загрузка...
загрузка...
На головну

просадні властивості

Труднощі будівництва споруд на лесових грунтах грунтах полягає в тому, що після закінчення будівництва, коли осаду фундаментів стабілізується, або після ряду років експлуатації споруди при обводнюванні грунтів в основі відбуваються великі і часто нерівномірні деформації, звані просадками. В окремих випадках просадки досягають 0,5-1,0 м і більше. При цьому будівлі та споруди відчувають надмірні деформації, в результаті чого руйнуються конструкції і споруди стають непридатними до експлуатації.

Найбільш характерним властивістю лесових грунтів, яке слід враховувати при проектуванні і будівництві на них, є просідання. під просадочностью слід розуміти властивість грунту, що знаходиться в напруженому стані від дії власної ваги або зовнішнього навантаження, проявляти додаткові деформації при зволоженні. Зазначені деформації обумовлені докорінною зміною структури ґрунту при його замочуванні.

Осідання лесових грунтів виникають при одночасному впливі двох чинників: навантажень від споруд і власної ваги ґрунтової просідаючої товщі і замочування при підйомі горизонту підземних вод або за рахунок зовнішніх джерел (атмосферні опади, промислові скиди, витоки і т. п.).

В умовах природного залягання лесові ґрунти зазвичай мають вологість 0,08-0,16 при ступені вологості sr <0,5 і виявляють просадочні властивості тільки при досягненні вологістю деякої межі wsl, Званого початковій просідаючої вологістю. Просадного грунтів оцінюється показником просідання П :

, (2.1)

де e - Коефіцієнт пористості грунту природної будови і вологості;

eL - Коефіцієнт пористості, відповідний вологості на межі текучості wL і визначається за формулою

, (2.2)

де ?s и ?w - Відповідно щільності тверді х частинок і води.

До просадними відносяться лесси і лесовидні грунти, для яких при числі пластичності 0,01 ? Ip <0,10; 0,10 ? Ip <0,14; 0,14 ? Ip <0,22 показник просідання П відповідно менше 0,10; 0,17 і 0,24. Слід зазначити, що показник просідання є номенклатурним ознакою і лише визначає схильність грунту до осіданням, не дозволяючи достовірно дати величину можливої просідання грунту.

Одним з найважливіших показників механічних властивостей ґрунтів є їх сили зчеплення, складна природа яких визначається їх внутрішніми зв'язками: молекулярно-контактними, цементаційна, структурно-колоїдними і ін.

При дії навантаження від фундаменту в грунті виникають два протилежні процеси: процес ущільнення і зміцнення і процес релаксації внутрішніх зв'язків - зниження величини структурного і цементаційна зчеплення. Залежно від того, який процес переважає, в грунті спостерігаються деформації зміцнення або деформації невщухаючого пластичної течії.

Як випливає з рис.1, при значних тисках на лесовий грунт природного вологості відбувається його істотне ущільнення (крива 1). Додаткове замочування обтиснутих великим тиском зразків грунту не призводить до прояву просідання деформації. При стисненні таким же тиском водонасиченого грунту (крива 2) коефіцієнт пористості еп, р = esat,p (крапка d). тиск plim іменується тиском граничного доуплотненіе. З порівняння кривих видно, що зменшення коефіцієнта пористості грунту при замочуванні під навантаженням p1 від еп, р1до еп, р2 відповідає така ж зміна коефіцієнта пористості при кривої «сухий компресії» при зміні тиску від p1 до p2. Приріст вертикального тиску на зразок p2 - p1 може бути названо тиском доуплотненіе .

