Навігація
Головна
 
Головна arrow Географія arrow Грунтознавство
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >

ВИЗНАЧЕННЯ ПОКАЗНИКІВ ДЕФОРМАЦІЇ ПРОСАДНИХ ГРУНТІВ

Осіданням грунтів основи s s i, см, називаються деформації, що відбуваються в результаті ущільнення грунту під впливом як зовнішніх навантажень і власної ваги грунту, так і додаткових факторів, таких як замочування просадних грунтів.

При збільшенні вологості грунтів основи великих площ внаслідок замочування зверху, а також замочування знизу при підйомі рівня підземних вод просадка визначається за формулою [92)

де e s ij - відносна просідання / -го шару грунту; Л, - товщина / -го шару; п - число шарів, на які розбита зона просадки; до 5 ц - коефіцієнт, що залежить змісту просадки і тиску під підошвою фундаменту.

Коефіцієнт до * /. * При ширині будівлі h = 12 м приймається рівним 1 для всіх шарів грунту в межах зони просідання; при b = 3 м визначається за формулою

image310

де р - середній тиск під підошвою фундаменту, кПа (кгс / см); р я ц початкове проса- дочно тиск грунту / -го шару, кПа (кгс / см); ро - тиск, що дорівнює 100 кПа (I КТС / см '); значення k s i, визначився інтерполяцією в інтервалі 3 м < b <12 м.

При визначенні просідання грунту від власної ваги слід приймати ка - 1 при h s / < 15 м і k s t = 1,25 при h s i> 20 м; при проміжних значеннях На коефіцієнт ка визначається інтерполяцією [92].

Товщина зони просідання На приймається рівною:

  • • при ha = hsi.p товщина верхньої зони просідання при визначенні осідання грунту від зовнішнього навантаження sa.pt при цьому нижня межа зазначеної зони відповідає глибині, де
  • • при = hа # - товщині нижньої зони просідання при визначенні осідання грунту від власної ваги s Л /. До , т. Е. Починаючи з глибини z K , де п : = ра (або значення про : мінімально, якщо σmin > Psl)> і дo ніжнeй грaніци просaдочной товщі.

За початковий просадний тиск ра приймають тиск, відповідне: при лабораторних випробуваннях ґрунтів у компресійних приладах - тиску, при якому відносна просідання еа дорівнює 0,01; при нульової випробуваннях штампами попередньо замочених ґрунтів - тиску, рівному межі пропорційності на графіку "навантаження-осідання"; при замочуванні грунтів в досвідчених котлованах - вертикальному напрузі від власною ваги грунту на глибині, починаючи з якої відбувається просадка ґрунту від власною ваги.

Визначення характеристик просідання грунтів [30]. Характеристики просідання слід визначати по відносній деформації, отриманої за результатами випробувань зразків грунту непорушеного складу в компресійних приладах [30]. Випробування слід проводити на зразках ґрунту з замочуванням їх водою при тиску, послідовно збільшується ступенями.

Компресійна крива просідаючих грунтів в координатах е = j {o) має вигляд ламаної лінії (рис. 8.19), на якій в процесі випробувань грунту на просідання виділяють три стадії:

  • стадію попереднього ущільнення - деформування зразка до його замочування зростаючим навантаженням від 0 до <Х | > Л , коефіцієнт пористості при цьому зменшується від е до е '
  • стадію просадки - додаткове ущільнення зразка при його замочуванні під навантаженням <7 |. "; коефіцієнт пористості при цьому знижується від е до е
  • стадію поспепросадочной деформації - обумовлена компресією вже просевшего грунту при тисках> о, " (рис. 8.19).

За результатами компресійних випробувань визначаються наступні показники, що характеризують просідання грунту:

  • • коефіцієнт макропористі Де;
  • • коефіцієнт відносної деформації просідання од
  • • початковий тиск просідання p s j, МПа;
  • • початкова вологість просадки w s u Д- од.

Компресійна крива просадного грунту [50]

Мал. 8. 19. Компресійна крива просадного грунту [50]

Коефіцієнт макропористі (Де) характеризує діапазон зменшення пористості грунту за рахунок його просадки:чим він більший, тим більше просадчика грунт.

Коефіцієнт відносної деформації просідання е 5 / обчислюється за формулою

(8-7)

де h'- висота зразка грунту природної вологості, стисненого під побутовим (природним) тиском і вагою споруди; h Л ./- висота того ж зразка грунту після додаткового стиснення (просадки) в результаті замочування; Л <> ~ висота зразка природної вологості, стисненого побутовим тиском.

