Сопротивление грунтов сдвигу
К основным внутренним факторам, свойственным грунту и влияющим на его прочность при сдвиге, относятся:
комплекс структурно-текстурных особенностей (тип структурных связей и их прочность, зернистость, однородность структуры, тип текстуры, пористость и трещиноватость, зависящие от выветрелости), а также наличие и состав поровой жидкости и ее количество.
Сопротивление сдвигу несвязных грунтов. Главной особенностью сопротивления сдвигу несвязных грунтов является отсутствие значимого сцепления .Поэтому сопротивление сдвигу таких грунтов в полной мере характеризуется углом внутреннего трения (ф) или углом естественного отко са (фо), а основными факторами, определяющими прочность несвязных грунтов при сдвиге, будут те, которые влияют на трение между частицами грунта. Величина сил трения между частицами несвязных грунтов прежде всего зависит от формы частиц, состояния и характера их поверхности.
Среди других факторов, влияющих на сопротивление сдвигу несвязных грунтов, выделяют их плотность сложения (пористость).
Изменение объема грунта при сдвиге называется дилатансией , а грунты, у которых наблюдается это явление, — дилатантными. Пористость, при которой в процессе сдвига не меняется объем грунта, называется критической.
Сопротивление сдвигу связных грунтов
К основным внутренним факторам, свойственным связным грунтам и влияющим на их прочность при сдвиге, относятся: структурно-текстурные особенности (тип структурных связей и их прочность, дисперсность, однородность структуры, тип текстуры, пористость), наличие и состав поровой жидкости, ее количество, физико-химические особенности грунта, степень литификации и выветрелости. Связные грунты со смешанными контактами (кристаллизационными и переходными) обладают более высокими значениями (рис, чем грунты с коагуляционными контактами.
Сопротивление сдвигу мерзлых грунтов. Наличие льда в грунте является фактором, повышающим прочность связей между структурными элементами, по сравнению с тем же грунтом в талом состоянии. За счет смерзания частиц, облом ков, агрегатов несвязные грунты, не обладавшие сцеплением в талом состоянии, приобретают существенное сцепление в мерзлом состоянии и прочность грунта в целом при этом возрастает. Наличие незамерзшей воды является фактором, снижающим прочность грунтов на сдвиг.
Влияние засоленности на прочность ,что растворенные в поровом растворе соли оказывают влияние на формирование структурных связей между различными элементами грунта.
Среди внешних факторов, влияющих на прочность мерзлых грунтов при сдвиге, кроме вида напряженного состояния и условий нагружения, необходимо иметь в виду, прежде всего, температуру. С повышением температуры мерзлых грунтов параметры сопротивления сдвигу у них закономерно уменьшаются: снижается вели чина сцепления и угол внутреннего трения.
Фильтрационные свойства грунта.
Фильтрацией называется перемещение воды в грунтах под влиянием напора. При фильтрации частицы грунта задерживают движение водного потока.
Характеристикой степени водопроницаемости грунта является коэффициент фильтрации, представляющий собой скорость фильтрации при градиенте напора, равном единице. Скорость фильтрации воды в грунтах v характеризуется законом Дарси:
v = kΔH/l = kI
где k — коэффициент фильтрации; I — градиент напора при разности напоров ΔН и длине пути фильтрацииl.
За скорость фильтрации принимается расход воды в единицу времени, отнесенный к площади поперечного сечения образца грунта.
Коэффициент фильтрации определяется в лабораторных условиях в фильтрационных приборах и в полевых условиях с помощью опытных откачек. Следует иметь в виду, что в некоторых грунтах, например в плотных глинах, фильтрация возникает лишь тогда, когда градиент напора превысит некоторое критическое значение, называемое начальным градиентом напора. При значительных величинах начального градиента напора следует учитывать его влияние при решении задач уплотнения грунта. Для слабых глинистых грунтов в процессе их консолидации под нагрузкой коэффициент фильтрации значительно уменьшается при увеличении их плотности.