Закономерности сжимаемости грунтов. Закон уплотнения

Сжимаемость грунта – способность изменять своё строение под влиянием внешних воздействий за счёт изменения пористости.

Величина бокового давления характеризуется коэффициентом бокового давления – отношение приращения бокового давления к приращению сжимаемого усилия.

Для песков x= 0,27 0,37

суглинок x= 0,6

глины x= 0,7 0,82

Проинтегрировав:

с – постоянная интегрирования, равная боковому давлению грунта на стенку до приложения перв. нагрузки.

Если грунт первоначально находился в рыхлом состоянии, то влиянием собственного веса грунта можно пренебречь. P₀= 0, c = 0, q= xP.

Если рассматривать сухой грунт с интенсивным послойным уплотнением, то создаётся первоначальное боковое давление на стенки. с = q₀, q= xP+q₀

Если нагрузка даётся на уплотнённый, влажный, связанный грунт, то капиллярное давление препятствует деформации бокового расширения.

с=-P_K, q=xP-P_K

Сжимаемость грунта в условиях невозможности бокового расширения называется компрессионной.

Зависимость между коэффициентом пористости и давлением на грунт а условиях компрессионного сжатия характеризуется компрессионной кривой.

e=αP=A

Рис7

А – величина, измеряемая отрезком, отсекаемым прямой линией по оси ординат;

α – коэффициент сжимаемости

Коэффициент сжимаемости равен отношению изменения коэффициента пористости к величине действующего давления.

При небольших изменениях уплотняющих давлений изменение коэффициента пористости прямопропорционально изменению давления.

e₁-e₂ = α(p₂-p₁)

Рис8

Компрессионная кривая состоит из сжатие к ветви расширение, т.е. разгрузка или декомпрессия.

Ветвь расширения может характеризовать возможное набухание грунта после нагрузки.

е_р мм/м

l₀ – относительная деформация равная отношению абсолютной величины сжатия образца ∆ h к его первоначальной высоте.

Под модулем осадки понимают величину осадки слоя грунта мощностью 1 м под заданной нагрузкой.

Характеристика сжимаемости грунтов

Коэффициент сжимаемости α	Модуль осадки ep, мм/м	Сжимаемость грунта
<0,001	<1	практически не снижается
0,001…0,005	1…5	слабая
0,005…0,01	5…20	средняя
0,01…0,1	20…60	повышенная
>0,1	>60	сильная

Принцип линейной деформируемости заключается в том, что при небольших изменениях давления грунт можно рассматривать как линейно-деформируемое тело. Справедливо это для грунтов средней уплотнённости, для слабых грунтов исходящих из линейной деформации.

Зависимость величины деформации от величины приложения нагрузки.

Деформация грунта l от тяжёлой нагрузки Р₁, за время t₁= деформация от меньшей нагрузки Р₃, но более длительного действия.