Расчетные характеристики сжимаемости грунтов

Упругие деформации и разрушение материала частиц могут происходить при высокой концентрации напряжений, в местах их контакта, что характерно для сферической или близкой к ней форме поверхности частиц.

Все три процесса в общем случае могут быть как обратимыми, так и необратимыми, т. е. после снятия приложенных нагрузок часть деформаций восстановится, а часть сохранится. Соотношение между обратимой и необратимой частью деформаций той или иной природы зависит от рода грунта, его плотности и величины действующих нагрузок. В связи с этим мы в дальнейшем рассмотрим раздельно процессы деформаций сжатия для таких различных грунтов как пески и глины.

При рассмотрений деформаций сжатия грунтов обычно пренебрегают изменением объема твердых частиц по сравнению с изменением объема пор.

При этом допущении деформации сжатия могут быть оценены изменением коэффициента пористости е.

Определение зависимости между коэффициентом пористости и сжимающими напряжениями в скелете грунта производится лабораторным путем обычно на приборах одноосного сжатия.

Схема прибора, применяемого для этих целей, называемого компрессионным прибором. Исследуемый образец укладывается в цилиндрическую обойму 2, устанавливаемую на основании 4, играющем одновременно роль фильтра. Грунт, уложенный в обойму, сжимается поршнем 3, способным, так же как и основание, пропускать воду, отжимаемую из грунта. Благодаря жесткости обоймы возможность бокового расширения грунта исключается.

Увеличивая ступенями сжимающие напряжения а и выжидая полного затухания деформаций от каждой ступени нагрузки, измеряют вертикальные перемещения поршня специальными индикаторами 6 (мессурами).

Связь между высотой образца в обойме при любой нагрузке и соответствующей величиной коэффициента пористости устанавливается из следующих простых соображений.

Особенности деформаций сжатия и расширения песчаных и глинистых грунтов. Следует отметить существенные различия в протекании процессов сжатия и расширения песчаных и глинистых грунтов.

Под влиянием статической нагрузки пески уплотняются слабо: в случае плотных песков — весьма незначительно; в случае рыхлых песков — сильнее. Динамические нагрузки (вибрирование, действие взрыва, землетрясение и т. д.) вызывают значительное уплотнение песков, особенно при рыхлом их сложении.

При действии статической нагрузки сжатие в песках происходит как за счет относительного смещения частиц, не связанного с их деформацией, так и за счет деформации самих частиц и вызываемых этим дополнительных взаимных их смещений. Именно последний фактор определяет обратимую часть деформаций сжатия.