Грунт под влиянием внешних сил и собственного веса может деформироваться, уменьшится в объеме. Происходит его уплотнение. Это свойство получило название «сжимаемость». Показатель учитывается при строительстве. Для определения пригодности участка к застройке проводят бурения пробных скважин, исследования отобранных пород в лабораторных условиях.

Показатели сжимаемости грунта

Характеристики почвы на деформацию определяются двумя методами:

  1. В жестких, не поддающихся растяжению, компрессионных устройствах. В них полностью исключается боковое расширение.
  2. В условиях возможного бокового расширения.
Степень сжатия периодически увеличивают, после каждой нагрузке дают время на стихание процесса деформации. После стабилизации измеряют осадку и выводят компрессионную кривую.

Компрессионную кривую

К показателям деформирования породы относят:

  • коэффициент сжимаемости;
  • относительной сжимаемости;
  • модуль деформации;
  • структурную прочность.

Коэффициент сжимаемости

Первый показатель, изменение рыхлости породы под давлением, крайне важен. Он определяет зависимость конечного деформирования почвенной смеси от давления и дает возможность установить формат осадка основания строения.

Коэффициент относительной сжимаемости

Это параметр деформации относительно единицы давления. При определении этого показателя учитывают: усадку образца под разным нажимом от 0 до p1, начальную высоту исследуемого материала в мм и уровень пористости.

Коэффициент сжимаемости, m0, связан с модулем поперечной деформации E0 (упругости). Степень поперечного расширения для разных песков, супесей, суглинков, глин, отличается.

Выделяют три категории грунта:

  1. сильно сжимаемыйm0 > 0,5 (МПа)-1
  2. средне сжимаемый0,1>m0 > 0,5 (МПа)-1
  3. мало сжимаемыйm0 < 0,5 (МПа)-1

Модуль упругости

Эта величина переменная. Она меняется: от степени сдавливания, времени воздействия, плотности породы, площади штампа. Чтобы спрогнозировать поведение почвенного слоя в условиях сдавливания, необходимо знать эти показатели.

Структурная прочность

Степень уплотнения зависит от структуры почвы, рыхлости, наличия кристаллизационных связей. Структурная прочность – это параметр напряженности, при котором происходит разрушение связей. Небольшие нагрузки вызывают легкую деформацию, при этом коэффициент пористости практически остается неизменным. При усилении нагрузок и достижении структурной прочности происходит перекомпоновка частиц, уплотнение и уменьшение пористости.

Формула расчета коэффициента сжимаемости

По итогам тестов составляется график компрессионной кривой. Параметр сжимаемости рассчитывается по формуле:

формула 1

 

Чтобы его вычислить, необходимо определить соответствующий интервал давлений.

  • Р1 – напряжение от собственного веса грунта
  • Р – дополнительное давление от внешней нагрузки
  • Р2 – полное напряжение (Р2 = Р1 + Р)
  • е1е2 – коэффициенты пористости

Окончательно:

формула 2

 

Согласно СНиП, полученный результат:

  • меньше 0,005 – грунт, мало подающийся сжиманию;
  • равен 0,005 – средне сжимаемый;
  • свыше 0,05 – сильно деформируемый.

Приборы для определения сжимаемости

Исследования и определение вида грунта проводятся с помощью компрессионных приборов, одометров.
Устройство состоит из: корпуса, компрессионного кольца, штампов и индикаторов. При каждой степени нагрузки считывают показатели.

По результатам бокового давления, объему выделенной жидкости в водонасыщенных почвах определяют: коэффициент уплотнения, модуль деформации, структурную прочность.

Второй прибор, определяющий степень деформации, – стабилометр. Устройство представляет собой цилиндрическую камеру. Различают стабилометры с вертикальной или горизонтальной нагрузкой.

Минус лабораторных исследований в том, что нарастание давления в приборах происходит быстрее, чем в естественной среде. Это дает несколько завышенные показатели.

Факторы, влияющие на показатель сжимаемости

На способность почвы изменяться в объеме влияют следующие факторы:

  • состав почвенных смесей, песчаная почва отличается малой сжимаемостью, глина с элементами натрия более сжимаема, чем с элементами кальция;
  • скорость нагрузки;
  • увеличение давления.

Последние два фактора способствуют большему уплотнению пород.

Понравилась ли Вам статья?

Нажмите на звездочку =)

Средний рейтинг 0 / 5. Голосов: 0

Стань первым! Голосов еще нет.

Нам очень жаль, что статья вам не понравилась!

Помогите нам улучшить контент!

Подскажите, пожалуйста, как мы можем ее улучшить?

0 0 vote
Article Rating