Kaip žinoma, esant slėgiui, dirvožemis deformuojasi. Deformacijos pobūdis ir dydis priklauso nuo grunto pobūdžio, apkrovos būdo ir grunto deformacijos ribinių sąlygų. Gruntų deformacines savybes lemia šie pagrindiniai gamtos veiksniai: 1) struktūra ir tekstūra; 2) porų tirpalo sudėtis ir koncentracija; 3) cheminė ir mineraloginė dirvožemio skeleto sudėtis; 4) aplinkos temperatūra. Tam tikrų gamtos veiksnių įtaka dirvožemių deformatyvumui daugiausia priklauso nuo dirvožemio struktūros, t.y. apie dalelių sklaidą, tankį ir išsidėstymą erdvėje bei ryšius tarp dalelių. Priklausomai nuo grunto apkrovimo būdo, deformacijos išskiriamos statiniu (pakopiniu), smūginiu ir dinaminiu slėgio poveikio būdu. Dažniausiai gruntų deformacinės savybės ties konstrukcijų pagrindais nustatomos veikiant statinei apkrovai. Ypatingais atvejais dirvožemio deformacinės savybės nustatomos veikiant smūginėms apkrovoms (baranimui, sprogimui ir kt.), vibracijai, taip pat veikiant hidrostatiniam, daugiausia neigiamam (kapiliariniam) slėgiui, kuris atsiranda, kai vanduo mažėja dispersiniame. dirvožemiai.
Disperguotų gruntų deformacines savybes lemia jų gniuždymas veikiant apkrovai, atsirandantis dėl dalelių pasislinkimo viena kitos atžvilgiu ir atitinkamai porų tūrio sumažėjimo dėl uolienų, vandens ir dujų dalelių deformacijos. Nustatant gruntų gniuždomumą, išskiriami rodikliai, apibūdinantys galutinės deformacijos priklausomybę nuo apkrovos ir grunto deformacijos pokytį laikui bėgant esant pastoviai apkrovai. Pirmoji rodiklių charakteristika apima tankinimo koeficientą, suspaudimo laipsnį, sėdimosi modulį, antrąją - konsolidacijos koeficientą.
Gruntų deformacinės savybės nustatomos tiek laboratorinėmis sąlygomis ant mėginių su nutrūkusiomis ar nenutrūkusiomis konstrukcinėmis jungtimis, tiek lauko sąlygomis. Laboratoriniai tyrimai tebėra pagrindinis dirvožemio savybių tyrimo metodas, nes jie leidžia palyginti paprastai perkelti įvairius spaudimus į dirvą, ištirti dirvožemio elgseną įvairiuose fizinės būklės ir aplinkos sąlygų pokyčių diapazonuose, imituoti sudėtingus atvejus. grunto veikimo konstrukcijų pagrinde ar korpuse. Lauko bandymų metodai leidžia tiksliau atspindėti dirvožemio tekstūrinių ypatybių įtaką jo deformatyvumui.
Dirvožemių gniuždomumui lauko sąlygomis tirti naudojamas slėgio matuoklis - įrenginys, pagrįstas atviros skylės sienelėse esančio grunto suspaudimu ir deformacijos matavimu bei nustatantis gniuždomumo modulį.
20. Prie pagrindinių savybių dirvožemių stiprumo savybės apima: atsparumą dirvožemio šlyčiai išilgai žemės ir išilgai užšalimo paviršių; atsparumas suspaudimui, įtempimui; sukibimo ir vidinės trinties kampas, lygiavertis sukibimas.
Dirvožemyje yra paprastų ir sudėtingų įtempių būsenų.
Paprasta įtempimo būsena atitinka vienos iš įtempių rūšių pasireiškimą: suspaudimą, įtempimą, šlytį. Įtempių būsena dirvožemio masėje atitinka sudėtingą įtempių būseną, kai visų tipų paprastos įtempių būsenos atsiranda vienu metu su skirtingais deriniais.
Jie leidžia nukreipti konstrukcijų nuosėdas, nustatyti jų pagrindo uolienų stabilumą, o statant pamatus maksimaliai išnaudoti gruntų laikomąją galią. Rodikliai, išreiškiantys uolienų atsparumą šlyčiai, leidžia suprojektuoti užtvankų šlaitų, pylimų, užtvankų, karjero kraštų klojimą su minimaliu kasimo darbų kiekiu, nustatyti šlaitų ir nuošliaužų stabilumą, nustatyti racionalų skerspjūvį ir stabilumą. įvairios struktūros, įskaitant. betoninės užtvankos. Suspaudžiamumas uolienos vadina jos gebėjimą sumažinti tūrį esant apkrovai. Kai uoliena suspaudžiama vertikalia apkrova laisvo šoninio plėtimosi ir vienaašio gniuždymo sąlygomis, santykinė deformacija (e) yra apkrauto bandinio absoliutaus sumažėjimo (Δh) ir pradinio aukščio (h 0) santykis e=Δh/h. 0 Ryšys tarp įtempių (δ) ir santykinės deformacijos (e) vertės, kai apkrovos mažesnės už proporcijos ribą, nustatomas pagal išraišką: δ=Ee (E – tamprumo modulis).
Šlyties stiprumas. Uolienų stiprumo savybės nustatomi pagal daugybę tiesioginio skaičiavimo rodiklių kategorijai priklausančių rodiklių. Uolienų stiprumui būdingas gebėjimas atsispirti šlyties jėgoms (šlyties pasipriešinimas). Šlytis yra uolienų deformacijos ir sunaikinimo procesas, atsirandantis dėl vienos jos dalies poslinkio į kitą. Poslinkį išilgai tam tikros srities sukelia tangentinis įtempis. Šlyties stipris priklauso nuo bandiniui taikomos vertikalios apkrovos. Uolienų stiprumas vertinamas daugiausia pagal Mohro teoriją, pagal kurią kūno destrukcija įvyksta esant tam tikram ribiniam normaliųjų ir šlyties įtempių santykiui.
Stiprumo ir deformacijos charakteristikų nustatymas atliekamas tiek laboratorinėmis, tiek lauko sąlygomis, esant paprastoms ir sudėtingoms įtempių būsenoms. Pagrindiniai testų tipai yra: vienaašis suspaudimas; tarpas; pamaina; sukimas; suspaudimas; ašiesimetrinis triašis suspaudimas vertikalia ir radialine apkrova; ašiesimetrinis triašis suspaudimas su sukimu; ašiesimetrinis tuščiavidurio cilindro suspaudimas su sukimu; triašis suspaudimas su nepriklausomu visų trijų pagrindinių krypčių nustatymu; dinamometro bandymas atsipalaidavimo-šliaužimo režimu.
21. Reol. šventieji dirvožemiai. Inžineriniame-geologiniame uolienų vertinime šios savybės yra labai svarbios. Tačiau kiekvieno iš jų vaidmuo yra skirtingas, o tai priklauso nuo uolienų sudėties.1) Vandens pasipriešinimas. Atsparumo vandeniui nustatymas yra svarbiausias vertinant molingas uolienas, kurios, veikiamos vandeniu, praranda sanglaudą ir keičia konsistenciją arba įmirksta ir suyra. Įmirkimo greitis ir pobūdis apibūdina atsparumą vandeniui Kai kurios molingų uolienų rūšys sudrėkintos labai išsipučia, jų tūris padidėja 25-30%. Molio uolienų savybių pokyčiai vyksta ne tik sudrėkinus. Drėgnų molingų uolienų džiūvimą kartais lydi įtrūkimai, kietumo pokyčiai, tūrio sumažėjimas (susitraukimas). Vanduo, veikdamas uolienas, taip pat gali ištirpinti ir išplauti vandenyje tirpias dalis ir taip pakeisti jų savybes. 2) Drėgmės talpa. Uolienų drėgmės talpa reiškia jos gebėjimą sulaikyti ir išlaikyti tam tikrą vandens kiekį. Pagal tai skiriamos uolienos: intensyvios drėgmei (molis, priemolis), vidutiniškai neintensyvios (smėlio, smėlio m/z, s/z, dumbluotos) ir neintensyvios (smėlio s/z). , ko/z, žvyras ir kt.). Kalbant apie neintensyvias uolienas, reikėtų kalbėti apie jų vandens talpą. Drėgmės imliose uolienose išskiriama suminė, kapiliarinė ir molekulinė drėgmės talpa. Pilna drėgmės talpa – tai visiškas uolienų prisotinimas vandeniu, t.y. užpildydamas visas jos poras. Palyginus natūralų uolienos drėgnumą su drėgnumu, atitinkančiu visą drėgmės talpą, sprendžiama apie jos vandens prisotinimo laipsnį. Kapiliarinė drėgmės talpa atitinka ne visišką uolienų prisotinimą vandeniu, o tada, kai vandeniu užpildomos tik kapiliarinės poros. Molekulinė drėgmės talpa reiškia uolienų gebėjimą išlaikyti tam tikrą kiekį fiziškai surišto vandens. Didžiausias fiziškai surišto vandens kiekis, kurį uoliena gali išlaikyti savo dalelių paviršiuje, vadinamas maksimalia molekuline drėgmės talpa. Iš vandens prisotintų smėlio uolienų laisvai gali tekėti ne visas vanduo, o tik ta dalis, kuri paklūsta gravitacijos jėgai. Smėlio ir kitų vandens prisotintų uolienų gebėjimas jį išleisti laisvai tekėjimu apibūdina jų vandens išeigą. Drėgmės neintensyvios uolienos turi šią savybę. Uolienų vandens išeiga apytiksliai lygi skirtumui tarp jų bendros drėgmės talpos (W p) ir didžiausios molekulinės: W dep = W p -W m Uolienų vandens netekimo charakteristikos yra svarbios sprendžiant daugelį. praktiniais klausimais, pavyzdžiui, projektuojant drenažus, vandens įtekėjimą į duobę ir pan. 3) Kapiliarumas. Ženkliai padidėjus smėlėtų ir ypač molingų uolienų drėgmei, prastėja jų konstrukcinės savybės. Vandens drėkinimą gali sukelti vandens prasiskverbimas iš žemės paviršiaus arba jo patekimas iš apačios iš vandeningojo sluoksnio, veikiant kapiliarinių jėgų slėgiui. Kapiliarinės jėgos sudaro kapiliarinę zoną virš gruntinio vandens lygio, kurioje stebima padidėjusi drėgmė arba uolienų prisotinimas. Intensyviai išgaruojant kapiliariniams vandenims, dirvožemis drumstėja ir susidaro druskingos pelkės. Žinoma, kad maksimalus kapiliarinio pakilimo aukštis t/z ir m/z smėliuose gali siekti 1,5-2,0 m, molingose uolienose 3-4 m.. Stambiagrūdėse uolienose jis mažas ir neturi praktinės reikšmės. 4) Vandens pralaidumas. Pagrindinės uolienų vandens savybės apima vandens pralaidumą, t.y. gebėjimas praleisti vandenį esant slėgiui. Duomenys, apibūdinantys birių klastinių ir molingų uolienų vandens pralaidumą, plačiai naudojami praktikoje nustatant įplaukas į statybines duobes, požeminius darbus, drenažo būdus ir kt. Smėlio, akmenukų ir kitų birių nuosėdų pralaidumas vandeniui priklauso nuo jų poringumo ir poringumo. Molio uolienos esant žemam slėgiui yra labai prastai pralaidžios, nes jų porų dydis mažas. Vandens ir kitų skysčių judėjimas per porėtą terpę (uolieną) vadinamas filtravimu. Vadinasi, smėlio ir molio uolienų vandens pralaidumas yra jų filtravimo gebėjimas. Uolienų vandens laidumo matas yra filtravimo koeficientas. Inžinerinėje-geologinėje praktikoje jie daugiausia naudoja filtravimo koeficiento greičio išraišką, pagrįstą lygtimi v = K f I (k). Jei I=1, tai v=K f m/d., cm/d.
