Прочностные характеристики грунтов

Для скальных грунтов прочностной характеристикой является прочность на одноосное сжатие образца:

, где

P – разрушающая нагрузка, кН; А – площадь образца, м².

Для дисперсных грунтов прочностные характеристики определяют по сопротивлению грунтов сдвигу на сдвиговом приборе.

В прибор укладывается цилиндрический образец грунта, вырезанный кольцом из пробы. Верхняя часть прибора подвижна по отношению к нижней и обеспечивает горизонтальный сдвиг части грунта, преодолевая сопротивление сил сцепления между частицами грунта.

Испытания грунта ведут при трех осевых нагрузках на образец:

; ; .

Одновременно прикладывают срезанную нагрузку τ, составляющую 0,1 : τ₁, τ₂, τ₃, ступенями до величины среза образца или до горизонтальной деформации >5мм.

По данным испытаний строят график зависимости τ от .

сдвигающая нагрузка, кПа
осевая нагрузка, кПа

Зависимость сдвигающей нагрузки τ от осевой носит название закона Кулона и выражается уравнением прямой:

τ = tgφ + C, кПа,

где φ – угол внутреннего трения, град. С – удельное сцепление, кПа.

Для сухого песка, где сцепление между частицами ничтожно мало

τ = tgφ, кПа (прямая I)

Для глинистого грунта (парямая II).

Угол внутреннего трения и удельное сцепление являются прочностными характеристиками грунта и являются определяющими при расчете сопротивления грунта нагрузкам.

Угол внутреннего трения отличается от угла естественного откоса α, который формируется при искусственной или естественной укладке песка насыпным методом. У сухого песка α = φ.

Прочность грунтов относят к числу наиболее важных физико-механических свойств грунтов. Прочностные характеристики грунтов являются определяющими при решении инженерно-геологических задач, возникающих при оценке оснований, проектировании в строительстве и эксплуатации фундаментов сооружений. Сопротивление грунтов сдвигу является их важнейшим прочностным свойством. Под действием некоторой внешней нагрузки в определенных зонах грунта связи между частицами разрушаются, и происходит смещение (сдвиг) одних частиц относительно других – грунт приобретает способность неограниченно деформироваться под данной нагрузкой. Разрушение грунта происходит в виде перемещения одной части грунтового массива или слоистой толщи относительно другой.

Существует строительная классификация грунтов (ГОСТ 25100-95), где грунты подразделяют

- на классы – по структурным связям общего характера;

- на группы – по характеру структурных связей с учетом их прочности;

- на подгруппы – по происхождению и условиям образования;

- на типы – по вещественному составу;

- на виды – по наименованию;

- на разновидности – по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры.

Грунты, которые при внешнем воздействии меняют свою структуру, сопровождающуюся изменением объема или частичного разрушения, называются структурно-неустойчивыми. При этом выделяют следующие виды: объемные деформации сжатия и деформации сдвига, что вызывает целый ряд перемещений составляющих грунта:

- взаимные смещения структурных агрегатов и отдельных грунтовых частиц с разрушением связей;

- обжатие и разрушение структурных агрегатов, связанное с уплотнением, когда сами частицы не деформируются;

- выжимание свободной воды и воздуха из пор грунта, сопровождающее более плотную укладку структурных агрегатов и частиц с уменьшением пористости;

- сжатие и выжимание рыхлосвязанных пленок воды в точках соприкасания глинистых и пылеватых частиц;

-сжатие, выдавливание и частичное растворение пузырьков воздуха, защемленных в порах грунта с разрушением защемления.

Некоторые из вышеупомянутых деформаций для структурно-неустойчивых грунтов являются необратимыми. К таким грунтам относят просадочные (типа лёссов и лёссовидных), набухающие, насыпные, заторфованные и т.п.

Date: 2015-04-23; view: 1249; Нарушение авторских прав