Початковим присадним тиском р, МПа, (111] називається мінімальний тиск, при якому проявляються просадочні властивості ґрунтів при їх замочуванні, ніж воно нижче, тим більше просадними є даний грунт.

Початковою просідаючої вологістю w /, д. Од., Називається мінімальна вологість, при якій виявляються просадочні властивості у даного грунту. Чим нижче її величина, тим більшою просадочностью володіє грунт.

Випробування просідаючих грунтів в компресійних приладах слід виконувати за схемами:

  • "однієї кривої" - для визначення відносної деформації просідання при одній заданій величині тиску;
  • "двох кривих" - для визначення відносної деформації просідання при різних тисках і початкового просадного тиску.

При випробуваннях за схемою "однієї кривої" навантаження штампа на зразок грунту з природною вологістю слід проводити ступенями до заданого тиску р. Величину р слід приймати рівною (з похибкою ± 10%) сумарному тиску від власної маси грунту у водонасиченому стані і від проектованого фундаменту або тільки від маси грунту (в залежності від виду грунтах деформацій, для розрахунку яких визначаються характеристики просідання) на глибині відбору зразка. Після умовної стабілізації осідання зразка грунту на останньому щаблі тиску, що відповідає р, зразок грунту необхідно замочити водою, продовжуючи замочування до умовної стабілізації осідання.

Випробування за схемою "двох кривих" слід проводити на двох зразках ґрунту, вирізаних з одного моноліту. Один зразок слід розглядати відповідно до вищенаведеної схеми, другий зразок необхідно до його навантаження замочити (без застосування аретира) до повного водонасичення, починаючи замочування не менше ніж за 3 год до передачі першого ступеня тиску при випробуваннях просадних супесей і 6 ч - при випробуваннях просадних суглинків і глин. Потім слід виробляти навантаження штампа на зразок ступенями до заданого тиску р, продовжуючи замочування. Величину р в випробуваннях за схемою "двох кривих" слід приймати в інтервалі 0,2 ... 0,4 МПа / см 2 з урахуванням передбачуваного сумарного тиску в підставі проектованих фундаментів. Зразки грунту, які відчувають за схемою "двох кривих", не повинні відрізнятися за щільністю скелета більш ніж на 0,03 г / см 'і по вологості - на 2% (0,02 д. Од.).

Ступенів тиску в випробуваннях слід приймати рівними 0,05 МПа. Кожний ступінь тиску необхідно витримувати до умовної стабілізації осідання зразка грунту. За умовну стабілізацію опади і просадки належить приймати приріст деформації зразка, що не перевищує 0,01 мм за 3 год. Після прикладання кожного ступеня тиску або після замочування зразка грунту слід проводити відліки за індикаторами, що реєструє деформації зразка: через 5, 10 і 30 хв від початку випробувань, потім через кожну годину до кінця робочого дня, а в наступні дні через кожні 3 год до умовної стабілізації деформацій.

Для замочування зразків грунту слід використовувати воду питної якості температурою 10 ... 25 ° С. Замочування зразків грунту водою слід проводити знизу вгору в послідовності, яка визначається схемою випробувань при незмінному градієнті напору, що дорівнює 1-1,1. Воду необхідно залити в піддон компресійного приладу і потім підтримувати рівень води в лійці по верхньому торця зразка грунту до закінчення випробувань. Після закінчення випробувань необхідно злити воду з приладу, швидко розвантажити зразок грунту, витягти робоче кільце із зразком, видалити краплі води з нею поверхні за допомогою фільтрувального паперу, зважити робоче кільце із зразком для визначення щільності скелета грунту після випробувань і відібрати дві проби для випробування на вологість.

За результатами випробувань просадного грунту в компресійному приладі слід визначити:

  • величини абсолютного стиснення (опади) зразка грунту Δh мм, з точністю 0,01, обчислені як середнє арифметичне значення індикаторів;
  • величини відносного стиснення зразків грунту e з точністю 0,001 при відповідних значеннях тиску р, і умовно стабілізованих деформаціях за формулою

де г - поправка на пружну деформацію приладу при тиску р " визначається за результатами тарировки, мм; h 0 - висота зразка грунту з природною вологістю при природному тиску на глибині відбору зразка, яка дорівнює h "- Δh,>, де h" - початкова висота зразка грунту (висота робочого кільця), мм; Δh (5 - абсолютне стиск зразка грунту з природною вологістю при природному тиску, мм.