Molingose uolienose efektyvusis poringumas visada yra žymiai mažesnis už bendrą poringumą ir dažnai lygus nuliui, nes porų erdvę daugiausia užima fiziškai sujungtas vanduo.
22. Atsipalaidavimas. Kai apkraunama pastovia jėga F, atsiranda deformacijų,
vystosi laikui bėgant. Norint sustabdyti šių deformacijų vystymąsi, reikia sumažinti jėgą pagal tam tikrą dėsnį F(t) Įtempių, reikalingų pastoviai deformacijai palaikyti, laiko sumažėjimas vadinamas įtempių atsipalaidavimu. Iš statistinės fizikos pozicijų relaksacija gali būti laikoma statistinės pusiausvyros fizinėje sistemoje nustatymo procesu, kai mikroskopiniai dydžiai, apibūdinantys sistemos būseną (stresą), asimptotiškai artėja prie savo pusiausvyros reikšmių. Streso atsipalaidavimo reiškinio charakteristika yra atsipalaidavimo laikas, lygus laikui, per kurį įtampa sumažėja e kartų, o tai apibūdina molekulių „nusistovėjusio gyvenimo“ trukmę, t.y. lemia medžiagos mobilumą. Atsipalaidavimo laikas skirtingiems kūnams skiriasi. Akmenuotoms dirvoms atsipalaidavimo laikas kinta šimtus ir tūkstančius metų, stiklui - APIE šimtą metų, o vandeniui - 10-11 s. Pavyzdžiui, uolienų, sudarančių žemės plutą, atsipalaidavimo laikas matuojamas tūkstantmečiais, oro – 10–10, vandens – 10–11, ledo – šimtais sekundžių. Jei jėgų veikimo trukmė žemėje yra mažesnė nei atsipalaidavimo laikotarpis, tada daugiausia išsivystys elastinės deformacijos.
Taigi per 100–1000 sekundžių ledas elgiasi kaip elastingas kūnas (pavyzdžiui, stipriai apkrovos metu jis trapai lūžta nuo smūgio). Kai apkrova mažėja, ledas teka kaip klampus skystis. Panašus elgesys – trapus lūžis greitai veikiant apkrovai ir klampus srautas, ilgai veikiant apkrovai – aiškiai pasireiškia užšalusiame dirvožemyje.
Jei jėgos veikimo laikas dirvai viršija atsipalaidavimo laiką, tai dirvoje atsiranda negrįžtamos valkšnumo ir tėkmės deformacijos. Kitaip tariant, priklausomai nuo jėgos veikimo laiko ir atsipalaidavimo laiko santykio, kūnas elgsis kaip kietas arba kaip skystis. Relaksacijos periodas yra pagrindinė konstanta, apjungianti kietųjų ir skystųjų kūnų savybes.Atpalaidavimo laiko reikšmę galima nustatyti iš klampos r santykio su tamprumo (šlyties) moduliu: Kietieji kūnai, kuriems priklauso išsklaidytos ir uolinės dirvos, pasižymi ribojančiu šlyties įtempimu Xk , vadinamu takumo riba ir sutampančiu su tamprumo riba.
23-24. Pagrindinės fizinės ir cheminės dirvožemio savybės. Šios savybės apima savybes, atsirandančias dėl dirvožemio komponentų fizinės ir cheminės sąveikos. Tai yra dirvožemio korozinės savybės, difuzijos, osmosinės, adsorbcijos, taip pat lipnumas, plastiškumas, brinkimas, drėkinimas, susitraukimas ir kitos uolienų savybės. Korozinės savybės: korozija yra medžiagų sunaikinimo procesas dėl jų cheminės, elektrocheminės ar biocheminės sąveikos su aplinka. Požeminė korozija išreiškiama metalinių statybinių medžiagų, konstrukcijų ir vamzdynų sunaikinimu jų sąveikos su gruntu metu. Pagrindinės požeminės korozijos priežastys: 1) žemės drėgmės poveikis ant metalo konstrukcija; 2) elektrolizės reiškinys. Šie reiškiniai vyksta aplink dujotiekį, taip pat vietose, kur naudojamas tramvajų ir geležinkelių eismas. Panašus sunaikinimas vyksta dirvožemyje dėl klaidžiojančių elektros srovių įtakos vandeniui - druskos tirpalu dirvožemio porose, kuris dėl tokios sąveikos taps agresyviu CISO4 elektrolitu; 3) mikroorganizmų veiksmai dirvose, sukeliantys biokoroziją. Apskritai dirvožemio korozija priklauso nuo daugelio veiksnių. Pagrindiniai yra dirvožemio cheminė sudėtis ir, visų pirma, ištirpusių druskų sudėtis ir kiekis, taip pat dirvožemio drėgmė, dujų kiekis, dirvožemio struktūra, jų elektrinis laidumas ir bakterijų buvimas. Difuzija (iš lotynų kalbos Difuzija - plitimas, plitimas, sklaida), terpės dalelių judėjimas, lemiantis medžiagos pernešimą ir koncentracijų išlyginimą arba tam tikro tipo dalelių koncentracijų pusiausvyros pasiskirstymą. vidutinis. Osmosas (iš graikų kalbos Osmosas – stūmimas, slėgis), vienpusis tirpiklio perkėlimas per pusiau pralaidžią pertvarą (membraną), skiriančią tirpalą nuo gryno tirpiklio arba mažesnės koncentracijos tirpalo. Difuzija ir osmosas sukelia medžiagų jonų ir vandens molekulių persiskirstymą ir yra ryškiausi molinguose dirvožemiuose. Osmosas moliuose gali sukelti patinimą arba susitraukimo deformacijas. Pavyzdžiui, jei į gėlą vandenį įdėsite sūrų molio dirvą, įvyks osmosinė vandens absorbcija ir dėl to dirvožemis išsipūs. Praktiškai toks patinimas gali atsirasti įvairiuose kanaluose, paklotuose druskingose dirvose, juos užliejus gėlu vandeniu. Jei susidaro priešingas koncentracijų santykis, tai yra, tirpalas dirvose yra šviežesnis nei kanale, tada dėl jų susitraukimo iš dirvožemių atsiras osmosinis vandens išsiurbimas. Dirvožemio adsorbcija – tai jų gebėjimas sugerti tam tikras daleles ar medžiagos elementus iš pratekančių tirpalų. Yra keli adsorbcijos tipai: mechaninis (dalelių sulaikymas dėl porų konfigūracijos); fizinis (dėl molekulių sąveikos tarp dalelių iš tirpalo ir paviršiaus porų); cheminis (dėl cheminės sąveikos); biologinis (dėl augalų ir įvairių mikroorganizmų veikimo). Tam tikros adsorbcijos rūšys gali vykti kartu (fizinė ir cheminė adsorbcija).
25. Susitraukimas dirvožemio . Dirvožemio susitraukimas yra jo tūrio sumažėjimas dėl vandens pašalinimo džiovinimo metu arba veikiant fizikiniams ir cheminiams procesams (osmosui ir kt.). Dėl susitraukimo dirvožemis tampa tankesnis, o po džiovinimo net kietas. Molio grunto sutankinimas susitraukimo metu padidina jo atsparumą deformacijai, tačiau susitraukimą dažniausiai lydintys įtrūkimai padidina vandens pralaidumą ir sumažina paviršinio grunto sluoksnio stabilumą šlaituose. Sausame ir karštame klimate susitraukimo plyšiai suardo molio dirvožemio masę iki 7-8 m gylio ir daugiau.Susitraukimas maksimaliai pasireiškia moliuose; Rečiau pasitaiko kitose vientisose uolienose.
