Уравнение компрессионной кривой.

где: - коэффициент пористости, отвечающий рассматриваемому давлению;
- коэффициент пористости, соответствующий р = 1 кг/см²;
В - безразмерный коэффициент, характеризующий сжимаемость грунта и не зависящий от нагрузки.

Закон уплотнения: изменение коэффициента пористости грунта прямо пропорционально изменению давления.

 

Коэффициент сжимаемости, коэф. относительной сжимаемости. Компрессионная кривая позволяет судить о сжимаемости грунта. КОЭФФИЦИЕНТ КОМПРЕССИИ ГРУНТА

(уплотнения, сжимаемости) величина, показывающая степень сжимаемости при невозможности бокового расширения грунта. Коэффициент компрессии определяется по данным компрессионных испытаний по формуле

где e1 — коэффициент пористости грунта при давлении P1, е2 — коэффициент пористости грунта при давлении P2.

 

Модуль общей деформации грунта. Используется в качестве деформационного показателя и характеризует упругие и остаточные деформации (см. рис. 5.5). Модуль общей деформации является важной характеристикой, используемой для расчета оснований и сооружений по деформациям. Модуль общей деформации определяется в полевых и лабораторных условиях. Наиболее распространен способ проведения компрессионных испытаний с последующей их обработкой. В этом случае модуль общей деформации

где е — коэффициент пористости грунта в природном состоянии;

m0 - коэффициент сжимаемости (уплотнения) МП -1;

β— безразмерный коэффициент, определяемый в зависимости от коэффициента поперечного расширения.

 

 

Механическая модель сжатия грунтовой смеси терцаги-герсеванова. В механике грунтов было сделано много попыток отобразить с помощью механических моделей процессы деформирования грунтов.

Первой такой моделью является классическая модель Терцаги— Герсеванова, описывающая процесс консолидации водонасыщенного грунта. В традиционном виде эта модель изображается как цилиндр, заполненный вязкой жидкостью, в которую погружается дырчатый поршень, соединенный с упругой пружиной.

Жидкость в цилиндре моделирует поровую воду, отверстие в поршне — капилляры грунта, а пружина — скелет грунта. Считается, что нагрузка передается вначале на воду и только по мере погружения поршня начинает восприниматься пружиной, перераспределяясь между жидкостью в цилиндре (поровое давление и) и упругой пружиной (эффективное напряжение. Процесс заканчивается, когда нагрузка полностью передается на пружину сг=р и последняя прекратит сжиматься.

 

Влияние водопроницаемости на скорость сжатия. Водопроницаемость грунта - свойство грунта, заключающееся в способности пропускать через себя воду. Количественно водопроницаемость характеризуется коэффициентом фильтрации. Скорость сжатия глинистых грунтов зависит от влажности грунта и от мощности сжимаемого слоя.При полном насыщении образца водой скорость сжатия грунтов до известной степени определяется их водопроницаемостью. При малых значениях коэффициента фильтрации и большей мощности сжимаемого слоя процесс сжатия может длиться многие годы. При этом сжатие происходит до наступления состояния гидростатического равновесия, т. е. такого состояния, когда из грунта отжата часть воды, оказывавшая сопротивление сжатию, и внешняя нагрузка целиком воспринимается скелетом грунта.

 

Эффективные и нейтральные давления в грунтовой массе. При сжатии грунтовой массы (твердые частицы и вода) в механике грунтов рассматриваются две системы давлений: в скелете грунта pr и в поровой воде pw. Давления в скелете грунта уплотняют и упрочняют его и называются эффективными. Давления в поровой воде создают напор, вызывая фильтрацию, и называются нейтральными. С учетом этого Н. М. Герсевановым создана модель грунтовой массы.Для любого момента в грунтовой массе будет иметь место соотношение, где р - полная нагрузка на грунт.С течением времени происходит уплотнение грунта, и эффективное давление будет увеличиваться.Эффективное давление передается через точки и площадки контактов твердых минеральных частиц, а нейтральное давление - через поровую воду. Если оно положительное (сверх

гидравлического), то называется поровым. При рассмотрении стабилизации осадок во времени перераспределение эффективных и нейтральных давлений имеет решающее значение.

Условия водопроницаемости грунтов. Все природные грунты обладают той или иной степенью водопроницаемости, так.как твердые частицы грунтов не сплошь занимают их объем, а всегда между ними имеются промежутки (поры). Водопроницаемость грунтов зависит от большого числа факторов. Наиболее существенно на kф влияют структурно-текстурные особенности грунта: гранулометрический состав, его однородность, форма и размер пор, ширина раскрытия трещин и т.п. Увеличение геостатического давления приводит к уплотнению грунтов, уменьшению их пор, следствием чего является общее снижение kф грунтов с глубиной. Наличие защемлённых газов уменьшает kф. На величину kф также влияют и особенности фильтрующейся жидкости, а также условия фильтрации. Среди внешних факторов наибольшее влияние на kф оказывает температура: с ее ростом происходит увеличение kф.й фильтрациии