Перечислите способы определения прочностных характеристик грунтов

1) Испытания на сдвиговом приборе – при прямом плоскостном срезе цилиндрического образца грунта выполняется в лабораторных условиях.

2) Испытания в приборе трехосного сжатия (стабилометре). Методика проведения испытаний с наибольшей полнотой отражает работу грунта в основании. При загружении грунта в приборе создается трехосное напряженное состояние с измерением каждого компонента напряжения. Конструкция прибора позволяет определить: нейтральное или поровое давление по манометру, продольную и поперечную деформацию образца, изменение объема образца по валюмометру.

Помимо прочностных характеристик на этом приборе можно определить деформационные характеристики (коэффициент Пуассона, модуль деформации).

3) Испытания при одноосном сжатии. Проводятся для тугопластичных и твердых глин, которые хорошо сохраняют форму после обработки образцов. Образцы изготавливают в форме цилиндра с соотношением размеров h=(1,5 – 2,0) d. Разрушение образцов будет происходить как у хрупких материалов по плоскости, где касательные напряжения достигают предельного сопротивления сдвигу. Угол наклона этой плоскости стремится к 45 градусов.

4) Лопастные испытания – проводятся в полевых условиях для грунтов, из которых трудно отбирать образцы без нарушения природного строения (торф, илы, глинистые водонасыщенные грунты). Для испытания откапывается небольшой шурф, в грунт вдавливается крестовина прибора и фиксируется крутящий момент, при котором происходит срез грунта лопастью по цилиндрической поверхности. Результаты испытаний используются для расчета ула внутреннего трения и сцепления.

5) Метод шарикового штампа. Применяется для определения сцепления для связных грунтов (глинистых) и вязких (льдистых, вечномерзлых). Испытания состоят во вдавливании в исследуемый грунт сферического штампа постоянной нагрузкой Ри измерении во времени осадки S. Расчетное сопротивление вычисляется по формуле:

, где В – диаметр штампа.

6) Испытания на сдвиг в шурфах. Применяются в основном для крупнообломочных грунтов, из которых невозможно отобрать для лабораторных испытаний. Эти испытания аналогичны испытаниям в сдвиговом приборе.

33. От чего зависит деформируемость грунта?

Деформационные характеристики грунтов:

При небольшом изменении сжимающих напряжений (порядка 0,1…0,3 МПа) уменьшение коэффициента пористости грунта пропорционально увеличению сжимающего напряжения.

Коэффициент сжимаемости , кПа^-1:

. (2.1.)

Относительный коэффициент сжимаемости , кПа^-1:

. (2.2.)

Модуль деформации грунта , кПа:

. (2.3.)

где зависит от коэффициента бокового давления грунта :

, (2.4.)

, где – коэффициент Пуассона. (2.5.)

34. Какие грунты относятся к структурно-неустойчивым?

Структурно-неустойчивыми называют такие грунты, которые обладают способностью изменять свои структурные свойства под влиянием внешних воздействий с развитием значительных осадок, протекающих, как правило, с большой скоростью. К основным воздействиям относятся увлажнение грунтов, промерзание и оттаивание, суффозия и выветривание, внешние нагрузки, перемятие грунтов и др.

Такое название они получили потому, что при определенных условиях их природная структура сравнительно резко нарушается.

К структурно-неустойчивым относятся следующие грунты:

· лессовые, структура которых нарушается при замачивании их под нагрузкой;

· набухающие, которые при увлажнении способны существенно увеличиваться в объеме даже под нагрузкой;

· засоленные, песчано-глинистые отложения, в которых накопление солей произошло в процессе их формирования

· сильносжимаемые грунты, деформационные и прочностные свойства которых резко изменяются при нарушении их природной структуры;

· торфы и заторфованные грунты, обладающие очень большой сжимаемостью и малой прочностью;

· мерзлые и вечномерзлые, структура которых нарушается при оттаивании.

35.Перечислите характерные особенности лёссовых просадочных грунтов

Лессовые грунты образовались в результате переноса ветром мелких частиц грунта и при отложении их в преимущзественно степных районах. Между ними образовались жесткие кристаллизационные связи ( в следствие кристаллизации солей), при этом процесс образования связей опережал процесс уплотнения. Поэтому это макропористые грунты, которые практически не деформируются. Они достаточно прочные в состоянии природной влажности и держат вертикальные откосы высотой до 10 м. При замачивании лессового грунта происходит расстворение кристаллизационных связей, уменьшение грунта в объеме, что ведет к просадке поверхности и возведенного сооружения. Просадка – быстро развивающая осдка, вызванная изменением структуры грунта. Просадка может происходить как от собственного веса грунта, так и порд действием внешней нагрузки.

Просадочные грунты характеризуются:

а) относительной просадочностью ε_sl – относительным сжатием грунтов при заданном давлении после их замачивания

ε_sl = (h_пр – h_sаt) / h_пр , (1.2)

где h_p – высота образцагрунта природной влажности при давлении, ожидаемом на данной глубине после возведения сооружения. ; hsat – высота того же образца после замачивания до полного водонасыщения при том же р; Если ε_{sl >}0,02, то грунты относятся к просадочным.

б) начальным просадочным давлением р_sl – минимальным давлением, при котором начинают проявляться просадочные свойства грунтов при их полном водонасыщении, при лабораторных испытаниях оно соответствует εsl = 0,01; при полевых –резкому излому на графике р–s (пределу пропорциональности), когда осадка возрастает на следующей ступени нагружения не менее чем в полтора раза;

в) начальной просадочной влажностью ωsl – минимальной влажностью, при которой проявляются просадочные свойства грунтов.

По просадочности грунты делят на 2 типа:

1) Просадка возможна от внешней нагрузки, а просадка от собственного веса отсутствует или не превышает 5 см.

2) Возможна просадка от собственного веса > 5 см.

Просадочность испытывается на компрессионном приборе.