Lipnumas dirvožemio pasirodo esant didesnei nei Wm drėgmei; didžiausią vertę jis pasiekia molinguose dirvožemiuose. Molio lipnumas didėja didėjant išoriniam slėgiui ir mažėjant drėgmei, o didžiausia jo vertė daugeliu atvejų pasiekiama esant maksimaliai molekulinei drėgmės talpai. Dirvožemio lipnumas priklauso nuo dirvožemyje esančio vandens kategorijų, jo cheminės ir mineralinės dalies savybių, dirvožemio ir objekto sąlyčio ploto ir kt. Molio dirvožemių lipnumas, esant tam tikram santykiui jų charakteristikų išoriniams veiksniams, gali siekti 0,02-0,05 MPa. Todėl dirvožemio lipnumas yra vienas iš veiksnių, lemiančių kaušų, kelių ir dirvos dirbimo mašinų darbo sąlygas. Dirvožemio sukibimas su žemės kasimo ir transportavimo mašinų ir mechanizmų paviršiumi sumažina jų produktyvumą atliekant karjerų valymo darbus, įrengiant duobes ir kt.
Vandens pasipriešinimas yra dirvožemio gebėjimas išlaikyti mechaninį stiprumą ir stabilumą sąveikaujant su vandeniu. Uolienų sąveika su vandeniu gali būti statinė ir dinamiška: ramaus vandens poveikis sukelia patinimą ir drėkinimą, o hidrodinaminis – erozijos procesą.
Mirkymas- tai molingų uolienų gebėjimas, sugerdamas vandenį, prarasti sanglaudą ir virsti biria mase, iš dalies arba visiškai prarandant laikomąją galią. Mirkymo proceso intensyvumas priklauso nuo struktūrinių jungčių pobūdžio, dirvožemio sudėties ir būklės. Erozijos greitis ir intensyvumas priklauso tiek nuo vandens poveikio pobūdžio, tiek nuo uolienų reakcijos į šį poveikį – eroziją. Staigus atsparumo vandeniui pokytis (pavyzdžiui, dėl atmosferos poveikio) gali labai sumažėti konstrukcijų pamatų gruntų laikomoji galia ir atsirasti nuošliaužų bei nuošliaužų statybinių duobių šonuose ir gilumoje. karjerai.
Neryškumas Dažniausiai jis vertinamas pagal uolienų atsparumo erozijai koeficientą.
Plastiškumas Dirvožemis – tai jų gebėjimas dėl išorinių poveikių pakeisti savo formą (deformuotis) nenutrūkstant tęstinumui ir, nustojus išoriniam poveikiui, išlaikyti deformacijos metu gautą naują formą. Dirvožemio plastinės savybės yra glaudžiai susijusios su drėgme ir skiriasi priklausomai nuo vandens kiekio ir kokybės dirvožemyje. Molio uolienų perėjimas iš vienos konsistencijos formos į kitą įvyksta esant tam tikroms drėgmės vertėms, kurios vadinamos būdingais drėgmės lygiais arba ribomis. Inžinerinėje-geologinėje praktikoje plačiausiai naudojamos viršutinės ir apatinės plastiškumo ribos. Plastinės ribos ir plastiškumo skaičiai plačiai naudojami klasifikuojant molingus gruntus, nustatant projektinius grunto atsparumus ir apytiksliai įvertinant grunto stabilumą duobėse, kasimose ir kt.
Patinimas dirvožemis vadinamas jo tūrio padidėjimu sąveikaujant su vandeniu. Kasant duobes ir kasinėtus darbus dažnai pastebimas dirvožemio pabrinkimas, dėl kurio deformuojasi atramos, kelio dangos, pamatai ir kt. Išbrinkimui nustatyti buvo pasiūlyti keli metodai, kuriuos galima sujungti į penkias grupes, remiantis išbrinkimo įvertinimu: 1) patinimo karštis; 2) brinkimo spaudimu; 3) pagal nuosėdų, nusėdusių į skystį, tūrį; 4) pagal vandens kiekį (tūrį ar svorį), sukėlusį patinimą; 5) padidėjus dirvožemio tūriui brinkstant.
Geotechninio darbo praktikoje plačiausiai naudojamas metodas yra brinkimo tyrimo metodas, pagrįstas dirvožemio tūrio padidėjimu jį prisotinant vandeniu (kurį sukūrė A. M. Vasiljevas).
26. Vandens ir kitų skysčių judėjimas per porėtą terpę (uolienas) vadinamas filtravimas. Vadinasi, smėlio ir molio uolienų vandens pralaidumas yra jų filtravimo gebėjimas. Uolienų vandens laidumo matas yra filtravimo koeficientas. Inžinerinėje-geologinėje praktikoje jie daugiausia naudoja filtravimo koeficiento greičio išraišką, pagrįstą lygtimi v = K f I (k). Jei I=1, tai v=K f m/d., cm/d. Vandens judėjimo per porėtas terpes (uolienas) greitis yra tiesiogiai proporcingas hidrauliniam gradientui, t.y. efektyvaus slėgio ir filtravimo kelio ilgio santykis. Tai yra svarbiausias smėlio ir molio uolienų vandens pralaidumo dėsnis – laminarinės filtracijos dėsnis.
Vandens judėjimo greitį lemia ir lygtis: v=Q/F (Q – per uolieną išfiltruoto vandens kiekis, m 3; F – skerspjūvio plotas, m 2, per kurį filtruojamas vanduo). Kadangi vanduo juda tik per poras, tikrasis filtravimo greitis (remiantis mažesniu faktiniu uolienos skerspjūvio plotu) yra didesnis. Faktinis filtravimo koeficientas: K fd = K f /n (n – poringumas). Faktinis filtro koeficientas kartais vadinamas filtravimo greičio koeficientu. Smėlio uolienose K fd visada yra didesnis už filtravimo koeficientą, nustatytą tiesiogiai laboratorinėmis sąlygomis. Molingose uolienose efektyvusis poringumas visada yra žymiai mažesnis už bendrą poringumą ir dažnai lygus nuliui, nes porų erdvę daugiausia užima fiziškai sujungtas vanduo. Statyboje grunto filtravimo savybės (jo laidumas vandeniui) siejamos: 1. Su inžineriniais uždaviniais (krantų filtravimas dėl užtvankų statybos). 2. Dėl laikino gruntinio vandens lygio (U.G.V.) nuleidimo duobėms nuleidimo klausimais. Laboratorinis prietaisas gruntų filtravimo savybėms nustatyti – indas porėtu dugnu (žr. diagramą), į kurį dedamas smėlis. Vanduo pilamas iš viršaus ir įvairiais laiko intervalais matuojamas jo srautas (filtravimas per smėlio mėginį). Jei molingame grunte sukuriamas mažesnis už pradinę vertę hidraulinis gradientas, dirvožemyje nėra filtravimo ir toks gruntas yra vandeningasis sluoksnis. Filologinės dirvožemių charakteristikos naudojamos: 1. Drenažo skaičiavimui. 2. Požeminio vandens tiekimo šaltinio debito nustatymas. 3. Statinių (pamatų) nusėdimo laike skaičiavimas. 4. Dirbtinis U.G.V sumažėjimas. 5.Skardos polių apskaičiavimas kasant duobes ir tranšėjas.
Atkreipkite dėmesį į keletą savybių, būdingų amžinojo įšalo dirvožemiams po atšildymo:
Didžiausios vandens pralaidumo vertės pastebimos tektoninio suskaidymo zonose, o gylio silpnėjimas nepastebėtas, o tai paaiškinama dideliu ledo kiekiu, kurį sukelia dispersinio užpildo plėtimasis. Ledui ištirpus, susidaro galingi filtravimo kanalai.
Amžinojo įšalo dirvožemių vandens pralaidumas po jų atšildymo paprastai kinta laikui bėgant, nes jį įtakoja du priešingi veiksniai. Viena vertus, tirpstant ledui banguojančiame masyve ką tik susidariusios tuštumos linkusios užsisklęsti, veikiamos ant viršaus esančių gruntų svorio ar konstrukcijų apkrovų, dėl ko turėtų sumažėti vandens pralaidumas. Kita vertus, smulkiai išsklaidytą užpildą, kuris ledui ištirpus neturi filtro stiprumą užtikrinančios struktūros, filtro srautas gali nuplauti. Tai reiškia, kad uolienose padidėja vandens kiekis. Amžinojo įšalo uolienų filtravimo pajėgumas vertinamas eksperimentinių darbų rezultatais anksčiau atšildytose vietose arba netiesioginiais metodais. Netiesioginiai amžinojo įšalo dirvožemių aprūpinimo vandeniu vertinimo metodai apima: skaičiavimą; vandens pralaidumo rodiklių priklausomybių nuo trūkimo palyginimas atšildytiems ir įšalusiems gruntams; šulinių oro bandymai; geofizinis. Visi šie metodai yra vertinamojo pobūdžio.
Mechaninės gruntų savybės Stiprumo ir deformacinės savybės GOST 12248 -96 STIPRIO IR DEFORMUOJAMUMO CHARAKTERISTIKŲ LABORATORINIO NUSTATYMO METODAI
Apibrėžimas Dirvožemio mechaninės arba deformacinės ir stiprumo savybės apibūdina jo elgesį veikiant išorinei apkrovai
Suspaudžiamumas – tai dirvožemio gebėjimas sumažinti tūrį esant slėgiui. Išsklaidytuose molinguose dirvožemiuose suspaudžiamumas atsiranda daugiausia dėl vandens ir dujų ištraukimo iš porėtos erdvės. Smėlio suspaudžiamumas atsiranda dėl skeleto struktūros pokyčių ir dalelių persitvarkymo. Uolėtose dirvose – dėl elastinės skeleto deformacijos
Suspaudimo charakteristikos Gniuždomumo charakteristikos arba deformacijos savybės apima: u deformacijos modulį u Puasono koeficientą u gniuždomumo koeficientą u konsolidavimo koeficientus u pakartotinio konsolidavimo koeficientą.
