Інженерно-геологічні вишукування
Всі грунти в тій чи іншій мірі здатні стискатися. Цю їх межу називають сжимаемостью. Під цим поняттям мають на увазі здатність ґрунтів зменшуватися в обсязі або осідати згодом певного зовнішнього тиску. На ступінь цієї стисливості в великій мірі впливає структура грунту.
Якщо говорити про піщаних грунтах, то їх стисливість незначна. На цей процес сильно впливають гранулометричний і мінералогічний склад піску і щільність його складання. Пісок - це набір окремих піщинок і при стисканні вони взаємно переміщаються, а якщо тиск трохи більше, то розбиває. Тому стисливість таких грунтів відбувається швидко і не залежить від вологості.
На процес стиснення також мають вплив гідратів оболонки, розташовані навколо мінеральних частинок. Вони беруть на себе частину навантаження і при стисканні деформуються. Частинки в процесі взаємодії притягуються один до одного за допомогою молекулярних сил або так званих сил Ван-дер-Ваальса.
Здатність до стисливості одного і того ж виду глини може бути різною, оскільки тут грає роль ступінь порушеності структури. Якщо провести досвід на двох зразках з однаковою початковою пористістю і вологістю і рівним складом води, то ті, у кого структура порушена, будуть піддаватися стиску більше.
На стисливість грунтів впливають також розміри ступенів навантаження і швидкість її наростання. Збільшення цих даних призводить до збільшення стиснення глинистих порід.
Геологічні вишукування сприяють більш швидке наростання навантажень, ніж природні умови. Наприклад, при будівництві отримані показники стисливості трохи завищені, і як результат осад споруди виходить менше, ніж було розраховано по компресійним випробувань.
На швидкість стиснення таких видів грунтів сильно впливає рівень вологості грунту, а також потужність стискається шару.
Якщо зразок грунту буде повністю насичений водою, то швидкість його стиснення до певної міри буде визначатися водопроникність грунту. Якщо коефіцієнт фільтрації незначний, а потужність шару, який стискається, буде більше, то процес стисливості може відбуватися на тяжінні багатьох років. Процес стиснення триває до того ступеня, поки не настане стан гідростатичної рівноваги. Це стан, при якому з грунту віджимається частина води, яка чинить опір на стиск, і тоді зовнішнє навантаження на себе бере скелет грунту.
Стан глинистого грунту, при якому в його порах, крім наявності води, є ще і повітря, називають трифазним. При цьому стані повітря здатний виходити з грунту вільно, що призводить до прискорення процесу стиснення незалежно від водопроникності. В такому випадку відбувається деформація гідратних оболонок, а вологість самої породи при першому періоді досвіду залишається колишньою.
Графічну схему залежності пористості грунту або його вологості від тиску зображує компресійна крива.
Поняття компресії і стисливості трохи відрізняються один від одного. В процесі компресії виключається можливість розширення грунту в бічні сторони, в той час як при стисненні грунтів жорстка обойма, яка зберігає поперечний переріз зразків, відсутня. При цьому бокова поверхня ґрунту піддається або одноосьовому стиску, при якому вона не піддається навантаженню, або тривісного стиску, при якому вона також переносить тиск.
Явище, протилежне поняттю компресії, називають декомпресією або набуханням. Приклад цього явища можна побачити при розвантаженні ґрунту, який був спочатку навантаженим. Розвантажуючи грунт, його обсяг і пористість поступово збільшуються, але часто не повертаються до своїх первісних розмірів.
Якщо грунт збільшився в обсязі, а навантаження при цьому не була знята, то мали місце так звані пружні деформації. А якщо розміри початкового об'єму грунту і обсягу після декомпресії відрізняються, то відбуваються залишкові деформації. Ці деформації викликані переміщенням частинок в грунті, яке призводить до порушення зв'язку між цими частками. Пружні деформації порід зв'язуються з деформаціями водно-колоїдних і кристалізаційних зв'язків, які відбуваються між частинками, а в разі якщо порода насичена водою лише частково, то вони пов'язані з пружними деформаціями бульбашок в газах, які знаходяться в поровом розчині.
Якщо бічне розширення грунту неможливо, то ступінь його стиснення визначається коефіцієнтом компресії або коефіцієнтом ущільнення.
Для проведення експериментів з грунтами з метою вивчення їх стисливості використовують такі прилади, які для зручності визначили в дві групи: одометри і стабілометра. До першої групи відносяться прилади, що мають жорсткі металеві стінки, які не допускають бічне розширення досліджуваного зразка грунту при вертикальному стисненні навантаженням. Стабілометра - це прилади, які мають бічну гідростатичну або ж аеростатичного систему обтиску зразка, яка замінює жорсткі стінки приладів першої групи.
+7 (495) 664-40-41
Чим раніше зателефонуйте нам,
тим швидше почнете роботу