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

ВИЗНАЧЕННЯ ХАРАКТЕРИСТИК ДЕФОРМАЦІЇ НАБУХАЮТЬ ГРУНТІВ

При проектуванні основ, складених набухаючими грунтами, слід враховувати можливість їх набухання за рахунок зволоження. При подальшому зниженні вологості у набухають грунтів відбувається зворотний процес - усадка. Підйом підстави в результаті набухання грунту визначається в припущенні, що опади підстави від зовнішнього навантаження стабілізувалися.

Підйом підстави при набуханні грунту h xlv визначається за формулою

де £ swj - відносне набухання грунту / -го шару; hi - товщина / -го шару грунту; п - число шарів, на які розбита зона набухання грунту; коефіцієнт k sw береться в залежності від сумарного вертикального напруги <т на розглянутій глибині і приймається рівним: 0,8 при <т = 0,05 МПа і 0,6 при а = 3 МПа, а при проміжних значеннях про - по інтерполяції [92 ].

Набухають грунти характеризуються такими показниками:

  • • тиском набухання p sw , МПа;
  • • вологістю ґрунту після набухання w xw , д. Од .;
  • • відносним набуханням при заданому тиску е ЛНР ;
  • • відносної усадкою при висиханні е * л.

Показники набухання груша і тиску набухання слід визначати в компресійних приладах [140], використовуючи випробування:

  • • за прямим методом визначення тиску набухання;
  • • по метолу компенсуючих навантажень (компенсаційний метод);
  • • за непрямим методом визначення тиску набухання (метод арретірного ходу);
  • • за методом вільного набухання.

Випробування за прямим методом визначення тиску набухання. У процесі випробування відбувається умовна стабілізація напруги в грунті, що виникають внаслідок набрякання ґрунту при водонасиченні. Під час стабілізації напруг показники датчиків записуються через 15, 30 с, 1, 2, 5, 10, 20, 30 хв і далі через кожну годину, а також після закінчення стабілізації.

Випробування за прямим методом визначення тиску набухання (метод компенсуючих навантажень) . Грунти після вологонасичення починають розширюватися, і якщо деформація набухання перевищить задане значення, то до зразка грунту буде прикладена щабель навантаження. У процесі випробування проводиться циклічне навантаження зразка ступенями заданої величини із заданим інтервалом часу. Під час навантаження здійснюється контроль поточного навантаження і деформації. Випробування закінчується, якщо процеси набухання грунту починають затухати і за заданий час стабілізації не було докладено жодної ступеня навантаження.

Випробування за непрямим методом визначення тиску набухання (метод арретірного ходу). У процесі випробування проводиться циклічне навантаження зразка ступенями заданої величини із заданим інтервалом часу. Під час навантаження здійснюється контроль поточного навантаження і деформації. Випробування закінчується, коли значення поточної деформації перевищить задану граничну величину, або у разі перевищення максимального навантаження, на яку розраховано випробувальний пристрій.

Випробування по методу вільного набухання . У процесі випробування відбувається умовна стабілізація напруги в грунті, що виникають внаслідок його набухання. Показання датчиків під час стабілізації напруг записуються з інтервалами 15, 30 с, 1,2, 5, 10, 20, 30 хв і далі через кожну годину, а також після закінчення стабілізації. Якщо випробування проводиться з вертикальним навантаженням, то застосовується циклічне навантаження зразка заданими ступенями вертикального навантаження до тих пір, поки величина вертикальної деформації не перевищить нульову позначку. Після кожного ступеня навантажування чекають умовної стабілізації деформації грунту, показники датчиків записують до її завершення, коли величина деформації грунту перевищить нульову позначку [140].

Проведення випробування по прямому методу визначення тиску набухання . Характеристики набухання визначають за результатами випробувань зразків грунту в приладах вільного набухання (ПНГ) і в компресійних приладах при насиченні ґрунту водою або хімічним розчином.

Діапазон тисків, при яких проводять випробування на набухання під навантаженням, визначається в програмі випробувань з урахуванням переданих навантажень на підставу і тиску набухання грунту.