Įtempiai – tai vidinės jėgos (slėgis), atsirandančios organizme reaguojant į išorines apkrovas.
Suminiai ir efektyvūs įtempiai Įtempius, kylančius vandens prisotintose dirvose, lemia du veiksniai – jėgos, atsirandančios kontaktuose tarp mineralinių dalelių (dirvožemio karkase), ir slėgis, kurį sukuria iš porų išspaudžiamas vanduo. Efektyvus įtempis (GOST 12248-96) yra įtempis, veikiantis dirvožemio skeletą, apibrėžiamas kaip skirtumas tarp bendro dirvožemio mėginio įtempio ir slėgio porų skystyje. Regimasis, įsivaizduojamas, neutralus ir pan. įtampa-įtampa sukurtas dėl išspausto vandens slėgio Bendras įtempis – efektyvus + tariamasis stresas
Visuminiai ir efektyvūs įtempiai Laikydami dirvožemį kaip dviejų fazių sistemą, susidedančią iš karkaso – mineralinių dalelių ir porų vandens, pristatome sąvokas: u Pz – efektyvus slėgis, slėgis dirvos karkase (sutankina ir stiprina dirvožemį). u Рw – neutralus slėgis, slėgis porų vandenyje (sukuria slėgį vandenyje, todėl jis filtruojasi). Bet kuriuo laiko momentu visiškai vandens prisotintoje dirvožemio masėje galioja toks ryšys: P = Pz + Pw, kur P yra bendras slėgis. Efektyvi įtampa šiuo atveju nustatoma taip: Pz = P - Pw (pagal Alekseev S.I., 2007)
Pw – slėgis, kurį sukuria deformacijos metu iš grunto porų erdvės išspaudžiamas vanduo. Šis slėgis sukelia įtempius, vadinamus „minimaliais“. u Laikui bėgant įsivaizduojami įtempimai palaipsniui atsipalaiduoja (atsipalaiduoja). Smėlingose dirvose atsipalaidavimo procesas vyksta greitai (kartais akimirksniu), molinguose – daug lėčiau. u Šio skirtumo priežastis yra vandens filtravimo esant apkrovai greičio ir pobūdžio skirtumas. u
Dirvožemio sutvirtinimas gniuždant Bendruoju atveju, kai vandens prisotintam dirvožemiui taikoma išorinė apkrova, suspaudimas iš pradžių atsiranda dėl tamprių porų vandens ir grunto karkaso deformacijų. Tada prasideda filtravimo konsolidavimo procesas dėl vandens išspaudimo iš dirvožemio porų. u Pasibaigus filtravimo procesui, prasideda antrinis dirvožemio sutvirtinimo procesas, nulemtas lėto dalelių poslinkio viena kitos atžvilgiu, esant nedideliam vandens išspaudimui iš dirvožemio porų. Pirminis konsolidavimas yra filtravimo konsolidavimas, antrinis konsolidavimas yra dėl šliaužimo. u
Filtracinės konsolidacijos teorija Pagrindinė filtracinės konsolidacijos teorijos pozicija: išsklaidyto vandens prisotinto grunto sutankėjimas atsiranda dėl vandens išspaudimo iš jo suspaudžiant akytą erdvę Kokie įtempiai sukelia grunto sutvirtėjimą? Tik veiksmingi, tai yra, perduodami dirvožemio skeletui. Neutralus slėgis neturi įtakos dirvožemio suspaudimui.
Pavlovskio lygtis yra filtravimo konsolidavimo teorijos pagrindas u Ši lygtis vienmačio atvejo atveju turi formą u, kur q yra vienetinis filtruoto vandens srautas (greitis), m/s; n - dirvožemio poringumas; z koordinatė (filtravimas vyksta išilgai z ašies), m; t - laikas, s.
Vienmatės problemos lygtis yra tokia: Erdvinės problemos forma yra u, kur c. V - konsolidacijos koeficientas; - Pporo slėgis
Konsolidacijos koeficientas Cv yra m 2/s. Tai rodo konsolidavimo proceso greitį – kuo didesnis konsolidacijos koeficientas, tuo jis vyksta greičiau.
Filtravimas smėlyje ir molyje Filtruojama dėl slėgio skirtumų arba dėl filtravimo gradiento.
Pradinis gradientas Molinguose dirvožemiuose nėra laisvo vandens, kurio tekėjimą veikia gravitacija. Vanduo molinguose dirvožemiuose yra labai mažose, dažnai uždarose porose ir negali pats išsifiltruoti. Norint, kad molingame dirvožemyje prasidėtų filtravimas, būtina jį papildomai slėgti, sukuriant tam tikrą gradientą, kuris vadinamas pradiniu gradientu. Pradinis filtravimo gradientas (i 0) filtravimo gradiento reikšmė molinguose dirvožemiuose, nuo kurių prasideda praktiškai pastebimas filtravimas
Darsio dėsnis: Vpot = Kf * i, Vpot - srautas i - slėgio gradientas Kf - filtravimo koeficientas Darcy dėsnis, atsižvelgiant į pradinį filtravimo gradientą, išreiškiamas taip: Vpot = Kf * (i-i 0) kai i>i 0 , Vpot = 0 ties i
Valkšnumas (pagal GOST) u Valkšnumas yra dirvožemio deformacijų vystymasis laikui bėgant, esant nuolatiniam įtempimui. u Neslopinto (nestovaus) valkšnumo stadija yra dirvožemio deformacijos procesas pastoviu arba didėjančiu greičiu, esant pastoviam įtempimui
Izaoko katedros pamatų deformacijos (pagal Dashko ir kt.) yra šliaužimo http: //georec pasekmė. žmonių ru/mag/2002 n 7/5/7. htm Patikimas silpnai gniuždomas gruntas Silpnas labai gniuždomas gruntas (šliaužiantis gruntas) Patikimas silpnai gniuždomas gruntas
Elastingumo teorija. Huko dėsnis. Tamprioji gniuždymo ir (arba) tempimo deformacija yra tiesiogiai proporcinga įtempimui: ε = Рх/Е, kur ε – santykinė deformacija Рх – įtempis (slėgis), MPa E – Youngo modulis, MPa
Fizinė Youngo modulio reikšmė Youngo modulis (E, MPa) – atspindi santykinės tiesinės deformacijos ir įtempių santykį. Jį lemia medžiagos (mūsų atveju dirvožemio) sudėtis ir savybės ir skiriasi priklausomai nuo pastarųjų sudėties ir savybių. Nepriklauso nuo gniuždymo įtempio dydžio.
Tamprioji deformacija Tamprioji deformacija – tai santykinis kūno dydžio ir formos pokytis veikiant išorinei apkrovai. Pašalinus apkrovą, forma ir matmenys atkuriami.
Tampriosios deformacijos Pagal deformacijos kryptį jos skirstomos į išilgines (veikiamos apkrovos krypties atžvilgiu) ir skersines. Santykinė išilginė deformacija: x= (h 1 -h 2)/h 1 Santykinė skersinė deformacija: y= (S 2 -S 1)/S 1
Puasono koeficientas () Puasono koeficientas – kūno santykinių tiesinių deformacijų skersine kryptimi nuo apkrovos poveikio santykinių tiesinių deformacijų išilgine kryptimi santykis: = ε y/ε x
Tamprių kūnų gniuždymo koeficientas () ir tūrinis deformacijos modulis (K) u Visapusiško vienodo kietojo kūno suspaudimo atveju Huko dėsnis įgauna tokią formą: kur p=(px+py+pz)/3. Reikšmė p vadinama vidutiniu normaliuoju įtempimu.
Tamprių kūnų gniuždomumo koeficientas (m 0) ir tūrinės deformacijos modulis (K) u Remiantis ankstesniu, galime rasti gniuždomumo koeficiento arba jo atvirkštinės reikšmės išraišką - tamprios terpės tūrinės deformacijos modulis K: Nepriklauso nuo gniuždymo įtempio dydis.
Gniuždymo bandymai u 5. 4. 1. 1 Atliekamas grunto bandymas suspaudimo metodu, siekiant nustatyti šias deformuojamumo charakteristikas: gniuždomumo koeficientas mo, deformacijos modulis E, konsolidacijos koeficientas. . . u 5. 4. 1. 2 Šios charakteristikos nustatomos remiantis grunto mėginių tyrimo rezultatais suspaudimo įtaisuose (odometruose)..., neįtraukiant dirvožemio mėginio šoninio išsiplėtimo, kai jis apkraunamas vertikalia apkrova.
Deformacijos Suspaudus suspaudimo įtaise, sumažėja tūris ir (pirmiausia) sumažėja porėtos erdvės tūris (taigi ir poringumas). Tai leidžia išreikšti tūrinę deformaciją keičiant poringumo reikšmes, pvz.
Dirvožemio deformacija Dirvožemis nėra idealiai elastingas kūnas. Molinguose dirvožemiuose kartu su elastingais atsiranda ir plastinių deformacijų, kurios pažeidžia tiesinį įtempių ir deformacijų ryšio pobūdį.