За величинам відносного стиснення зразків з слід будувати графік залежності е = / {о) з відображенням грунтах деформацій. У випадках набухання зразка грунту, замочують до навантаження при випробуваннях за схемою "двох кривих", необхідно визначити вільне відносне набухання c sw як відношення збільшення висоти зразка до його початкової висоти. Точку, відповідну £, і ., Слід включати в графік £ Л / = Д <т), відкладаючи її на осі ординат вгору від осі абсцис. Відносне просідання грунту e s i при заданому тиску р при випробуваннях за схемою "однієї кривої" слід визначати за формулою (8.7) як додаткове відносне стиснення зразка грунту в результаті замочування.

Величини відносної деформації просідання e s i для різних тисків при випробуваннях за схемою "двох кривих" слід визначати як різницю значень відносного стиснення зразків у водонасиченому стані і природної вологості або різниці ординат відповідних кривих графіка е - J {o). За значеннями £, / слід будувати графік залежності відносної деформації просідання від тиску £, / = / (о) (рис. 8.20). Початковий просадний тиск р " слід визначати за графіком залежності відносної про-

садочностн від тиску є 5 и = / (<т). приймаючи за величину рц тиск, при якому відноси тельно просідання складе 0,01.

image317

Мал. 8.20. Графіки випробування просадного грунту в компресійному приладі: а - за схемою "однієї кривої"; б - за схемою "двох кривих"

Умовні позначення:

  • 1 - відносний стиск грунту з природною вологістю:
  • 2 відносний стиск грунту у водонасиченому стані в залежності від тисне:
  • 3 додаткове відносне стиснення грунту в результаті замочування (відносна просідання) при заданому тиску;
  • 4 - залежність відносної деформації просідання £, / від тиску:

Pst - початковий просадний тиск

Результати визначення відносної деформації просідання необхідно висловлювати з точністю до 0,001, початкового просадного тиску - з точністю до 0,1 кгс / см "і реєструвати в журналі випробувань із зазначенням найменування грунту і значень його фізичних характеристик [30].

Вивченням закономірностей просідання лесових грунтів займалися Ю.М. Абелем, В.II. Ананьєв. А.К. Ларіонов, М.II. Лисенко, В.А. Корольов, Е.М. Сергєєв, В.Т. Трофимов, Я.Е. Шаевич і ін. Численні дослідження показують, що з ростом пористості просідання лесів за інших однакових умов збільшується. Залежність коефіцієнта відносної деформації просідання лесових грунтів від їх щільності є нелінійної і носить експонентний характер, який для конкретних регіонів може бути описаний різними математичними функціями.

Великий вплив на просідання надає вологість. Вода, потрапляючи в пори грунту при його замочуванні, виконує роль мастила, що полегшує переорієнтацію частинок при їх доуплотненіе, а також послаблює міцність структурних зв'язків (переводячи частину перехідних контактів в коагуляційні), частково розчиняючи цементаційні контакти і т. Д. Оскільки лесові ґрунти в основному формуються і аридних кліматичних умовах, то нестача вологи в них сприяє збереженню їх недоуплотненносгі, отже, і просідання. Зі збільшенням природної вологості лесових грунтів їх просідання знижується, так як при цьому грунт частково доуплотняется. Просадка залежить і від ступеня заповнення пір водою: з ростом ступеня вологості коефіцієнт відносної деформації просідання лесових грунтів закономірно і нелінійно знижується. Для більшості лесових грунтів просадка виникає при ступені вологості S r < 0,60 .. .0,75.

При попередній оцінці до просадних грунтах зазвичай ставляться лесові ґрунти зі ступенем вологості S r <0,8, для яких величина показника I ss менше значень, наведених в табл. 8.21 [92].

Таблиця 8.21

Залежність показника / " від числа пластичності грунту 1 { ,

Число пластичності грунту 1 р

1 <1 р < 10

10 </ "<14

14 </ "<22

Показник / "

од

0,17

0,24

I ss визначається за формулою

де е - коефіцієнт пористості грунту природної будови і вологості; <? /. - коефіцієнт пористості, відповідний вологості на межі текучості (формула (5.4)).

Попередню оцінку нормативних значень величини відносної просадочно- сті ґрунтів при інженерно-геологічних вишукуваннях для споруд I і II рівня відповідальності і остаточну їх оцінку для споруд III рівня відповідальності допускається виконувати також за їхніми фізичними характеристиками (табл. 8.22).

Таблиця 8.22

Нормативні значення відносної деформації просідання грунтів [111]

Вологість

Тиск.

