Перечислите способы определения прочностных характеристик грунтов

1) Испытания на сдвиговом приборе – при прямом плоскостном срезе цилиндрического образца грунта выполняется в лабораторных условиях.

2) Испытания в приборе трехосного сжатия (стабилометре). Методика проведения испытаний с наибольшей полнотой отражает работу грунта в основании. При загружении грунта в приборе создается трехосное напряженное состояние с измерением каждого компонента напряжения. Конструкция прибора позволяет определить: нейтральное или поровое давление по манометру, продольную и поперечную деформацию образца, изменение объема образца по валюмометру.

Помимо прочностных характеристик на этом приборе можно определить деформационные характеристики (коэффициент Пуассона, модуль деформации).

3) Испытания при одноосном сжатии. Проводятся для тугопластичных и твердых глин, которые хорошо сохраняют форму после обработки образцов. Образцы изготавливают в форме цилиндра с соотношением размеров h=(1,5 – 2,0) d. Разрушение образцов будет происходить как у хрупких материалов по плоскости, где касательные напряжения достигают предельного сопротивления сдвигу. Угол наклона этой плоскости стремится к 45 градусов.

4) Лопастные испытания – проводятся в полевых условиях для грунтов, из которых трудно отбирать образцы без нарушения природного строения (торф, илы, глинистые водонасыщенные грунты). Для испытания откапывается небольшой шурф, в грунт вдавливается крестовина прибора и фиксируется крутящий момент, при котором происходит срез грунта лопастью по цилиндрической поверхности. Результаты испытаний используются для расчета ула внутреннего трения и сцепления.

5) Метод шарикового штампа. Применяется для определения сцепления для связных грунтов (глинистых) и вязких (льдистых, вечномерзлых). Испытания состоят во вдавливании в исследуемый грунт сферического штампа постоянной нагрузкой Р и измерении во времени осадки S. Расчетное сопротивление вычисляется по формуле:

, где В – диаметр штампа.

6) Испытания на сдвиг в шурфах. Применяются в основном для крупнообломочных грунтов, из которых невозможно отобрать для лабораторных испытаний. Эти испытания аналогичны испытаниям в сдвиговом приборе.

 

33. От чего зависит деформируемость грунта?

 

Деформационные характеристики грунтов:

При небольшом изменении сжимающих напряжений (порядка 0,1…0,3 МПа) уменьшение коэффициента пористости грунта пропорционально увеличению сжимающего напряжения.

Коэффициент сжимаемости , кПа^-1:

. (2.1.)

Относительный коэффициент сжимаемости , кПа^-1:

. (2.2.)

Модуль деформации грунта , кПа:

. (2.3.)

где зависит от коэффициента бокового давления грунта :

, (2.4.)

, где – коэффициент Пуассона. (2.5.)

34. Какие грунты относятся к структурно-неустойчивым?

Структурно-неустойчивыми называют такие грунты, которые обладают способностью изменять свои структурные свойства под влиянием внешних воздействий с развитием значительных осадок, протекающих, как правило, с большой скоростью. К основным воздействиям относятся увлажнение грунтов, промерзание и оттаивание, суффозия и выветривание, внешние нагрузки, перемятие грунтов и др.

Такое название они получили потому, что при определенных условиях их природная структура сравнительно резко нарушается.

К структурно-неустойчивым относятся следующие грунты:

· лессовые, структура которых нарушается при замачивании их под нагрузкой;

· набухающие, которые при увлажнении способны существенно увеличиваться в объеме даже под нагрузкой;

· засоленные, песчано-глинистые отложения, в которых накопление солей произошло в процессе их формирования

· сильносжимаемые грунты, деформационные и прочностные свойства которых резко изменяются при нарушении их природной структуры;

· торфы и заторфованные грунты, обладающие очень большой сжимаемостью и малой прочностью;

· мерзлые и вечномерзлые, структура которых нарушается при оттаивании.

35.Перечислите характерные особенности лёссовых просадочных грунтов

Лессовые грунты образовались в результате переноса ветром мелких частиц грунта и при отложении их в преимущзественно степных районах. Между ними образовались жесткие кристаллизационные связи (в следствие кристаллизации солей), при этом процесс образования связей опережал процесс уплотнения. Поэтому это макропористые грунты, которые практически не деформируются. Они достаточно прочные в состоянии природной влажности и держат вертикальные откосы высотой до 10 м. При замачивании лессового грунта происходит расстворение кристаллизационных связей, уменьшение грунта в объеме, что ведет к просадке поверхности и возведенного сооружения. Просадка – быстро развивающая осдка, вызванная изменением структуры грунта. Просадка может происходить как от собственного веса грунта, так и порд действием внешней нагрузки.

Просадочные грунты характеризуются:

а) относительной просадочностью ε _sl – относительным сжатием грунтов при заданном давлении после их замачивания

ε _sl = (h_пр – h_sаt) / h_пр, (1.2)

где h_p – высота образцагрунта природной влажности при давлении, ожидаемом на данной глубине после возведения сооружения.; hsat – высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения при том же р; Если ε _{sl >} 0,02, то грунты относятся к просадочным.

б) начальным просадочным давлением р_sl – минимальным давлением, при котором начинают проявляться просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении, при лабораторных испытаниях оно соответствует ε sl = 0,01; при полевых –резкому излому на графике р – s (пределу пропорциональности), когда осадка возрастает на следующей ступени нагружения не менее чем в полтора раза;

в) начальной просадочной влажностью ω sl – минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

По просадочности грунты делят на 2 типа:

1) Просадка возможна от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.

2) Возможна просадка от собственного веса > 5 см.

Просадочность испытывается на компрессионном приборе.