Suspaudimo kreivė – apkrovų ir poringumo koeficiento priklausomybės hiperbolinis grafikas e Akytumo koeficientas (tūrio deformacijos funkcija) e 0 i apkrovos pakopa e 1 e 2 i+1 apkrovos pakopa Tiesios linijos atkarpa P, MPa Ps P 1 P 2 vertikalus slėgis e 0 - pradinė natūralaus poringumo vertė, Рs mažiausias slėgis, kuriam esant prasideda pastebima deformacija
Skersinės deformacijos koeficientas β-koeficientas, atsižvelgiant į grunto šoninio plėtimosi nebuvimą suspaudimo įrenginyje β=1 - (2 2/(1 -)) Koeficientas (Puasono koeficientas) nustatomas pagal triašio bandymo duomenis. Jei šių duomenų trūksta, daroma prielaida, kad jų reikšmės yra: - Smėlio ir priesmėlio: 0,30 -0. 35 - Kietam priemoliui ir moliui: 0. 2 -0. 3 - Pusiau kietam priemoliui ir moliui: 0. 30 -0. 38 - Labai skystam priemoliui ir moliui: 0. 38 -0. 45
Deformacijos modulis (E, MPa) - tiesinio ryšio tarp slėgio padidėjimo bandinyje ir jo tūrinės deformacijos proporcingumo koeficientas. Savo prigimtimi jis panašus į Huko dėsnio tūrinį deformacijos modulį (K), tačiau priklauso nuo gniuždymo įtempio dydžio. Nustatant E, tūrinė deformacija V apytiksliai atitinka poringumo koeficiento e pokyčius atitinkamose deformacijos stadijose: V e
Santykinis gniuždymas i-oje pakopoje Santykinio gniuždymo koeficientas (santykinė vertikalioji deformacija) i-oje apkrovos stadijoje apibrėžiamas kaip aukščio, kuriuo bandinys pasikeitė nuo tam tikros apkrovos iki pradinio suspausto aukščio, santykis. pavyzdys: εi = Δhi/h
Akytumo koeficiento apskaičiavimas i-oje apkrovos stadijoje Akytumo koeficientas i-oje apkrovos stadijoje apskaičiuojamas taip: e 0 - pradinis (pradinis) poringumo koeficientas ei- poringumo koeficientas i-oje apkrovos stadijoje i- santykinis gniuždymas i-oje apkrovos stadijoje
Deformacijos modulio apskaičiavimas Pagal GOST 12248 -96 bendras deformacijos modulis E apskaičiuojamas pagal formules: Еi-(i+1)= ((Рi – Pi+1)/(еi – еi+1))* β Arba Еi-(i +1)= ((1+ео)/mo)*β ео- natūralaus dirvožemio poringumo koeficientas e- akytumo koeficiento reikšmės I ir i+1 apkrovos stadijose- judrumo koeficientas β - šono rinkinys plėtiniai
Apkrovos ir gniuždymas Daugelio tipų konstrukcijų (blokinių penkiaaukščių pastatų, apie 10 m aukščio žemės pylimų ir kt.) apkrovos arba savitasis slėgis svyruoja nuo 200 iki 300 KPa. Remiantis tuo, dirvožemiai pagal jų gniuždomumą 200-300 KPa slėgio intervale gali būti skirstomi į: u mo mo >1/10 MPa - vidutiniškai gniuždomi u mo >1/10 MPa - silpnai gniuždomi.
Konsolidacijos koeficientas u. Filtravimo koeficientas s. V ir antrinė konsolidacija – rodikliai, apibūdinantys dirvožemio deformacijos greitį esant pastoviam slėgiui dėl vandens filtravimo (p. V) ir grunto šliaužimo su
Konsolidacijos koeficientas Konsolidacijos koeficientai naudojami nuosėdų vystymosi greičiui įvertinti. Cv - cm 2/min, valanda, metai C - cm 2/min, valanda, metai Šios vertės nustatomos grafiniu-analitiniu metodu, naudojant suspaudimo kreivę (N priedas, GOST 12248-96) arba specialiais bandymais suspaudimo įtaisas.
Buitinis slėgis Buitinis (litostatinis arba natūralus arba kalnų ir kt.) slėgis (Pb) apibrėžiamas taip: Pb = *H H- gylis, m - savitasis sunkis (MN/m 3)
Grunto savitasis svoris, atsižvelgiant į vandens svėrimo poveikį (vandens prisotintam dirvožemiui), nustatomas pagal formulę u = (s - w)/ (1 + e), kur: u s – dirvožemio dalelių savitasis svoris apskaičiuojamas: u s = s * g čia: u s – dirvožemio dalelių tankis t/m 3 u g – gravitacinis pagreitis = 9,81 m/s2 u w – savitasis vandens tankis = 0,01 MN/m 3 u e – poringumo koeficientas (be matmenų) u
Vertikalių įtempių diagrama Dirvožemio masės natūraliomis sąlygomis yra įtemptos dėl dirvožemio sluoksnių slėgio. Sąlygomis, kai nėra galimybės šoniniam išsipūtimui, vertikalus įtempis didėja didėjant gyliui: bz= ∑ gi * i *hi, i- sluoksnių skaičius, gravitacinis pagreitis, i- savitasis i-ojo sluoksnio sunkumas, hi- gylis stogo (apačios) i-asis sluoksnis.
Apibrėžimai GOST 30416 -96 Stabilizuota grunto būklė, kuriai būdinga sutankinimo deformacijos pabaiga esant tam tikrai apkrovai ir perteklinio slėgio porų skystyje nebuvimas. u Nestabilizuota dirvožemio būklė, kuriai būdingos nepilnos sutankinimo deformacijos esant tam tikrai apkrovai ir perteklinis slėgis porų skystyje. u
Pernelyg sutvirtintas ir nepakankamai sutankintas dirvožemis Dirvožemis, kurio gniuždomumas yra mažesnis, nei tikimasi esant tam tikram buitiniam slėgiui, vadinami pernelyg sutankintais. Perteklinė konsolidacija yra sluoksnio gelmių dirvožemių suspaudimo ir vėlesnio jų išleidimo į paviršių pasekmė dėl viršutinių nuosėdų erozijos, suspaudimo spaudžiant senovės ledynams ir kt. Jie pasižymi mažu gniuždomumu ir kartais išsipūsti. Apskritai jie yra patikimi pagrindai.
Dirvožemiai, kurių gniuždomumas yra didesnis nei tikimasi esant tam tikram aplinkos slėgiui, vadinami nepakankamai sutankintais. Jie susidaro dėl labai greito kaupimosi (lavinų nusėdimo) ir kitų priežasčių. Tipiški nepakankamai sutvirtinti dirvožemiai yra liosas, taip pat jūrinis ir aliuvinis-jūrinis dumblas, sapropelis ir durpės. Būdingas perteklinis porų slėgis, viršijantis hidrostatinį; didelis suspaudimas; nestabilumas veikiant dinaminei apkrovai, paprastai yra labai nepatikimi pamatai.
Perteklinis sutankinimas ir nepakankamas sutankinimas I - apkrovų intervalas, neviršijantis buitinio slėgio II - apkrovų intervalas, viršijantis buitinį slėgį e Рs - didžiausias buitinis slėgis, buvęs geologinėje istorijoje (slėgis prieš sutankinimą) Pernelyg sutankintiems gruntams: Рs>Pb Nepakankamiems dirvožemiams : Рs
Sutankinimo rinkinys Dirvožemio tankinimui įvertinti naudojamas sutankinimo rinkinys KPU. Pagal CPC reikšmes dirvožemiai gali būti klasifikuojami: u nepakankamai sutankintas CPC 4.
KPU pakartotinio sutankinimo koeficientas apskaičiuojamas taip: KPU = Ps/Pb, kur: u Ps - slėgis prieš sutankinimą, MPa u Pb - šiuolaikinis buitinis slėgis, MPa
Rekonsolidavimo rinkinys Nepakankamai sutvirtintas dirvožemis yra linkęs nuslūgti dėl savo svorio. Tuo pačiu metu jiems būdingas mažas stiprumas, didelis suspaudimas ir nestabilumas esant dinaminėms apkrovoms. Apskritai jie yra nepatikimi pagrindai. u Pernelyg sutankinti dirvožemiai pasižymi dideliu stiprumu, mažu gniuždymu ir gali išsipūsti. Kai KPU>6, šoninis grunto slėgis gali viršyti 2, į kuriuos reikia atsižvelgti projektuojant požemines konstrukcijas. Apskritai jie yra patikimi pagrindai. u
Stiprumo savybės Gruntų šlyties stiprumą lemia sanglauda (struktūrinių jungčių buvimas) ir trintis tarp dalelių. Struktūrinis jungtys – jungtys tarp struktūrinių elementų (dalelių, agregatų, kristalų ir kt.), sudarančių dirvožemį
Stiprumo savybių charakteristikos C - sanglauda (specifinis sukibimas), MPa φ - vidinis trinties kampas, laipsniai τ - grunto atsparumas šlyčiai, MPa R - atsparumas vienaašiai gniuždymui Su - atsparumas nenutekėjus šlyčiai, MPa
Struktūriniai ryšiai pagal stiprumo laipsnį Mechaniniai – trintis tarp dalelių (smėlio, stambaus ir molingo dirvožemio) Vandens koloidinė arba koaguliacija (iš esmės dalelių sukibimas) – sukeliama elektromagnetinių (Van der Wals – Van der Wals) tarpmolekulinių jėgų. trauka (molio išsklaidytos dirvos) Cementacija – atsiranda dėl porėtos erdvės užpildymo mineraline mase, kuri cementuoja daleles (pusiau uolienos) Kristalizacija – kristalų viduje ir tarp kristalų (magminės ir metamorfinės uolienos)
Stiprumas ir sunaikinimas Dirvožemio stiprumą daugiausia lemia struktūriniai ryšiai tarp atskirų dalelių (kristalų ar grūdelių) ir (arba) dalelių sankaupų bei kristalinių tarpaugių. Pačių elementų kristalų, dalelių ar mineralinių agregatų stiprumas yra antraeilis dalykas. Dirvožemio sunaikinimas įvyksta tada, kai, pasiekus tam tikrus ribinius įtempius, nutrūksta struktūriniai ryšiai ir vyksta negrįžtamas dalelių judėjimas viena kitos atžvilgiu.
