Сжимаемость грунтов. Характеристики сжимаемости грунтов. Закон уплотнения.
Компрессионные испытания грунтов.
Сжимаемость – св-во грунтов, заключающееся в их способности изменять своё строение за счет изменения упаковки тверд. частиц на более плотную под влиянием внеш. возд-вий (сжим-ие нагрузки, высыхании и т.д.).При этом пористость уменьш-ся, а строит-ые сво-ва грунтов улучш-ся.
В процессе уплотнения грунтов мы можем рассматривать их уплот-сть и их уплот-ие.
Уплот-сть набл-ся при дин., относ-но кратковрем. возд-ях на грунты
Уплот-ие связывают с длит. действием пост-ных нагрузок.
Уплот-ие грунтов статич-ми нагрузками опис-ся след. показ-ми:
1) a (m0) – коэф. сжимаемости.
2) a0 (mv) – коэф. относ-ой сжим-ти
3) E0 – модуль общей деформации
Для опред-я коэф. сжим-ти (а) в лабор-ых усл-ях проводят компрессионные испытания.
Компрессия – сжатие грунта без возмож-ти его боковых деформаций.
Испытания проводят в приборах – одометрах или комперссионых приборах.
Основным элементом одометра явл. кольцо.
e = e(p)
e = n/m
li = F*Si/(m*F*h)
m=1/(1+e0), где e0 – коэф пористости до приложения нагрузки.
li = Si/((1+e0)*h)
l0 – li = (Si/ h)*(1+e0)
li = l0 – (Si/ h)*(1+e0).
Pстр – структурное давление при кот. разруш. структ. связи грунта (кристаллич. связи)
а=(e1-e2)/(p2-p1)
если pdp и еde, тогда а=de/dp
de= -a*dp –Закон уплотнения
З-н уплотнения:
Бесконечно малому изменению уплотняющего давления соответствует бесконечно малое изменение коэф. пористости
Для конечного изменения величин р и е:
При небольших изменениях уплот-щих давлений можно считать зависимость м/у p и е – линейной.
Коэф. пропорциональности явл. коэф. сжим-ти
a0=a/(1+e0)
E=/a0
Фазы напряженного состояния грунтов при возрастании нагрузки.
На графике зависимости P-S можно выделить линейный и нелинейный уч-ки.
1-ый уч-к соответствует I фазенапряж-ого сост-я, называемой фазой уплотнения. Со строит-ой точки зрения – эта фаза благоприятна, т.к. в грунте отсутствуют зоны сдвигов (зоны разрушения).
I фаза хар-ся:
1) лин. зависимостью м/у давлением на грунт и осадкой
2) во всех точках грунтового основания вып. условие: = пред = *tg + c
При повышении давления на крунт свыше нач pкр в грунтовом основании начнут возникать зоны сдвигов, в первую очередь под краями площадки нагружения, т.к. в этих областях возникают наиб. касс напряж-я и в некот. точках они начнут превосходить пред.
Повышение давления на грунт больше R прведет к образованию знач. зон сдвигов, кот сливаясь м/у собой вызовут разрушение грунтового основания.
II фаза – соотвествующая такому состоянию назыв. фазой сдвига и хар-ся:
1) нелин. зависмостью P-S
2) при достижении пред pкр основания разрушается
нач pкр = (d + c*ctg)/(ctg + – /2) + d, где d – глубина заложения фундамента
пред pкр = (d + c*ctg)*(1+sin)/(1-sin)*etg - c*ctg