Компрессионные свойства грунтов. Деформируемость грунтов

Лекция № 3

КОМПРЕССИОННЫЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.

ДЕФОРМИРУЕМОСТЬ ГРУНТОВ

Расчет оснований сооружений, проектирование фундаментов, качественных насыпей, прогноз эксплуатации оснований и фундаментов невозможны без определения физико-механических свойств грунтов, наиболее важными из которых являются деформационные и прочностные.

Свойство горных пород менять под нагрузкой форму сложения и объем называется деформацией. Каждую силу, действующую на любую произвольно выбранную площадку или сечение внутри горной породы (грунта), можно разложить на силы, нормальные к площадке и касательные к ней. Эти силы, отнесенные к единице площади поверхности, называют соответственно нормальным, или сжимающим, и касательным, или сдвигающим, напряжениями.

Сжимаемость грунтов характеризует их способность деформироваться под влиянием внешней нагрузки, не подвергаясь разрушению. Деформационные свойства характеризуются модулем общей деформации, коэффициентом Пуассона, коэффициентами сжимаемости и консолидации, модулями сдвига и объемного сжатия.

Деформационные свойства дисперсных грунтов определяются их сжимаемостью под действие нагрузки, обусловленной смещением минеральных частиц относительно друг друга и соответственно уменьшением объема пор вследствие деформации частиц породы, вода и газа.

Показатели, характеризующие зависимость конечной деформации от нагрузки: коэффициент уплотнения или сжимаемости а, коэффициент компрессии а_к, модуль осадки е_р, показатели, характеризующие изменение деформации грунта во времени: коэффициент консолидации и др.

Консолидация дисперсных грунтов – это их уплотнение во времени под действием постоянной нагрузки.

К числу факторов, определяющих сжимаемость грунтов относят их гранулометрический состав, структуру, текстуру, дисперсность и степень неоднородности, пористость, которые, в свою очередь, обусловливают возможность деформирования грунтов.

При характеристике деформационных свойств скальных грунтов принимают во внимание модуль деформации Е, модуль упругости Е_у и модуль общей деформации Е_о. Для скальных пород Е_у / Е_о ≈ 2.

Модуль общей деформации равен отношению напряжений при одноосном сжатии к общей относительной деформации:

    Е_о = σ/е_о.

Вертикальные нормальные напряжения, действующие по горизонтальным площадкам, возникающие в массиве грунта от сосредоточенной силы Р, вычисляют по формуле

σ _z = k·P/ z², где k– безразмерный коэффициент; z – глубина в массиве грунта (м).

Деформационные испытания дисперсных грунтов на сжимаемость проводят в лабораторных условиях с помощью компрессионного прибора.

Компрессионные испытания грунтов

Испытания проводятся с целью определения в лабораторных