Slėgis P nuo antžeminės konstrukcijos dalies svorio ir nuosavo pamato svorio išsisklaido grunto masėje. Gautą R išskaidome į du komponentus ir suspaudžiame grunto daleles viena į kitą ir praktiškai negalime jų sunaikinti (dirvožemio dalelės - kvarcas, lauko špatas ir kt.) sunaikinimas 2000 kgf/cm 2200 MPa - tokie įtempimai po pamatu praktiškai nekyla .
u Tai reiškia, kad dirvožemis sunaikinamas veikiant tangentiniams įtempiams (). Dėl šių įtempių dirvožemio dalelės pasislenka jų kontaktų atžvilgiu, grūdai patenka į porų erdvę, o kai kuriose vietose atsiranda dirvožemio sutankinimo procesas, kai atsiranda slydimo paviršiai.
Kulono-Moro teorija Remiantis šia teorija, dirvožemio stiprumą lemia santykis tarp normaliųjų ir tangentinių įtempių: = σ * tanφ+ C, kur - - tangentinis įtempis - σ - Normalus įtempis - C - sanglauda - φ - vidinės trinties kampas
Fizinė ir geometrinė C ir φ reikšmė Geometrinė reikšmė (pagal GOST 30416 -96): u Vidinės trinties kampas – tiesioginės dirvožemio atsparumo šlyties priklausomybės nuo vertikalaus slėgio parametras, apibrėžiamas kaip šios tiesios linijos pasvirimo kampas. abscisių ašis. u Specifinė dirvožemio sanglauda – tai tiesioginės dirvožemio atsparumo šlyties priklausomybės nuo vertikalaus slėgio parametras, apibrėžiamas kaip atkarpa, kurią ordinačių ašyje nukerta ši tiesi linija. Fizinė reikšmė: u Specifinis sukibimas - konstrukcinių jungčių jėga arba stiprumas u Vidinės trinties kampas - trinties jėgos tarp dalelių Galima išskirti du sukibimo komponentus: 1 - konstrukcinių jungčių stiprumas (Cc) 2 - stiprumas dėl trinties (ΣW) - mechaniniai ryšiai
Molingų gruntų stiprumas τ Sandariuose molinguose dirvožemiuose, kuriuose yra smėlio dalelių su cementavimo arba vandens koloidiniais ryšiais, stiprumą lemia ir sukibimas, ir vidinės trinties kampas φ τ = σ * tg φ + C C σ 0
Molingų gruntų stiprumas τ Kietuose molinguose dirvožemiuose, kuriuose nėra smėlio dalelių, su cementavimu arba vandens koloidiniais ryšiais, stiprumas nustatomas kaip sukibimas τ = C C σ 0
Smėlio dirvožemio stiprumas τ Puriuose smėlio dirvožemiuose stiprumą daugiausia lemia vidinės trinties kampas, o C reikšmės yra santykinai mažos τ = σ * tg φ φ σ
Stiprumo charakteristikų nustatymas vienos plokštumos pjovimo metodu u u 5. 1. 1. 1 Dirvožemio bandymas vienos plokštumos pjovimo metodu atliekamas šioms stiprumo charakteristikoms nustatyti: grunto atsparumas šlyčiai τ, vidinės trinties kampas φ, savitasis sukibimas C, skirtas smėliams (išskyrus žvyruotą ir stambią), molingiems ir organiniams-mineraliniams gruntams. 5. 1. 1. 2 Šios charakteristikos nustatomos remiantis dirvožemio mėginių tyrimo rezultatais vienos plokštumos šlyties įtaisuose su fiksuota šlyties plokštuma, vieną bandinio dalį perkeliant kitos dalies atžvilgiu tangentine apkrova, tuo pat metu apkraunant mėginys, kurio apkrova yra normali šlyties plokštumai
Šlyties įtaisas u Vieno plokštumo kirpimo įtaisas susideda iš dviejų žiedų (apatinio ir viršutinio). Apatinis žiedas pritvirtintas pavarų dėžėje. Viršutinė gali judėti, palyginti su apatine.
NN, KN ir KD (pagal GOST 30416 -96) Konsoliduotas-sausintas grunto bandymas stiprumo ir deformuojamumo charakteristikoms nustatyti su preliminariai sutankinant mėginį (odometre) ir išspaudžiant iš jo vandenį viso bandymo metu. Konsoliduotas nenusausinto grunto bandymas stiprumo charakteristikoms nustatyti su preliminariu mėginio sutankinimu ir vandens išspaudimu iš jo tik tankinimo metu. Nekonsoliduotas nenusausinto grunto bandymas stiprumo charakteristikoms nustatyti be išankstinio mėginio sutankinimo, kai viso bandymo metu iš jo neišspaudžiamas vanduo.
Atsparumas šlyčiai Dirvožemio atsparumas šlyčiai yra dirvožemio stiprumo charakteristika, nulemta šlyties įtempio, kuriam esant sunaikinimas (šlytis), reikšmė. u Dirvožemio atsparumas šlyčiai (τ, MPa) apibrėžiamas kaip šlyties apkrovos Q vertė, padalyta iš mėginio šlyties ploto A esant tam tikrai normalios apkrovos F vertei. u τ = Q/A, MPa
Kodėl jums reikia mažiausiai trijų taškų? τ - dirvožemio atsparumas šlyčiai, MPa Trečiasis taškas atlieka korekcinį vaidmenį
Šlyties bandymo schemos: nesutvirtintas-nenusidrenuotas bandymas - vandens prisotintam molio ir smėlio dirvožemiui - bandymas be išankstinio sutankinimo ir be vandens ištraukimo; u konsoliduotas nenusausintas bandymas – nestabilizuotiems molio gruntams – bandymas su išankstiniu sutankinimu (odometre) esant slėgiui, lygiam buitiniam slėgiui + konstrukcijos slėgiui ir be vandens ištraukimo; u konsoliduotas-drenuotas bandymas – stabilizuotam molingam dirvožemiui ir smėliui – bandymas su išankstiniu sutankinimu ir vandens ištraukimu u
Vienaašio gniuždymo metodas 5. 2. 1. 1 Atliekamas grunto bandymas vienaašiu gniuždymo metodu, siekiant nustatyti šias stiprumo charakteristikas: vienaašis gniuždymo stipris (R) uoliniams pusiau uoliniams gruntams; atsparumas nenusausintam šlyties vandeniui prisotintam molingam dirvožemiui (Su). 5. 2. 1. 2 Vienaašis gniuždymo stipris nustatomas kaip pavyzdį veikiančios vertikalios apkrovos, kuriai esant bandinys sunaikinamas, santykis su pradinio skerspjūvio plotu.
Triašis gniuždymas (pažangiausias metodas) 5. 3. 1. 1 Atliekamas grunto triašio gniuždymo bandymas, siekiant nustatyti šias stiprio ir deformuojamumo charakteristikas: vidinės trinties kampas φ, savitoji sanglauda C, nenusausintas šlyties atsparumas Su, deformacijos modulis E ir šoninės deformacijos koeficientas v smėlio, molingiems, organomineraliniams ir organiniams gruntams. 5. 3. 1. 2 Šios charakteristikos nustatytos remiantis dirvožemio mėginių tyrimo rezultatais triašėse suspaudimo kamerose, kurios įgalina dirvos mėginį į šoną išplėsti triašės ašies simetrinės statinės apkrovos sąlygomis...
Metodo ypatumai Bandymo metu cilindrinis grunto mėginys dedamas į guminį apvalkalą.Slėgis ant mėginio susidaro veikiantis stūmoklis (vertikali apkrova F) ir visapusis vandens slėgis Skirtingai nuo suspaudimo, šlyties ir vienaašio suspaudimo, ne tik matuojamos vertikalios ir išilginės (šlyties) deformacijos, taip pat tūrinė deformacija (matuojant vandens tūrį ir slėgį kameroje)
Gruntų su ciklinėmis apkrovomis triašiai bandymai Šio metodo tikslas – įvertinti stiprumo savybes veikiant dinaminėms apkrovoms (žemės drebėjimai, jūros bangos, konstrukcijos vibracija ir kt.) Šiuo metodu grunto mėginys veikiamas kintamomis gniuždymo ir tempimo apkrovomis. . Suspaudimo ir įtempimo ciklai kaitaliojami su periodu ir dažniu, atitinkančiu numatomą dinaminį poveikį. Bandymo metodai nėra reglamentuojami.
6. Sušalusių gruntų stiprumas ir deformabilumas nustatomi šiais metodais: Bandymai su rutuliniu spaudu u Vienos plokštumos pjūvis išilgai užšalimo paviršiaus u Vienaašis suspaudimas u Visi bandymai atliekami esant neigiamai išorinei temperatūrai, kuri idealiu atveju turėtų atitikti iki natūralios sušalusio dirvožemio temperatūros
Ką daryti, jei dirvožemio deformacinės ir stiprumo savybės nenustatytos ir yra tik fizinių savybių reikšmės? 1. 2. Stiprumo ir deformacijos savybės paimtos iš medžiagų, gautų gretimose vietose. Išankstiniams pamatų skaičiavimams... leidžiama nustatyti standartines ir projektines gruntų stiprumo ir deformacijų charakteristikas pagal jų fizines charakteristikas iš SNi 1 priedo. P 2. 01 -83. Pamatai ir pamatai.