Мал. 1. Криві компресійні випробування лесового грунту

1 маловологого; 2 водонасиченого; 3 лінія екстраполяції ділянки графіка при нормальному ущільненні грунтів

За результатами компресійних випробувань визначається важлива кількісна характеристика - відносна просадочность ?sl,i , Яка істотно впливає на загальне значення деформації просідання товщі. Відносна просадочность грунту являє собою відносний стиск грунту при заданих тиску та ступеня підвищення вологості і визначається за формулою

, (2.3)

де hn,p и hsat,p - Висота зразка відповідно природній вологості і після його повного водонасичення (w = wsat) При тиску р , Що дорівнює вертикальному напрузі на даній глибині від зовнішнього навантаження ?zp і власної ваги водонасиченого грунту ;

hn,g - Висота того ж зразка природного вологості при тиску р = ?zp.

Іноді залежність (2.3) представляють через значення коефіцієнта пористості ґрунту е, Відповідні висоті зразка hn,p, hsat,p, hn,g. В цьому випадку відносна просідання буде обчислюватися по формулі

. (2.4)

У практиці лабораторних випробувань і дослідницьких робіт часто визначають відносне просідання ?sl. За результатами лабораторних визначень будують графіки залежності відносної деформації просідання від вертикального тиску. Грунт вважається просадними за умови ?sl > 0,01. Відносна просадочность залежить від тиску, ступеня щільності грунту природної вологості і його складу, ступеня підвищення вологості.

Як показують численні дослідження вітчизняних та зарубіжних фахівців, зі зростанням вертикального навантаження на зразок грунту його відносна просідання збільшується по складному закону. Окремі дослідники вводять певні спрощення при апроксимації залежностей ?sl від тиску р. Так при тиску р ? 0,4 МПа ця залежність апроксимується функцією виду

, (2.5)

де ? и m - Коефіцієнти, що визначаються дослідним шляхом за результатами лабораторних випробувань зразків грунту.

Н. А. Цитовіч, розглядаючи особливості деформування структурно-нестійких ґрунтів, рекомендує залежність

, (2.6)

де а0 , а1 и а2 - Відповідно коефіцієнти просадки, відносної стисливості і зміцнення грунту;

т - Параметр нелінійності, який визначається дослідним шляхом;

рl - Тиск, відповідне лінійної частини рівняння.

При порівняно невисоких вертикальних тисках до 0,20-0,25 МПа залежність відносної деформації просідання від вертикального тиску (напруги) на зразок грунту можна виразити у вигляді повної лінійної функції за формулою

, (2.7)

де ао и а1 - Відповідно коефіцієнти просадки, відносної стисливості грунту і визначаються відповідно до залежностей:

; (2.8)

; (2.9)

, (2.10)

де п - Число парних значень ?sl и рi .

На основі аналізу великих літературних відомостей, фондових матеріалів і власних дослідів Я. Д. Гільман і В. В. Лагутін запропонували апроксимувати залежність в широкому діапазоні тисків статечно-показовою функцією виду

, (2.11)

де a, b и c - Коефіцієнти, які знаходяться за результатами визначень ?sl,1, ?sl,2 и ?sl,3 при трьох значеннях вертикального тиску р1, р2 и р3 за формулами

; (2.12)

; (2.13)

. (2.14)

Оскільки при оцінці грунтах деформацій існує кількісна характеристика ?sl = 0,01, а з підвищенням вертикального тиску на зразок спостерігається тенденція до її зростання, то цілком очевидним є наявність певного початкового просадного тиску psl . Лише за умови p = psl починають проявлятися просадочні деформації і значення ?sl = 0,01. Таким чином, за початковий просадний тиск, слід приймати такий тиск, при якому відносна просідання ?sl = 0,01 і грунт може вважатися просадними.

Значення просадного тиску коливаються в залежності від вологості і пористості лесових грунтів: Душанбе - 0,01-0,03; Грозний - 0,04-0,07; Запоріжжя - 0,07-0,09; Нікополь - 0,10-0,12; Ростовська область - 0,04-0,15 МПа.

Склад і основні характеристики лесових грунтів «-- попередня | наступна --» Показники міцності грунту
загрузка...
© om.net.ua