Деформационные свойства грунтов. Методы испытаний

План лекции.

1. Механические характеристики грунтов.

2. Методы испытания грунтов.

Для расчета и проектирования естественных оснований необходимо знать механические характеристики грунтов. В большинстве случаев эти характеристики определяют путем лабораторного исследования образцов грунтов, отобранных на строительной площадке, и только в виде исключения эти данные можно принимать по табл. СНиП.

К основным механическим характеристикам относятся: сопротивление грунтов сдвигу, сжимаемость и водопроницаемость.

Сопротивление грунтов сдвигу устанавливают путем испытания на срез образцов грунта. Прибор, используемый для испытаний (рис. 3.1), имеет нижнюю неподвижную обойму 1, подвижную обойму 2 и фильтрующие пластины 3,между которыми находится образец грунта 4 площадью А.По данным испытаний строят график, изображенный на рис. 3.2. Величину находят по следующей формуле:

где – нормальное напряжение;

— угол внутреннего трения грунта;

— коэффициент внутреннего трения;

— удельное сцепление в глинистых грунтах или параметр линейности в песчаных грунтах.

Рис. 3.1. Схема испытания образца грунта на сжатие в одометре

Рис. 3.2 Компрессионная кривая

Величина нормального напряжения определяется из следующего выражения:

По сопротивлению грунтов сдвигу определяют предельные и расчетные сопротивления грунтов основания.

Сжимаемость (уплотняемость) грунтов характеризуется коэффициентом относительной сжимаемости или модулем общей деформации , определяемым на основе лабораторных испытаний в специальном приборе одноосного сжатия, называемом одометром (рис. 1.7). Одометр состоит из поршня с отверстиями 1, к которому прикладывается внешняя сила , кольца 3 с находящимся в нем образцом грунта 2 и днища с отверстиями 4.При испытаниях полностью водонасыщенного грунта одометр помещают в ванночку с водой, а при испытаниях не полностью водонасыщенного грунта его окружают влажным пористым материалом с целью предотвращения испарения влаги, из образца. По материалам лабораторных испытаний образцов грунта в одометрах строят компрессионные кривые, т.е. кривые зависимости коэффициента пористости от давления. По графику определяют коэффициент сжимаемости

где и — коэффициенты пористости, соответствующие давлениям и .

В расчетах чаще используют коэффициент относительной сжимаемости

где – коэффициент пористости, соответствующий начальному давлению .

Величина, представляющая собой коэффициент пропорциональности между напряжениями и общими деформациями грунта, носит название модуля общей деформации. Величина соответствует модулю упругости сплошного тела:

где – безразмерный коэффициент, зависящий от коэффициента общей относительной поперечной деформации и определяемый по формуле

Значения коэффициентов и для различных видов грунтов приведены в табл. 3.1.

Модуль общей деформации часто определяют по данным полевых испытаний грунтов статической нагрузкой с помощью жестких штампов в подготовленном шурфе (рис. 3.3,а). К штампу 1 через специальную платформу 2 прикладывают ступенчато возрастающую нагрузку 3.В результате испытаний получают зависимость осадки штампа от действующего давления (рис. 3.3,6). На участке графика при небольших давлениях, где осадка штампа линейно зависит от действующей нагрузки, определяют модуль общей деформации:

где – коэффициент, принимаемый для круглых жестких штампов равным 0,8;

– диаметр штампа;

– коэффициент общей относительной поперечной деформации грунта;

– приращение давления на штамп;

– приращение осадки штампа.

Таблица 3.1

Значение и для различных грунтов

Грунты			Грунты
Крупнообломочные	0,27	0,8	Суглинки	0,35	0,62
Пески и супеси	0,3	0,74	Глины	0,41	0,43

Рис. 3.3. Схема установки для испытания грунта статистической нагрузкой в шурфе (а) и зависимость осадки от нагрузки (б)

Рис. 1.10. Схема установки для определения коэффициента фильтрации

Дата добавления: 2014-05-28; просмотров: 600; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!