Standartinės savitosios sukibimo vertės cn, k. Pa (kgf/cm 2), vidinės trinties kampo n, deg. , kvartero telkinių dumblingi-molingi neliosiniai dirvožemiai
Standartinės savitosios sukibimo vertės cn, k. Pa (kgf/cm 2), vidinės trinties kampo n, deg. ir deformacijos modulis E, MPa (kgf/cm2), kvartero telkinių smėlio gruntai
SP 22.13330.2011
Atnaujinta SNiP 2.02.04-88 versija
Autorius NIIOSP pavadintas N. M. Gersevanovo vardu
5.3 skyrius. P.:
- Pagrindiniai gruntų mechaninių savybių parametrai, lemiantys pamatų laikomąją galią ir jų deformaciją, yra gruntų stiprumo ir deformacinės charakteristikos (vidinės trinties kampas φ, savitasis sukibimas). c, uolėtų dirvožemių vienaašis gniuždymo stipris Rc, deformacijos modulis E ir dirvožemių skersinės deformacijos koeficientas υ). Leidžiama naudoti kitus parametrus, charakterizuojančius pamatų sąveiką su pamato gruntu ir nustatomus eksperimentiniu būdu (specifinės svyravimo jėgos užšalimo metu, pamatų standumo koeficientai ir kt.).
Pastaba – Be to, išskyrus specialiai nurodytus atvejus, terminas „dirvožemio charakteristikos“ reiškia ne tik mechanines, bet ir fizines dirvožemio charakteristikas, taip pat šiame punkte nurodytus parametrus.
SP 50-101-2004 „Pamatų projektavimas ir montavimas
ir pastatų bei konstrukcijų pamatai“
Autorius NIIOSP pavadintas. N.M. Gersevanova, Valstybinė vieninga įmonė „Mosgiproniselstroy“.
5.1.8 punktas
Fizinės ir mechaninės dirvožemio savybės yra šios:
- - dirvožemio ir jo dalelių tankis bei drėgmė (GOST 5180 ir GOST 30416);
- - poringumo koeficientas;
- - granuliometrinė sudėtis stambiam dirvožemiui ir smėliui (GOST 12536);
- - drėgnumas ties plastiškumo ir takumo ribomis, molio dirvožemių plastiškumo skaičius ir takumo indeksas (GOST 5180);
- - vidinės trinties kampas, savitasis sukibimas ir gruntų deformacijos modulis (GOST 12248, GOST 20276, GOST 30416 ir GOST 30672);
Žr. standartines šių charakteristikų vertes – A priedą SP 22.13330.2016
- - laikinas atsparumas vienaašiam suspaudimui, minkštėjimo ir tirpumo rodikliai uolėtam dirvožemiui (GOST 12248).
Fizinės dirvožemio savybės yra šios:
Konkretiems gruntams, kurių pamatų projektinės ypatybės nustatytos SP 22.13330.2011 6 skirsnyje, o projektuojant požeminių statinių dalių pamatus (žr. 9 skyrių), turi būti papildomai nustatytos šiuose skyriuose nurodytos charakteristikos. .
Tam tikromis nepalankiomis savybėmis pasižymintys dirvožemiai apima:
- Nuslūgę dirvožemiai
Brinkstantys dirvožemiai
Druskingi dirvožemiai
Organomineraliniai ir organiniai dirvožemiai
Eluviniai dirvožemiai
Tūriniai dirvožemiai
Aliuviniai dirvožemiai
Sunkūs dirvožemiai
Sutvirtinti dirvožemiai
Nustatant projektinį grunto atsparumą R priežastys mediniai namai priklausantys 3 žemesnei atsakomybės klasei, pagal lentelės vertes R0(B priedėlio B.1–B.10) nėra reikalavimo nustatyti tokias fizines ir mechanines charakteristikas, kaip:
Gruntų vidinės trinties kampas, savitasis sukibimas, deformacijos modulis ir šoninės deformacijos koeficientas (GOST 12248, GOST 20276, GOST 30416 ir GOST 30672);
Pamatų keitimo gruntų savybių nustatymo pavyzdį žiūrėkite svetainės puslapyje: „Medinio namo pamatų skaičiavimo pavyzdys“
Apibrėžimai
Priedas A. p.:
- Akytumo koeficientas e nustatoma pagal formulę (žr. A.6 GOST 25100-2011)
e = (ρ s – ρ d)/ρ d , (A.5)
- ρ s - dirvožemio dalelių (skeleto) tankis, kietų (skeleto) dirvožemio dalelių masė tūrio vienetui g/cm3;
ρ d - sauso dirvožemio tankis, dirvožemio masės, atėmus vandens ir ledo masę porose, santykis su pradiniu tūriu, g/cm3, nustatyta pagal formulę
- Sauso dirvožemio (skeleto) tankis ρ d nustatoma pagal formulę (žr. A.16 GOST 25100.2011)
ρ d = ρ/(1+ w), (A.8)
- kur ρ yra dirvožemio tankis, g / cm 3 (žr. GOST 5180);
w- natūrali dirvožemio drėgmė, %
- Srauto greitis I L- drėgmės skirtumo, atitinkančio dvi dirvožemio būsenas: natūralią W ir ties riedėjimo riba Wp, santykį su plastiškumo skaičiumi Ip
A.18 GOST 25100-2011, Srauto greitis aš L d.u., - molingų dirvožemių būklės (konsistencijos) rodiklis; nustatoma pagal formulęI L = (w - w p) / I p, (A.9)
- kur w yra natūrali dirvožemio drėgmė, % (žr. GOST-5180-84);
w p - drėgnumas ties riedėjimo riba, % (žr. GOST 5180);
I p - plastiškumo skaičius, %, (žr. A.31 GOST 25100-2011)
- Plastiškumo numeris I p(Žr. A.31 GOST 25100-2011), %; nustatoma pagal formulę
I p = w L - w p , (A.17)
- čia w L yra drėgmės kiekis takumo taške, % (žr. 4 GOST 5180);
w p - drėgnumas ties riedėjimo riba, % (žr. 5 GOST 5180)
Suspaudžiamumas- dirvožemio gebėjimas mažėti tūriui veikiant išorinei jėgai, apibūdinamas gniuždomumo koeficientu m 0(suspaudimo kreivės pasvirimo kampo liestinė), nustatoma pagal formulę (žr. 5.4 GOST 12248-2010)
m 0 = (e i – e i+1)/ (p i+1 – p i) 5,32
- e i ir e i+1 yra poringumo koeficientai, atitinkantys slėgius p i ir p i+1.
- Remiantis bandymo metu išmatuotomis horizontaliosios šlyties ir normaliųjų apkrovų vertėmis, tangentiniai ir normaliieji įtempiai τ ir σ, MPa apskaičiuojami pagal formules:
τ = 10Q/A; (5.3)
σ = 10F/A; (5.4) - Specifinis sukibimas c Ir vidinės trinties kampas φ
dirvožemis nustatomi kaip tiesinės priklausomybės parametrai
τ = σ tan(φ) + c (5.5)
- τ ir φ nustatomi pagal formules (5.3) ir (5.4) = Q/A, (5.1) - tangentiniai įtempiai ir
= F/A, (5.2) – normalūs įtempiai
Q ir F yra atitinkamai tangentinės ir normaliosios jėgos šlyties plokštumai, kN
A - pjūvio plotas, cm2
Šaltinis: GOST 12248-2010 dirvožemio tankis ρ - dirvožemio masės, įskaitant vandens masę jo porose, ir šio dirvožemio užimamo tūrio santykis (g/cm 3 t/m 3)
sauso dirvožemio tankis ρ d yra sauso dirvožemio masės (išskyrus vandens masę jo porose) ir šio dirvožemio užimamo tūrio santykis (g/cm 3 t/m 3)
dirvožemio dalelių tankis ρ s – sauso grunto masės (neįskaitant jo porose esančio vandens masės) ir šio grunto kietosios dalies tūrio (g/cm 3 t/m 3) santykis. Bendra drėgmės talpa Wo – didžiausias galimas visų kiekis galimi tipai vandens, kai jo poros yra visiškai užpildytos.
w sat = n.ρ w/ ρ d
- kur: n – poringumas, vienetai,
ρ w– vandens tankis, g/cm3,
ρ d – sauso grunto tankis.
Dirvožemio mechaninės savybės- tai jų gebėjimas atsispirti tūrio ir formos pokyčiams dėl jėgos ir fizinio poveikio.
deformacija- dirvožemio talpa jėga– dirvožemio talpa
atsispirti deformacijų vystymuisi; priešintis sunaikinimui;
Mechanines savybes įtakoja dalelių struktūrinių ryšių pobūdis, dalelių dydis ir mineralinė sudėtis bei dirvožemio drėgmė. Pagrindinės dirvožemio mechaninės savybės yra šios: suspaudžiamumas; šlyties stiprumas; vandens pralaidumas.
Suspaudžiamumas.
Grunto gebėjimas mažėti, veikiant tankinimo apkrovoms, vadinamas gniuždomumu, nusėdimu arba deformacija. Pagal fizinę struktūrą dirvožemis susideda iš atskirų įvairaus dydžio ir mineralinės sudėties dalelių (dirvožemio karkaso) ir porų, užpildytų skysčiu (vanduo) ir dujomis (oru). Kai atsiranda gniuždymo įtempiai, tūrio pokyčiai atsiranda dėl porų, esančių vandeniu užpildytame grunte, tūrio sumažėjimo. Taigi, suspaudžiamumas priklauso nuo daugelio veiksnių, iš kurių pagrindiniai yra fizinė sudėtis, dalelių struktūrinių ryšių tipas ir apkrovos dydis.
