Результаты штамповых испытаний. Штамповый модуль деформации грунта.

К полевым методам определения модуля деформации грунта относят 1) Испытания грунта штампом; 2) Прессиометрические испытания; 3) статическое зондирование.

Используя решение задачи об осадке жесткого штампа на упругом полупространстве, получена формула для определения модуля общей линейной деформации грунта.

Е=w(1-µ₀²)p*D/S, кгс/см², кПа

w-коэф учитывающий форму штампа (для квадратного =0,83, для круглого =0,78)

µ₀-коэф бокового расширения (коэф Пуассона)

р-давление близкое к концу линейного участка графика (кгс/см², кПа)

S-осадка в см при этом давлении

D-диаметр штампа, см

Прессиометрические испытания проводят в полости пробуренной скважины на заданных глубинах. Они заключаются в нагружении грунта, горизонтальной и радиальной нагрузок стенок скважин, и замере радиальных смещений. Прессиометр прибор имеющий цилиндрическую камеру способную расширяться в радиальных направлениях. Достоверность испытаний высокая, но они отражают деформативность грунта не в вертикальном, а горизонтальном направлении.

Статическое зондирование – это вдавливание в грунт специального устройства – зонда (стержня с коническим наконечником, d=36 мм). При вдавливании изменяется сопротивление грунта под наконечником и по боковой поверхности. Затем составляется таблица, позволяющая по этим сопротивлениям определять модуль деформации грунта: E=7q_s, где q_s-сопротивление грунта под наконечником,E= 10.52*q_s^1/2.

Полевые испытания по определению модуля деформации грунтов. Статическое зондирование.

К полевым методам определения модуля деформации грунта относят 1) Испытания грунта штампом; 2) Прессиометрические испытания; 3) статическое зондирование.

Статическое зондирование – это вдавливание в грунт специального устройства – зонда (стержня с коническим наконечником, d=36 мм). При вдавливании изменяется сопротивление грунта под наконечником и по боковой поверхности. Затем составляется таблица, позволяющая по этим сопротивлениям определять модуль деформации грунта: E=7q_s, где q_s-сопротивление грунта под наконечником,E= 10.52*q_s^1/2.

Влияние условий сжатия на поведение грунта под нагрузкой.

Рассматривается три способа определения характеристик сжатия.

а) Свободное сжатие: Сопротивление грунта сжатию небольшое и образец быстро разрушается.

б) При невозможности бокового расширения: Сначала деформации сжатия быстро возрастают, затем замедляются и при полном уплотнении прекращаются.

в) При ограниченном боковом расширении: Окружающая деформируемую зону масса грунта препятствует его расширению. Сопротивление больше чем при свободном расширении, но меньше чем в обойме.

Графики осадка-нагрузка для разных уровней сжатия.

E₀=β*E₀^k, где β=(1-(2µ₀²/1- µ₀)).

Сопротивление грунтов сдвигу. Основные понятия.

При рассмотрении равновесия отдельной частицы песчаного грунта на открытом откосе.

φ – угол естественного откоса.

Из рассматриваемого равновесия этой частицы можно написать следующее уравнение: f = T/N = (Gsinφ)/(Gcosφ) = tgφ, T - сдвигающая сила, S – удерживающая сила,G – сила тяжести, N – нормаль к плоскости сдвига, f – коэффициент трения.

Под действием внешней нагрузки в отдельных точках грунтового массива напряжения могут превысить связи между частицами. При этом возникают скольжения и сдвиги одних частиц или агрегатов по другим и может нарушиться сплошность грунта, т.е. прочность его будет превышена. Под прочностью подразумевается свойство материала сопротивляться разрушению или развитию больших пластичных деформаций, приводящих к недопустимым искажениям формы тела.

С – удельное сцепление грунта - характеризует связность грунта, зависит от наличия жестких и водно-коллоидных связей, структуры грунта.

Внутренние сопротивления препятствуют сдвигу частиц. В идеально сыпучих телах будет лишь трение, возникающее в точках контакта частиц. В идеально связных грунтах (вязкие дисперсные глины) перемещение частиц будут сопротивления только внутренних структур связей и вязкость водно-коллоидных оболочек. Природные глины обладают как вязкими (водно-коллоидными) так и жесткими кристаллическими связями, до тех пор пока действие напряжений внутренних связей не преодолены. Глины ведут себя как твердые тела, обладающие лишь упругими связями сцепления. Под силами сцепления будем подразумевать сцепление структурных связей всякому перемещению связных частиц независимо от величины внешнего давления. Если нагрузка будет такова, что эффективные напряжения превзойдут прочность жестких структурных связей. То в точках контакта частиц и по поверхности их водно-коллоидных оболочек сдвижению частиц будут сопротивляться еще оставшиеся и вновь возникающие водно-коллоидные связи.

Для характеристики сил трения между частицами внутри массива вводиться понятие угла внутреннего трения - φ и уд. сцепление – С.

tgφ – характеризует соотношение между нормальным и сдвиговым напряжениями внутри массива, а С – сопротивление структурных связей всякому перемещению.

φ и С – основные прочностные показатели сопротивления грунта сдвигу.