Механика грунтов. Физические свойства грунтов. Общие сведения о показателях физических свойств. Примеры решения задач по оценке классификационных показателей грунтов, страница 20

Процесс уплотнения грунта по мере фильтрации воды из его порового пространства получил название фильтрационной консолидации. В процессе уплотнения грунта в условиях одномерного обжатия изменение объема порового пространства определяется законом уплотнения, а изменение расхода воды выдавленной из пор определяется законом фильтрации.

Рис 7.3. Эпюры распределения давлений в скелете грунта (Р_z) и в поровой воде () в водонасыщенном слое грунта в условиях односторонней фильтрации выдавливаемой воды в разные промежутки времени (t_i).

Из схемы изменения давлений в скелете грунта и поровой воды (Рис 7.3), очевидно, что в начальный момент времени бóльшая доля внешней нагрузки передавалась через поровую воду, в процессе её выдавливания увеличивается доля нагрузки воспринимаемая скелетом грунта, при этом осадка поверхности слоя (S_ti) постепенно увеличивается.

Доля давлений в поровой воде и интенсивность его снижения будет различной в разных грунтах. При полной передаче внешних нагрузок на скелет грунта достигается стабилизация деформаций, осадка поверхности слоя достигает конечной величины S. Отношение величины осадки (S_t) за период времени t к конечной осадке характеризует степень консолидации грунта

Зависимость изменения коэффициента консолидации во времени называется кривой консолидации и отличается для каждого вида грунта и его состояния. Особенности развития уплотнения и фильтрационного движения выдавливаемой воды в разных грунтах характеризуется коэффициентом консолидации:

где - коэффициент относительной сжимаемости.

При ≤10⁷ см²/год в грунтах может создаваться нестабилизированное состояние в процессе уплотнения из-за избыточного давления в поровой воде.

Степень фильтрационной консолидации грунта является функцией фактора времени N и характера распределения давлений  по глубине слоя грунта после стабилизации деформаций . Фактор времени определяется:

Где h – высота слоя грунта соответствующая пути фильтрации выдавливаемой воды при уплотнении грунта. Для условий односторонней фильтрации (рис 7.3) ; Если в этой задаче обеспечить дренирующий слой над подошвой уплотняемого слоя то .

В практике строительства наиболее часто встречаются схемы распределения конечных величин уплотняющих давлений по глубине слоев грунта можно свести к 5 случаям.

Рис 7.5 Случаи распределения уплотняющих давлений по высоте

слоя для условий одномерной задачи.

Расчет коэффициентов консолидации грунта во времени выполняется в табличной форме:

Таблица 7.3

Таблица 7.4