Зразки грунту природної будови для випробувань вільного набухання, набухання під навантаженням і усадки слід вирізати з одного моноліту грунту. Для випробувань використовують зразки грунту ненарушенного складу з природною вологістю, або водонасичені, або зразки порушеного складу з заданими значеннями густини і вологості. Зразок повинен мати форму циліндра діаметром не менше 71 мм і відношення діаметра до висоти від 2,8 до 3,5. Максимальний розмір фракції грунту (включень, агрегатів) в зразку повинен бути не більше 1/5 висоти зразка. Не допускається використовувати для випробувань глинисті грунти, що містять великоуламкові включення більше 5 мм.

Зразки грунту при випробуванні на набухання слід заливати ґрунтовою водою, взятою з місця відбору грунту, водною витяжкою або водою питної якості, допускається застосування дистильованої води і штучно приготованих розчинів заданого хімічного складу. Випробування проводять до припинення поглинання зразком грунту води.

Набухання грунту під навантаженням визначають в компресійних приладах. При визначенні вільного набухання частина зразка за допомогою вкладиша-шаблону видавлюють з робочого) кільця і зрізають ножем так, щоб висота залишився зразка була не менше 10 мм. Зразок грунту в робочому кільці покривають з двох сторін фільтрами і поміщають в компресійний прилад.

Потім проводять такі операції: регулюють механізм навантаження зразка в компресійному приладі; встановлюють пристрої для вимірювання вертикальних деформацій зразків; записують початкові показання приладів.

Характеристики набухання глинистого грунту порушеного складу слід визначати на зразках з заданими значеннями густини і вологості.

При визначенні набухання грунту під навантаженням початкові ступені тиску повинні бути: на першому компрессионном приладі - близько 0,0025 МПа, що відповідає тиску від маси штампа і змонтованого на ньому вимірювального обладнання; на другому - 0,025 МПа; на третьому - 0,05 МПа; на четвертому - 0,1 МПа. Далі тиск підвищують в кожному приладі ступенями 0,1 ... 0,2 МПа до необхідних меж. Діапазон

тисків, при яких проводять випробування, визначається у програмі випробувань або приймається в межах полуторного значення проектного тиску на грунт.

Після навантаження зразків грунту в компресійних приладах їх витримують до умовної стабілізації деформацій, після чого замочують, заливши рідина в піддон.

Після замочування зразків реєструють деформації через 5, 10, 30, 60 хв, далі через 2 год протягом рабочею дня, а потім на початку і в кінці робочого дня до досягнення умовної стабілізації деформацій. У разі відсутності набрякання замочування проводять протягом трьох діб.

За початок набрякання слід вважати відносну деформацію (я), що перевищує 0,001. За критерій умовної стабілізації деформацій вільного набухання грунтів або деформацій набухання під навантаженням при даному ступені тиску в компресійних приладах слід приймати деформацію не більше 0,01 мм за 16 год. Після завершення набухання зразка грунту необхідно: злити рідину з приладу; кільце з вологим ґрунтом (без фільтрів) зважити і провести контрольне вимірювання висоти зразка грунту в кільці; грунт з кільця висушити в термостаті при температурі (105 ± 2) ° С.

За обчисленими значеннями при випробуванні в компресійних приладах будують графік залежності відносних деформацій набухання від вертикального тиску = j [o). Точки графіка, які відповідають різним тискам, з'єднують плавною кривою. Значення тиску, відповідне точці перетину кривої з віссю тиску (<т) (рис. 8.21, а) або точці передбачуваного перетину продовження кривої графіка = Л °) з віссю тиску (<т) (рис. 8.21, б), дорівнює тиску набухання p sw . Тиск набухання допускається визначати, вимірюючи виникає зусилля набухання замоченного зразка шляхом компенсації деформацій набухання.

image321

Мал. 8.2I. Графіки залежності набухання грунту від тиску п при випробуванні в компресійному приладі: а - р х н - встановлена шинка тиску набухання: б - p sw - передбачувана шинка тиску набухання

Закономірності величин набухаемости глинистих ґрунтів, що перебувають під навантаженням, залежать від тих же факторів, що і вільне набухання. До зовнішніх факторів набухаемости грунтів відносяться зовнішній тиск і температура. Як випливає з теорії "расклинивающего тиску" і експериментальних даних, "осмотичний" набухання в глинистих ґрунтах можна обмежити або зовсім запобігти за допомогою програми зовнішнього тиску, яке чисельно дорівнюватиме тиску набухання грунту (/> ",.). Відносна величина набухання глинистих ґрунтів змінюється в залежності від тиску за експоненціальним законом, причому найбільш різке зменшення її відбувається при тиску до 0,2 МПа.

