Породы без жестких структурных связей а. Грунты связные (глинистые)

Водостойкие (слаборазмягчаемые) – аргиллиты, мергели. У них малая сжимаемость, прочность невысокая.

Размягчаемые – глина, суглинок, супесь. Их прочность зависит от влажности и определяется консистенцией (густотой теста), по которой различают состояния: твердое, пластичное, текучее. По сжимаемости: слабо-, средне- и сильносжимаемые.

Глинистые грунты водонепроницаемы, но влагоемкие.

При определении физико-механических характеристик глинистых грунтов очень важно сохранить естественную влажность. Свойства их сильно зависят от возраста. Древние уплотненные глины при попадании в зону попеременного увлажнения легко разрушаются.

Осадки фундаментов на глинистых грунтах протекают медленно и могут длиться десятилетиями и более («Вековая осадка» Пизанской башни).

Б. Грунты сыпучие

а – водостойкие; б – водонестойкие.

Прочность этих грунтов определяется внутренним трением и зависит от характера зацепления. Они – водопроницаемы.

На свойства этих грунтов оказывает влияние не столько влажность как плотность сложения. Сыпучие грунты бывают плотные, средней плотности и рыхлые (прочные, средней прочности и слабые соответственно), что выражается в их слабой, средней и сильной сжимаемости под воздействием давления. По степени насыщения водой они бывают маловлажными, влажными и насыщенными водой.

В. Грунты особого состава (особые)

К ним относятся: лёссы, торфы (биогенные), илы, мел, почвы, культурный слой, насыпные и намывные, искусственные и др.

Они обладают большой пористостью, могут давать большие осадки при сжатии (лёссовые – просадки от замачивания).

Каждый грунт имеет свои присущие ему строительные свойства. В оценке свойств грунтов, входящих в расчеты оснований фундаментов, наибольшее значение имеют физико-механические характеристики. Они позволяют выполнять необходимые расчеты при проектировании зданий и сооружений.

Физические свойства выражают физическое состояние грунтов (плотность, влажность и др.). Механические свойства грунтов отражают их прочностные и деформационные характеристики.

К физическим характеристикам нескальных грунтов относятся коэффициент фильтрации К_ф, удельный вес , коэффициент пористости е, степень влажности S_r и показатель текучести I_L. Они отражают состояние грунтов. По значению е определяют плотность сложения песчаных грунтов. Показатель текучести I_L характеризует подвижность глинистых частиц при механических воздействиях. Значение S_r отражает степень заполнения пор грунтов водой.

Прочность скальных грунтов - максимальная нагрузка на него в момент разрушения (потери сплошности), называемая пределом прочности R_с, МПа, или временным сопротивлением сжатию.

Зависит от минерального состава, структурных связей, трещиноватости, степени выветрелости и размягчаемости в воде и др.

Для нескальных грунтов показателем прочности является сопротивление сдвигу, определяемое углом внутреннего трения φ, град. и сцеплением С, кПа. Они необходимы для расчета несущей способности оснований, устойчивости откосов строительных котлованов, давления грунта на подпорные стены и т. д.

Деформационные свойства характеризуют поведение грунтов под нагрузками, не приводящими к разрушению. Они оцениваются модулем деформации Е, МПа.

Реологические свойства грунтов. Свойства грунтов могут изменяться во времени за счет выветривания и многолетнего воздействия больших нагрузок, приводя к «усталости» грунтов, расслаблению их структуры. В результате деформаций ползучести и текучести грунт разрушается, а здание деформируется. Этот процесс называют реологическим. Он часто наблюдается при строительстве сверхвысоких зданий и крупных промышленных объектов.