Сжимаемость грунтов. Определение модуля общей деформации. Влияние водопроницаемости на скорость сжатия грунта

Отличительным свойством грунтов как дисперсных тел является их значительная сжимаемость при уплотняющей нагрузке, высыхании и др. Сжимаемость грунтов характеризуется их уплотнением за счет уменьшения объема пор в процессе перегруппировки твердых частиц. Сжимаемость определяется коэффициентом сжимаемости:

С_С=m₀=(е₁-е₂)/(Р₂-Р₁),

где е₁ и е₂ – коэффициенты пористости до и после испытания;

Р₂-Р₁ – приложенная в процессе испытания нагрузка.

Модуль общей деформации, учитывающий как упругие, так и остаточные деформации грунта, может быть получен по данным его испытаний в компрессионном приборе. Модуль деформации используется для определения конечных осадок сооружений.

Чем больше в грунте связной воды, тем меньше его водопроницаемость, тем медленнее происходит процесс уплотнения под нагрузкой.

Испытания грунтов полевой пробной нагрузкой в полевых условиях штампами.

Полевые испытания пробной стати-ческой нагрузкой используются для определения как деформационных, так и прочностных характеристик в тех случаях, когда оказывается трудно или даже невозможно ото-брать образцы грунта без нарушения их природного состояния. Кроме того, полевые испытания являются основным методом исследования трещиноватых скальных грунтов

Используют специальную установку, представляющую собой жесткий штамп 1, соединенный с плаформой 2, к которой прикладывается ступенчато возрастающая внешняя нагрузка 3. Диаметр штампа выбирают в зависимости от свойств грунта, для песчаного больше, для глинистого меньше.

По результатам испытаний строят график зависимости осадки от нагрузки. В начале она считается линейной и модуль деформации определяется по формуле:

E=ωd(1-υ²)Δp/Δs

ω- коэф., для кругл. штампов =1;

d – диаметр штампа; υ – коэф. попер. деф.; Δp и Δs приращения давл и осадки

Также определяют коэф. постели-

коэффициент, характеризующий податливость основания, численно равный усилию, которое надо приложить к единице площади основания, чтобы дать ему осадку, равную единице длины.

Закон ламинарной фильтрации. Коэффициент фильтрации.

Фильтрацией называется пере-движение гравитационной воды (свободной и капиллярной) через пористую среду – грунт – под влияниием разности напоров. В грунте при этом возникают фильтра-ционные напряжения.

Дарси установил, что объем воды, профильтровавшейся через запол-ненную песком трубку, пропорци-онален площади поперечного сечения, потерям напора и продолжительности фильтрации:

Q=k∙J∙A∙t,

где Q – расход воды, k – коэффициент фильтрации (м/c), J – гидравлический градиент, представляющий потери напора, А – площадь поперечного сечения, t – продолжительность фильтрации.

Коэффициент фильтрации – это скорость фильтрации при гидравлическом градиенте равном 1. Он считается постоянным для данного вида грунта.

Фильтрационные свойства грунтов, особенности фильтрации воды в песчаных и глинистых грунтах.

Песчаные грунты сильно подвержены разжижению, особенно пылеватые. Это происходит за счет переукладки зерен, взвешенных в воде. Разжижение бывает поверх-ностным и внутренним. Следо-вательно, рыхлые водонасыщенные песчаные основания, земляные сооружения, подверженные действию фильтрационного потока, необходимо уплотнять до состояния средней плотности, а по возможности – до плотного состояния.

В некоторых плотных глинах фильтрация воды начинается после того, как в процесс включится часть пленочной воды. В связи с этим нижний предел применимости закона Дарси определяется так называемым начальным градиентом J_нач. На рисунке второй график соответствует глинам, первый – пескам. В глинистых грунтах фильтрационный выпор сопровождается отрывом части грунта от его массива.