Величини тиску набухання в глинистих ґрунтах в середньому змінюються від 0 до 1,5 МПа і характеризуються в основному "осмотическим" тиском в норовом розчині активних обмінних катіонів ДЕС при концентрації розчину електроліту менше 0.1 і.

Крім того, має значення циклічність додатки і зняття навантаження при набуханні глинистих ґрунтів, так як при цьому після зняття навантаження первісна набухаемость грунту повністю не відновлюється - має місце гістерезис "компрессіі- рекомпрессії", який зменшується з ростом циклів навантаження і розвантаження грунту; при багаторазовому повторенні цих циклів петлі гистерезиса практично зливаються. Це явище пов'язане з доуплотненіе грунту під тиском, руйнуванням більших пір і досягненням більш щільного складання зразка, коли частинки починають контактувати через тонкі плівки води, що володіють особливими структурно-пластичними властивостями [50].

Попередню оцінку нормативних значень відносної деформації набухання £ sw грунтів (головним чином монтморіллонітових і палигорськітових глин, в меншій мірі - гідрослюдистої і каолінітові глин) в залежності від їх щільності

в сухому стані і вологості при інженерно-геологічних вишукуваннях для споруд 1 і II рівня відповідальності, а також остаточну їх оцінку для споруд III рівня відповідальності допускається виконувати відповідно до табл. 8.24 [111], а величину тиску набухання - але табл. 8.25.

Таблиця 8.24

Значення величини вільного набухання

Вологість,

Величина вільного набухання е т - (Д- од.) При щільності в сухому стані, г / см '

і Л. од.

1.5

1.6

1.7

1.8

1,9

2.0

0,02

0.09

0,11

0.14

0.17

Г 0.19

0.22

0.04

0.08

0.10

0.13

0.16

0.18

0,21

0.06

0.07

0.09

В

0.15

0.17

0.20

0.08

0,06

0,09

0,14

0,16

0,19

0.1

0.05

0.08 Б

0.10

0.13

0.15

0,18

0.12

0.04

0.09

0.12

0.14

0.17

0.14

А 0,03

0,06

0,08

0,11

0,13

0,16

0.16

0.02

0.05

0.07

0,10

0.12

0,15

0.18

0.01

0.04

0.06

0.09

0.11

0.14

0,20

0,00

0.03

0,05

0,08

0,10

0,13

А - ненабухающ і е; В - сла б онаоухающі е ; В - ср е дн е набухающі е ; Г - сі л ьнонабухающі е грунти

Таблиця 8.25

Значення величини тиску набухання

Вільне набухання, д. Сд.

Тиск набухання, МПа

Вільне набухання, д. Сд.

Тиск набухання, МПа

0,04

0.02

0,14

0.21

0.06

0,05

0.16

0.25

0.08

0.09

0.18

0.29

0,10

0,13

0,20

0,33

0.12

0,17

0.22

0.37

При вишукуваннях для передпроектної документації допускається оцінювати набухаемость грунтів за коефіцієнтами пористості е і Єі (коефіцієнти пористості зразка, відповідно, з природною вологістю і вологістю на межі текучості, див. Формулу (5.4)) і відносити до набухають грунтів глинисті грунти за умови (111] :

При проектуванні основ, складених набухаючими грунтами, слід враховувати можливість [111]:

  • • набухання грунтів за рахунок підйому рівня підземних вод або інфільтрації - зволоження ґрунтів виробничими або поверхневими водами;
  • • набухання грунтів за рахунок накопичення вологи під спорудами в обмеженою за глибиною зоні внаслідок порушення природних умов випаровування при забудові та асфальтування території (екранування поверхні);
  • • набухання та усадки грунту у верхній частині зони аерації - за рахунок зміни водно-теплового режиму (сезонних кліматичних факторів);
  • • усадки за рахунок висихання від впливу теплових джерел.
 
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