12. Показатели прочности нескальных грунтов .

Прочность грунтов. Закон Кулона для связных и несвязных грунтов.

Грунты оснований зданий и сооружений испытывают воздействие не только нормальных, но и касательных напряжений. Когда касательные напряжения по какой-либо поверхности в грунте достигают его предельного сопротивления, то происходит сдвиг одной части массива грунта по другой.

Сопротивление грунта сдвигу характеризуется прочностными свойствами грунта и используется в расчетах оснований по первому предельному состоянию (по прочности).

Прочностью грунта называют способность его воспринимать силы внешнего воздействия не разрушаясь. Прочность грунта определяется его сопротивляемостью сдвигу и оценивается показателем, который называется предельным сопротивлением сдвигу.

В лабораторных условиях сопротивление грунта сдвигу устанавливается испытанием его образцов на прямой сдвиг (срез) в сдвиговых приборах и приборах трехосного сжатия. В полевых условиях — путем испытания крыльчаткой, методами раздавливания призмы грунта, сдвигом целика грунта в заданной плоскости и другими способами.

Сопротивление сдвигу песчаных и крупнообломочных фунтов возникает в основном в результате трения между перемещающимися частицами и зацепления их друг за друга. В этих грунтах сопротивление растяжению практически отсутствует, поэтому их называют сыпучими, или несвязны ми. Тогда сопротивление сдвигу в несвязных (сыпучих) грунтах зависит от сил трения между частицами.

Процесс разрушения глинистых грунтов значительно сложнее, чем песчаных или крупнообломочных. Водно-коллоидные и цементационные связи, которые имеют место в глинистых грунтах, обеспечивают некоторое сопротивление их растяжению. Поэтому эти фунты часто называют связными. Тогда сопротивление сдвигу в связных фунтах складывается из сил трения частиц и сил сцепления между ними.

Сцепление — это сопротивление структурных связей глинистых грунтов всякому перемещению частиц.

Зависимость сопротивления сдвига от нормального напряжения может быть выражена уравнением:

, где - коэффициент внутреннего трения, характеризующий трение грунта о грунт; - угол внутреннего трения. Этот закон называется законом Кулона для несвязных фунтов.

Зависимость для связных грунтов может быть представлена следующим образом:

, где - удельное сцепление, оно характеризует связность грунта.

13. Строительная классификация грунтов.

Разделяют два основных класса грунтов: грунты с прочными связями и грунты без прочных связей. Помимо этого в классах грунты подразделяют на:

1) Группы и подгруппы (по условию происхождения);

2) Типы (по минеральному и гранулометрическому составу, числу пластичности, степени неоднородности);

3) Виды (по плотности, структуре)

4) Разновидности (по физико-механическим, химическим и физическим свойствам).

Грунты с наиболее прочными связями могут быть магматического (гранит, базальт), метаморфического (мрамор, гипс), осадочного происхождения (сцементированные песчаники) и искусственно сцементированные, т.е. укрепленные. Еще их называют скальными грунтами и разделяют по пределу прочности, растворимости, размягчаемости и засоленности.

Нескальные грунты – это осадочные породы без прочных связей.

Данный класс грунтов разделяют на две группы: искусственных несцементированных и осадочных несцементированных. Грунты каждой из подгрупп могут иметь различный гранулометрический и химический состав и, при введении вяжущих веществ, могут быть использованы в строительстве.

Осадочные несцементированные грунты разделяют на подгруппы:

1) крупнообломочные; 2) обломочные; 3) песчаные; 4) пылеватые; 5) глинистые (в т.ч. илистые и лессовые); 6) биогенные отложения (заторфованные грунты).

Искусственные несцементированные грунты: 1) уплотненные в природном залегании; 2) насыпные; 3)намывные.

Классификация по крупности.

Для эффективного использования грунтов в строительстве классифицируют гранулометрический состав грунтов, разделяя по фракциям и модулям крупности. Различный минералогический состав и размер частиц грунта оказывает непосредственное влияние на применение грунта в строительных сооружениях. Различают крупнообломочные, песчаные и глинистые.

Классификация по количеству глиняных частиц.

Естественные грунты разнородны по своему составу и, соответственно, имеют различные свойства для применения в строительстве. Основное влияние на свойства грунтов оказывает процентное содержание в них глинистых частиц, по этому параметру грунты разделяют на глины (более 30%), суглинки(30-10%), супеси (10-3%) и пески (менее 3%).