Материал: 2060

Рецензент

канд. техн. наук, доц. Г.В. Долгих

СибАДИРабота утверждена редакционно-издательским советом СибАДИ в качестве метод ческ х указан й.

М55 Механ ческ е свойства грунтов [Электронный ресурс] : методические указания к лабораторным ра отам / сост. : А.С. Нестеров, В.А. Гриценко,

Е.А. Ш роватова. – (Сер я внутривузовских методических указаний СибАДИ). –

Электрон. дан. – Омск : С АДИ, 2018. – URL: http://bek.sibadi.org/cgi-bin/irbis64r plus/ cgiirbis 64 ft.exe. - Реж м доступа: для авторизованных пользователей.

Рассматривают методики ла ораторных работ по определению коэффициента фильтрации, прочностных и деформационных характеристик грунтов, определения максимальной плотности сухого грунта и его оптимальной влажности.

Имеют интерактивное оглавление в виде закладок.

Рекомендованы обучающимся очной и заочной форм направления «Строительство».

Текстовое (символьное) издание (2,2 МБ)

Системные требования: Intel, 3,4 GHz; 150 Мб; Windows XP/Vista/7; DVD-ROM; 1 Гб свободного места на жестком диске; программа для чтения pdf-файлов:

Adobe Acrobat Reader; Foxit Reader

Техническая подготовка В. . Черкашина

Издание первое. Дата подписания к использованию 17.12.2018 Издательско-полиграфический комплекс СибАДИ. 644080, г. Омск, пр. Мира, 5

РИО ИПК СибАДИ. 644080, г. Омск, ул. 2-я Поселковая, 1

ФГБОУ ВО «СибАДИ», 2018

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ

Общие положения

Грунты являются основаниями различных сооружений. Строительство сооружений нарушает начальное состояние грунтов и в грунтах возникают новые процессы, осложняющие эксплуатацию со-

оружений. Для оценки грунтов оснований необходимо знать характе- СибАДИристики механических свойств грунтов. В зависимости от условий

взаимодейств я грунтов с нагрузками выделяются несколько типов физико-механ ческ х свойств.

Под механ ческ ми свойствами грунтов понимают их способность сопрот вляться зменению объема и формы в результате действия на грунт нагрузок. Характеристики этих свойств подразделяются на: деформац онные, которые проявляются при нагрузках ниже

критическ х не пр водящих к разрушению грунта; прочностные,

проявляющ еся при нагрузках выше критических и приводящих к разрушен ю грунта [1].

Важнейш м свойством грунтов является их водопроницаемость. Это свойство присуще как песчаным, так и глинистым грунтам. Уплотнение грунтов под действием внешней нагрузки, сопровождается отжатием воды из пор. Этот процесс называется фильтраци-

онной консолидацией грунта.

Механические свойства грунтов зависят от их состава, физического состояния и структурных особенностей. Состав, строение, состояние и свойства грунтов определяются генезисом, возрастом и характером постгенетических процессов.

В состав грунтов входят твердые минеральные частицы, вода в различных состояниях и воздух. Твердые частицы имеют различную дисперсность поэтому в зависимости от размера частиц подразделяются на крупнообломочные (>2,0 мм), песчаные ( от 2,0 до 0,05 мм), пылеватые (от 0,05 до 0,005 мм) и глинистые (<0,005 мм).

Для определения характеристик механических свойств грунтов проводятся лабораторные и полевые испытания. В лаборатории испытываются образцы грунта относительно небольших размеров, отобранных из шурфов и скважин со строительной площадки. Образцы грунта по физическому состоянию должны соответствовать условиям их естественного залегания, то есть ненарушенного сложения.

3

1.КОМПРЕССИОННЫЕ ИСПЫТАНИЯ ГРУНТОВ

ВОДОМЕТРЕ

Наиболее важным деформационным свойством грунтов является их сжимаемость под нагрузкой [13].

жимаемость – это изменение пористости под действием внешней нагрузки. Сжатие грунтов под нагрузкой принято называть осад-

кой, или деформацией грунтов.

СибАДИПри нагрузках, превышающих структурную прочность грунта, связи между част цами разрушаются, частицы перемещаются, сдвигаются, возн кают пластические деформации. Пластические деформации знач тельно превышают упругие и не восстанавливаются после снят я нагрузки приводят к изменению объема пор в грунте, то есть к его уплотнен ю.

Деформации грунтов имеют упругий и пластический характер.

Упруг е деформац возникают при сохранении структурных связей в грунте обусловлены упругим сжатием твердых частиц и воздуха в закрытых порах. При снятии нагрузок упругие деформации восстанавливаются.

Сж маемость характеризуется коэффициентом уплотнения и модулем деформации, который используется в расчетах осадок фундаментов сооружений.

Сжимаемость грунтов под нагрузкой не протекает мгновенно, а длится во времени. При определении сжимаемости грунтов различают показатели, характеризующие зависимость конечной деформации от нагрузки изменение деформации грунта во времени при постоянной нагрузке. К первой группе показателей относятся: коэффициент сжимаемости m0 и модуль общей деформации грунта E0 ; ко второй

группе – коэффициент консолидации C , характеризующий скорость

деформации грунта при постоянном давлении за счёт фильтрации воды. Эти показатели определяются в лаборатории при уплотнении грунтов под нагрузкой без возможности бокового расширения в ком-

прессионных приборах (одометрах).

Для испытания используют образцы грунта ненарушенной структуры, отобранные в жесткие металлические кольца.

Нагрузку на грунт передают ступенями, выдерживая каждую ступень до полного затухания деформаций.

4

При сжатии грунта в компрессионном приборе диаметр образца не меняется. Поэтому относительная вертикальная деформация грунта равна относительному изменению объема, т.е.

где h – первоначальная высота образца грунта; h – изменение высоты образца под давлением; V – первоначальный объем образца грунта; V – изменение объема образца под давлением.

Так как уплотнение грунта происходит вследствие уменьшения объема пор, то деформацию сжатия грунта выражают через измене-

2 – ветвь разгрузки

5