И деформационные характеристики грунтов

Исследования функциональных связей между показателем пористости, удельным сцеплениям и углом внутреннего трения грунтов проводили следующим образом. На основании данных СНиП 2.02.01-83 «Основания зданий и сооружений» сначала была

28

установлена зависимость между удельной силой сцепления с_п и коэффициентом пористости е.

Эти зависимости для различных грунтов, представленные на рис. 19, образуют пучок прямых, пересекающихся в точке с координатами (-0,35; 2,5). Точкам соответствуют данные первой группы влажности песчаных грунтов, а для глинистых — значения текучести.

После тщательного анализа полученных данных было установлено, что в промежутке между пылеватыми песками и супесями нарушается закономерность изменения удельной силы сцепления при определенном значении коэффициента пористости. Это позволяет высказать предположение о том, что в данном интервале должен быть еще один тип грунта. Наиболее логичным, по нашему мнению, будет разделение супесей на два вида: пылеватые и глинистые.

Рис. 19. Зависимости нормативной удельной силы сцепления с_п, кПа, от коэффициента пористости е:

1 - песок крупный; 2 - песок средней крупности; 3 - песок мелкий; 4 песок пылеватый; 5 - супесь легкая; 6 - супесь тяжелая; 7 - суглинок; 8 глина; Т.п. - точка пересечения

29

Рис. 20. Зависимости нормативного угла внутреннего трения φ_п от коэффициента пористости е (обозначения те же, что на рис. 19)

Аналогично были построены графики, устанавливающие зависимость угла внутреннего трения φ_п от коэффициента пористости е(рис. 20); прямые пересекались в точке с координатами 1,85; 7,5°. Здесь, как и в предыдущем случае, просматривается нарушение закономерности изменения угла внутреннего трения при постоянном коэффициенте пористости. Происходит это в зоне супесей и суглинков. Заметим, что в интервале значений коэффициентов пористости, рекомендуемых упомянутыми строительными нормами, можно эти графики считать параллельными. Расхождение не будет превышать 0,5°, что вполне допустимо с практической точки зрения.

На рис. 20 точкам соответствуют данные строительных норм по песчаным и глинистым грунтам (показатель текучести в диапазоне 0≤ J₂≤ 0,25), а штриховыми линиями отмечены наиболее характерные отклонения от явно просматривающейся тенденции их пересечения. Знаком «+» помечены предполагаемые средние значения отсутствующих данных для этих характеристик между двумя ближайшими видами грунтов в зоне их разрыва.

На рис. 21 и 22 представлены зависимости модуля деформации и условного расчетного сопротивления от коэффициента пористости е. Совпадение зависимостей по отдельным категориям связано с высказанным ранее предположением о симметричности графиков условного расчетного сопротивления для песчаных и глинистых грунтов.

30

Рис. 21. Зависимости модуля деформаций грунта Е, МПа, от коэффициента пористости е (обозначения те же, что на рис. 19)

Рис. 22. Зависимости условного расчетного сопротивления R_o, кПа, от коэффициента пористости е (обозначения те же, что на рис. 19)

31

Полученные результаты позволили составить таблицы 2 и 3 обобщенных нормативных значений удельной силы сцепления с_п, угла внутреннего трения φ_п, модуля деформаций Еи расчетного сопротивления R_oпесчаных и глинистых грунтов четвертичных отложений.

Таблица 2

Грунты	Показатель влажности G	Характеристики	Нормативные значения характеристик грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75	0,85
Пески гравелистые и крупные	Независимо от влажности	сп, кПа			0,5	-	-
φп, град.				-	-
Е, МПа				-	-
Ro, кПа				-	-
Пески средней крупности	Независимо от влажности	сп, кПа				-	-
φп, град.				-	-
Е, МПа				-	-
Ro, кПа				-	-
Пески мелкие	0< G ≤ 0,5	сп, кПа					-
φп, град.					-
Е, МПа					-
Ro, кПа					-
0,5 < G ≤ 1	сп, кПа				0,5	-
φп, град.					-
Е, МПа					-
Ro, кПа					-
Пески пылеватые	0< G ≤ 0,5	сп, кПа
φп, град.
Е, МПа
Ro, кПа
0,5 < G ≤ 1	сп, кПа
φп, град
Е, МПа
Ro, кПа

32

Таблица 3

Грунты	Показатель текучести JL	Характеристики	Нормативные значения характеристик грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Супеси легкие	0≤ JL ≤0,25	сп, кПа					-	-	-
φп, град					-	-	-
Е, МПа					-	-	-
Ro, кПа					-	-	-
0,25≤ JL ≤0,75	сп, кПа
φп, град						-	-
Е, МПа					-	-	-
Ro, кПа					-	-	-
Супеси тяжелые	0≤ JL ≤0,25	сп, кПа						-	-
φп, град						-	-
Е, МПа						-	-
Ro, кПа						-	-
0,25≤ JL ≤0,75	сп, кПа							-
φп, град						-
Е, МПа						-	-
Ro, кПа						-	-
Суглинки	0≤ JL ≤0,25	сп, кПа							-
φп, град							-
Е, МПа							-
Ro, кПа							-
0,25≤ JL ≤0,5	сп, кПа							-
φп, град							-
Е, МПа							-
Ro, кПа							-
0,5≤ JL ≤0,75	сп, кПа							-
φп, град							-
Е, МПа							-
Ro, кПа							-

33

Продолжение табл. 3

Грунты	Показатель текучести JL	Характеристики	Нормативные значения характеристик грунтов при коэффициенте пористости е, равном
0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05
Глины	0≤ JL ≤0,25	сп, кПа
φп, град
Е, МПа
Ro, кПа
0,25≤JL ≤0,5	сп, кПа
φп, град
Е, МПа
Ro, кПа
0≤ JL ≤0,75	сп, кПа
φп, град
Е, МПа
Ro, кПа

Таким образом, предлагаемая классификация содержит восемь, а не семь видов грунтов: четыре песчаных и четыре глинистых. При такой классификации сохраняется постоянство шага характеристик грунтов и ликвидируется допущенный нормами разрыв их функциональных связей.