2014-02-12
1503
Механические характеристики грунта
Механическими называются те свойства грунтов,
которые характеризуют их поведение под нагрузкой.
Все механические характеристики грунта делятся на 3 группы:
Компрессионные свойства грунтов (сжимаемость)
Возьмем образец грунта 6 (рис. 4), полностью насыщенного водой, и поместим его в кольцо 4 (высотой h) одометра. Кольцо поставим на фильтрующее днище 5 и установим поршень 2 с отверстиями. Одометр поместим в ванночку 3 с водой 1 для исключения капиллярного давления и предотвращения высыхания образца грунта. Когда грунт насыщен водой не полностью, одометр не заливают водой, а окружают влажным пористым материалом, чтобы вода не испарялась из образца. Если к поршню одометра приложить давление р, высота образца уменьшится вследствие уплотнения грунта (уменьшения его пористости). При увеличении давления образец получит дополнительное уплотнение из-за изменения объема пор.
Рис. 4. Схема испытания образца грунта на сжатие в одометре
|
|
|
Затем будем снимать нагрузку и наблюдать за результатами. По результатам испытаний строим график компрессионной кривой (к. к).
Из графика видно, что происходит необратимое уплотнение грунта.
Нас интересует в основном только прямая ветвь к. к., обратная ветвь к. к. – возможность поднятия дна, при глубоких котлованах (гидротехниче-
ское строительство).
Изобразим снова компрессионную кривую. На небольшом участке рассмотрим приращение нагрузки ΔP и получим соответственно Δe. Заменим дугу прямой и рассмотрим угол α.
(-) – с увеличением нагрузки α – уменьшается.
В дифференциальной форме:
tgα=m0 и тогда 
– основная математическая форма закона компрессии.
Для того чтобы получить m o, необходимо выделить определенный интервал.
Р 1 – напряжение от собственного веса грунта
Р – дополнительное давление от внешней нагрузки
Р 2 – полное напряжение (Р 2 = Р 1 + Р)
Окончательно:
Если:
m o < 0,005 – грунт малосжимаемый
m o = 0,005÷0,05 – грунт среднесжимаемый
m o > 0,05 1 МПа – грунт сильносжимаемый