Відносна просідання r, s! . при коефіцієнті пористості е

tv,%

р . МПа

0,5 0,6

0,7 0,8

0,9 1,0

1,1

8

0,1

0,008 0,012

0,016

0,020

0,024

0,029

0,033

0,2

0,016 0,024

0,032

0,041

0,049

0,057

0,066

0,3

0,020 0,031

0.042

0.053

0.064

0.074

0.085

12

0.1

0.004 0.008

0.012

0.016

0.020

0.025

0.029

0.2

0.008 0.016

0.024

0.033

0.041

0.049

0.057

0.3

0,010 0.021

0.031

0.042

0.053

0.064

0.075

16

0.1

0,000 0.004

0.008

0.012

0.016

0.021

0.025

0,2

0,008

0,016

0,024

0,033

0,041

0,049

0,3

0,010

0,021

0,032

0,043

0,053

0,064

20

0,1

0.004

0.008

0,012

0,017

0,021

0.2

-

0.008

0.016

0.025

0.033

0.041

0.3

_ I _

0.010

0.021

0.032

0.043

0.054

24

0.1

- 1 -

-

0.004

0.008

0.012

0.017

0.2

- 1 -

-

0.008

0.017

0.025

0.033

0,3

1

-

0,011

0,022

0,032

0,043

При проектуванні зрошувальних систем грунтові умови будівельних майданчиків, складених лесових просадними грунтами, підрозділяються на два типи. Проса- дочно товщі другого твань поділяються додатково на три категорії (табл. 8.23).

Таблиця 8.23

Типізація грунтів по просідання s s! при природному тиску [11}

Тип

Категорія

Просадка при природному тиску, см

Відносна просідання при розрахунковому напрузі, МПа

Початковий тиск просідання, МПа

0,05

0,1

0,2

0,3

0,4

I

-

^ <5

0

0 ... 0.02

0,01 ... 0,02

0,02 ... 0,04

0,03 ... 0,05

0,06.0,18

ІІа

слабо

просадочні

5 <5 W <15

0 ... 0,02

0.01 ... 0,02

0.02 ... 0,04

0.03 ... 0,05

0.04 ... 0,06

0,03 ... 0,09

ІІб

середньо-

просадочні

15 <s s { < 50

0,01 ... 0,03

0,02 ... 0,04

0,04 ... 0,06

0,05 ... 0,07

0,06 ... 0,08

0,01 ... 0,05

ІІв

сильно-

просадочні

50 <

0,03 ... 0,05

0,04 ... 0,06

0,06 ... 0,08

0,07 ... 0,09

0,08 ... 0,11

0,007 ... 0,03

Fooks і Best (1969 р) запропонували використовувати індекс руйнування (collaps index): ; Feda (1966) запропонував застосування такої формули:

Feda також припустив, що грунти з індексом, що перевищує 0,85, є стабільними; за даними Northmorе, критичне значення індексу повинно бути більше 0,22, що більше підходить для оцінки стабільності деяких типів лесів [125].

Підстави, складені просадними грунтами, повинні проектуватися з урахуванням їх особливості, що полягає в тому, що при підвищенні вологості вище певного рівня вони дають додаткові деформації просідання від зовнішнього навантаження і, або від власної ваги грунту. При проектуванні основ, підтоплення з урахуванням можливих грунтами, повинні враховуватися:

  • а) просідання від зовнішнього навантаження відбуваються в межах верхньої зони просідання half, вимірюваної від підошви фундаменту до глибини, де сумарні вертикальні напруження від зовнішнього навантаження і власної ваги грунту рівні початкового проса- дочно тиску або сума цих напруг мінімальна;
  • б) просадки від власної ваги грунту відбуваються в нижній зоні просідання hsij ,, починаючи з глибини, де сумарні вертикальні напруження перевищують початковий просадний тиск p s i або сума вертикальних напружень від власної ваги грунту і зовнішнього навантаження мінімальна, і до нижньої межі просідаючої товщі;
  • в) нерівномірність просідання грунтів Δеsf
  • г) горизонтальні переміщення підстави в межах криволінійної частини проса- дочной воронки при осідання грунтів від власної ваги;
  • д) втрата стійкості укосів і схилів;
  • е) додаткові навантаження внаслідок утворення в ґрунтовій товщі водних куполів [111].
 
Якщо Ви помітили помилку в тексті позначте слово та натисніть Shift + Enter
< Попередня   ЗМІСТ   Наступна >
 
Дисципліни
Агропромисловість
Аудит та Бухоблік
Банківська справа
БЖД
Географія
Документознавство
Екологія
Економіка
Етика та Естетика
Журналістика
Інвестування
Інформатика
Історія
Культурологія
Література
Логіка
Логістика
Маркетинг
Медицина
Нерухомість
Менеджмент
Педагогіка
Політологія
Політекономія
Право
Природознавство
Психологія
Релігієзнавство
Риторика
Соціологія
Статистика
Техніка
Страхова справа
Товарознавство
Туризм
Філософія
Фінанси
Пошук