Так же длительность уплотнения глинистых грунтов объясняется ползучестью скелета и связанной воды.

В 30е годы Герсеванов установил, что каждому Р соответствует е (в водонасыщенных грунтах - W).

Компрессионные испытания образца основаны на сжатии образца грунта цилиндрической формы вертикальной нагрузкой с замером вертикальных перемещений.

Т.к. образец грунта не имеет бокового расширения то изменение его пористости при рi нагрузке равно:

Дельта Пi= si A/hA.

Объем твердых частий в единице объема образца равен:

M=1/(1+e0).

Разделив первое выражение на второе получим:

Дельта ei=(1+e0) si/h.

ei=e0-(1+e0) si/h

Построив график зависимости е от р получим компрессионную кривую, характеризующую сжимаемость грунта. Ветвь набухания ниже ветви компрессии (имеются значительные остаточные деформации). Ветвь набухания соответствует упругим деформациям грунта. Процесс набухания происходит медленно во времени.