Тема 2 ХАРАКТЕРИСТИКА МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ГРУНТІВ.

Механічними наз. ті властивости, що характеризують поведінку грунтів під навантаженням. Всі мех. х-ки поділяють на 3 групи:

І. Гр. Для оцінювання деформативних властивостей

( m₀) -коефіцієнт стискання основи ( см2 /кг ), ( м2 / кН ), МПа-1;

(m_v ) -приведений коефіцієнт стискання основи;

E₀-модуль загальної деформаціі ( кг/см2 ).

ІІ. Гр. Для оцінювання фільтраційніх властивостей:

Кф - коефіцієнт фільтрації (см/ сек );

J -гідравлічний градієнт.

ІІІ. Гр. Для оцінювання міцности грунтів:

φ -кут внутрішнього тертя ( градуси );

С-коефіцієнт зчеплення ( кг/ см2 ), Мпа.

Для визначення деформативних властивостей грунтів проводяться компресійні випробування ( див. Тема 9 випр. В одометри ) за результами

якого будують графік компресійної кривої ( Рис. 2.1.З. ст.90 ) де К-реальна міцність, р-навантаження ( тиск ), е-коеф. пористості.

На ділянці 1-2 замінимо дугу прямою і розглянемо кут α та ділянки- р2- р1=Dр і е –е = Dе поміж ними має місце залежність:

Dе=- tg αDр ( 2.1.)

Знак (- ) означає, що зі збільшенням навантаження кут α зменшується

У диф. Формі залежність ( 2.1.) має вид:

de=-tgα Dp

tgα=m0 і тоді маємо de=-m0 dp ( 2.2.)

-математична форма закону компресії, де m0 - коеф. стисливості грунту.

Відносна зміна є пропорційна зміні р-для малих інтервалів, так гравій мало, а торф сильно стисливий.

Кут α також характеризує стисливість, на основі графіку можна написати:

tgα= m0 = e1 – e2 / p2 –p1 (2.3.)

як що m0 =о,оо5-грунт мало стисливий, якщо m0=о,оо5…..0,05-грунт середньо стисливий і при m0 >0,05

отже при вишукуваннях відбирають проби грунту, будують компресійні графікі та визначають m0-характеристикою, яка визначає вибір

основи, тобто можна будувати споруду чи потрібно будувати штучну основу. У формулу розрахунку основи входить величина коефіцієнта

відносного стиснення грунту S, де

S=h mv p, де mv=m0 /1+ e приведений коефіцієнт стисливості.

Існує ще одна характеристика –Е0 - модуль загальної деформації грунту (пружний та залишковий ). Раніше було отримано, що

Е0 =β0/ mv β=1- 2μ2 /1- μ

μ -коефіцієнт Пуассона ( бічного росширення грунту)

Виконуючи вибір проб грунтів, ми порушуємо його структуру, тому проводять польові випробування штампами великого та малого діаметрів, стандартний штамп має площу А=5000 см2 ( Рис 2.2.Д.ст.36). Навантаження збільшують устукпами в 0,05 МПа.Спостерігають за осіданням штампу S та навантаженням р. З використанням методів теорії пружності ( формула Шлейхера-Буссинеска) отримали :

S=ω p b( 1-μ2) /Е0 (2.4.)

b-ширина штампу;

ω-коефіцієнт, що залежить від жорсткості.

Перевага методу - грунт непорушеної структури, недолік-трудомісткість та тривалість випробувань. Модуль Е0 визначаеться за формулою:

Е0=ω р b (1- ω2)/S (2.5)