60. Компрессионная кривая

В результате испытаний грунта в одометре при постепенном увеличении можем построить компрессионную кривую.

Компрессионная кривая – график изменения коэффициента пористости грунта с изменением уплотняющего давления.

Примерный вид компрессионной кривой приведен на рис.3.

Анализ характера изменения коэффициента пористости грунта при изменении уплотняющего давления позволяет сделать два важных вывода:

• С увеличением уплотняющего давления (р_i)коэффициент пористости (e_i) уменьшается. При этом зависимость e_i-p_i имеет криволинейное очертание.

• Остаточные деформации уплотнения значительно больше упругих.

Рис.3. Общий вид компрессионной кривой

Кроме того, многие грунты обладают так называемой структурной прочностью. В этом случае общий вид компрессионной кривой будет иметь вид, рис.4.

Рис.4. Компрессионная кривая с учетом структурной прочности грунта

Структурная прочность обуславливается наличием жестких кристаллических связей между частицами грунта. Уплотнение грунта в этом случае происходит лишь после разрушения этих связей.

Компрессионная кривая может быть так же построена в логарифмических координатах, рис.5.

Рис.5. Компрессионная кривая в логарифмических координатах

В этом случае она представляет собой практически прямую линию и уравнение данной кривой можно записать в виде:

(.4)где коэффициент компрессии.

Однако применение в расчетах логарифмической зависимости процесса уплотнения грунта от нагрузки приводит к значительному усложнению расчетных моделей и по этому данное представление компрессионной кривой не нашло широкого практического применения.

61. Сжимаемость грунтов – свойство грунтов изменять свой первоначальный объём за счёт перекомпоновки частиц и уменьшения пористости.

Исследование сжимаемости грунта в лабораторных условиях производится в компрессионных приборах - называемых одометрами.

Испытание грунта в компрессионном приборе характеризуется следующими условиями:

• Кольцо, в которое помещается образец, имеет достаточную жесткость и поэтому грунт деформируется при невозможности боковых перемещений.

• Деформации частиц очень малы и ими можно пренебречь.

• Избыточная вода в грунте свободно выдавливается из пор и удаляется через отверстия в штампах.

• Объём твёрдых частиц в объеме образца не изменяется(вынос мелкодисперсных частиц вместе с избыточной поровой водой не учитывается).

Модуль общих деформаций – деформационная характеристика грунта, обобщенно учитывающая упругие и остаточные деформации при одноразовом загружении грунтового основания сжимающей нагрузкой.

Определение Ео по данным компрессионных испытаний

И спользуя обобщенный закон Гука и учитывая условия испытания грунта в компрессионном прибор, можно вывести зависимость между модулем общих деформаций Е_о и коэффициентом коэффициент относительной сжимаемости m_v.

, , _{, ,} , где ,

Определение Е_о по данным испытания грунта штампом

Испытание грунта штампом проводят в полевых условиях. Преимущество данного метода заключается в том, что в этом случае грунт испытывается в условиях природного залегания и следовательно ненарушенной структуры. Данные полученные в ходе штамповых испытаний считаются наиболее достоверными.

Штамп – это уменьшенная модель жесткого фундамента, представляющая собой металлическую плиту квадратного или круглого в плане сечения.

Кроме этого, модуль общей деформации определяют в лабораторных условиях по результатам испытаний грунтов в стабилометре, а в полевых условиях при помощи прессиометра.

Влияние водопроницаемости на скорость сжатия грунта

Водопроницаемость характеризуется способностью грунта пропускать через себя воду под действием разности напоров и обуславливается физическим строением и составом грунта. При прочих равных условиях при физическом строении с меньшим содержанием пор, и при преобладании в составе частиц глины водопроницаемость будет меньшей, нежели у пористых и песчаных грунтов соответственно. Нельзя недооценивать данный показатель, т.к. в строительстве он влияет на устойчивость земляных сооружений и обуславливает скорость уплотнения грунтов оснований, суффозию грунта и оползневые явления (в т.ч. и на сопротивление растяжению).