Pagal susitraukimo pobūdį skirstomos tampriosios ir plastinės deformacijos. Tampriosios deformacijos atsiranda dėl apkrovų, kurios neviršija gruntų konstrukcinio stiprumo, t.y. nesuardo konstrukcinių dalelių jungčių ir pasižymi grunto gebėjimu grįžti į pradinę būseną pašalinus apkrovas. Plastinės deformacijos ardo dirvožemio karkasą, nutraukia ryšius ir juda daleles viena kitos atžvilgiu. Tokiu atveju tūrinės plastinės deformacijos sutankina dirvą dėl vidinių porų tūrio pokyčių, o šlyties plastinės deformacijos – dėl pradinės formos pokyčių ir iki sunaikinimo. Skaičiuojant grunto gniuždumą, pagrindinės deformacijos charakteristikos nustatomos laboratorinėmis sąlygomis pagal santykinį gniuždomumo koeficientą, šoninio slėgio koeficientą ir šoninio plėtimosi koeficientą.
Šlyties stiprumas
Didžiausias šlyties stiprumas yra dirvožemio gebėjimas atsispirti dirvožemio dalių judėjimui viena kitos atžvilgiu, veikiant tangentiniams ir tiesioginiams įtempiams. Šis rodiklis pasižymi gruntų stiprumo savybėmis ir naudojamas skaičiuojant pastatų ir konstrukcijų pamatus. Dirvožemio gebėjimas atlaikyti apkrovas nesugriuvus vadinamas stiprumu. Smėlinguose ir stambiagrūdžiuose nerišliuose dirvožemiuose atsparumas pasiekiamas daugiausia dėl atskirų dalelių trinties jėgos, tokie dirvožemiai vadinami puriais. Molio dirvožemiai pasižymi didesniu atsparumu šlyčiai, nes... Kartu su trinties jėga šlyčiai priešinasi sukibimo jėgos. Statyboje šis rodiklis svarbus skaičiuojant pamatų pagrindus ir gaminant žemines konstrukcijas su nuolydžiais.
Molio dirvožemio atsparumas šlyčiai t nustatomas pagal Kulono lygtį:
Smėlėtam dirvožemiui dėl sukibimo jėgų trūkumo šlyties atsparumas yra toks:
Vandens pralaidumas
Vandens pralaidumas apibūdinamas dirvožemio gebėjimu praleisti vandenį per save, veikiant slėgio skirtumams, ir jį lemia fizinė dirvožemio struktūra ir sudėtis. Jei visi kiti dalykai yra vienodi, esant fizinei struktūrai su mažesniu porų kiekiu, o kompozicijoje vyraujant molio dalelėms, vandens pralaidumas bus mažesnis nei atitinkamai akyto ir smėlio dirvožemio. Šio rodiklio nereikėtų nuvertinti, nes... statybose tai turi įtakos molinių konstrukcijų stabilumui ir lemia pamatų gruntų tankinimo greitį.
Gruntų deformacijos ir stiprumo savybės bei jų charakteristikos.
Suspaudžiamumas dirvožemis apibūdina jų gebėjimą deformuotis be sunaikinimo veikiant išorinei apkrovai. Gruntų deformacinės savybės apibūdinamos bendruoju deformacijos moduliu E , Puasono koeficientas, gniuždomumo ir konsolidacijos koeficientai, šlyties ir tūrinio suspaudimo moduliai. Disperguotų dirvožemių gniuždomumas veikiant apkrovai atsiranda dėl mineralinių dalelių pasislinkimo viena kitos atžvilgiu ir atitinkamai sumažėjusio porų tūrio.
Dirvožemio stiprumas nulemta jų šlyties stiprumas , kurią galima apibūdinti tiesine Kulono priklausomybe
τ = p tanφ + c,
Kur τ – šlyties stipris, MPa; R – normalus slėgis, MPa; tg φ – vidinės trinties koeficientas; φ – vidinės trinties kampas, laipsniai; c – sankaba, MPa.
Kiekiai φ Ir c būtini inžineriniams stiprumo ir stabilumo skaičiavimams.
Uolėtų gruntų stiprumą pirmiausia lemia jų konstrukciniai ryšiai, t.y. sukibimą, bet dažniausiai trūkinėjant.
Uolienų grunto tempiamasis stipris iki vienaašio gniuždymo (stiprumas gniuždymui) yra svarbus klasifikavimo charakteristika, pagal kurią dirvožemis klasifikuojamas kaip uolėtas (> 5 MPa) arba neuolėtas (< 5 МПа).
Gruntų cheminė ir mineralinė sudėtis, struktūra ir tekstūra, organinių medžiagų kiekis nustatomi geologinėse laboratorijose, aprūpintose reikiama įranga (rentgeno elektroniniu mikroskopu ir kt.). Fizinės ir mechaninės dirvožemių savybės tiriamos dirvožemio mokslo laboratorijose ir lauke būsimose statybų aikštelėse. Ypatingas dėmesys skiriamas gautų rezultatų patikimumui.
Kiekvienai dirvožemio charakteristikai atliekami keli nustatymai ir atliekama jų statistinė analizė. Kiekvienam IGE turi būti bent trys apibrėžimai.
Dirvožemio laboratorija. Dirvožemio mėginiai laboratoriniams tyrimams parenkami iš grunto sluoksnių duobėse ir gręžiniuose aikštelėse.
Dirvožemio mėginiai į laboratoriją pristatomi monolitų arba birių mėginių pavidalu. Monolitai – tai nepažeistos struktūros grunto pavyzdžiai, kurių matmenys turi būti 20 x 20 x 20 cm.Dumblinguose dirvožemiuose turi būti išsaugota natūrali drėgmė dėl vandeniui atsparaus parafino arba vaško apvalkalo ant jų paviršiaus Puriuose dirvožemiuose (smėlis) , žvyras ir kt. .) imami ne mažiau kaip 0,5 kg sveriantys mėginiai.
Laboratorinėmis sąlygomis galima nustatyti visas fizines ir mechanines charakteristikas, kiekviena pagal savo GOST: natūrali drėgmė ir dirvožemio tankis - GOST 5180-84, atsparumas tempimui - GOST 17245-79, granulometrinė (grūdų) sudėtis - GOST 12536- 79 ir kt. Laboratorijoje nustatoma drėgmė, dirvožemio dalelių tankis ir kai kurie kiti.
Lauko darbai. Dirvožemio tyrimas lauke suteikia pranašumą prieš laboratorinę analizę, nes leidžia nustatyti visas fizinių ir mechaninių charakteristikų reikšmes natūraliame dirvožemyje, nepažeidžiant jų struktūros ir tekstūros, išlaikant drėgmės režimą. Šiuo atveju imituojamas grunto masių veikimas pastatų ir konstrukcijų pamatuose. Tokie grunto tyrimai pastaraisiais metais naudojami vis dažniau, kartu tobulinama techninė įranga, naudojami kompiuteriai. Greitieji metodai leidžia greitai gauti dirvožemio savybes. Norint prognozuoti dirvožemio masių elgseną pastatų ir konstrukcijų eksploatavimo laikotarpiu, patartina protingai derinti laboratorinius ir lauko tyrimus.
Tarp dirvožemio deformacijos gniuždomumo bandymo metodų reikėtų atsižvelgti į pamatinį metodą lauko štampavimo bandymai (GOST 20278-85). Kitų bandymų metodų, tiek lauko (presiometrijos, dinaminis ir statinis), tiek laboratorinių (suspaudimo ir stabilizometrinių) bandymų rezultatai turi būti lyginami su spaudinių bandymų rezultatais.
Nustatant dirvožemio stiprumo charakteristikas, patikimiausi rezultatai gaunami atliekant lauko bandymus, kai tiesiogiai statybvietėje pjaunami dirvožemio stulpai (GOST 23741-79). Dėl didelių sąnaudų ir darbo jėgos intensyvumo šie darbai atliekami tik I atsakomybės lygio (klasės) struktūroms. Tai didelės ekonominės svarbos pastatai ir statiniai, socialiniai objektai, reikalaujantys didesnio patikimumo (pagrindiniai šiluminių elektrinių pastatai, atominės elektrinės, televizijos bokštai, pramoniniai vamzdžiai virš 200 m, teatrų, cirkų, turgaviečių, švietimo įstaigų pastatai ir kt.). ).
Kitais statybos atvejais (II ir III klasės statiniai) gana patikimi rodikliai Su Ir φ gautas atlikus laboratorinius dirvožemio tyrimus plokščiosios šlyties (GOST 12248-78) ir triašio suspaudimo (GOST 26518-85) įrenginiuose.
Stiprumo charakteristikos gali būti nustatomos ir ašmenų zondavimo metodu, kurio rezultatai, projektuojant kritines konstrukcijas, lyginami su šlyties bandymais, siekiant užtikrinti rezultatų patikimumą.
Dirvožemių deformacijos bandymai. Gruntų gniuždomumas tiriamas naudojant štampinius metodus, slėgio matuoklius, dinaminį ir statinį zondavimą.
Antspaudo metodas. IN Neuoliniuose dirvožemiuose duobių dugne arba gręžinių dugne įrengiami antspaudai, į kuriuos perkeliamos statinės apkrovos (GOST 20276-85). Antspaudas duobėje – tai plieninė arba gelžbetoninė apvali plokštė, kurios plotas 5000 cm2. Norint sukurti tam tikrą slėgį po antspaudu, naudojami kėlikliai arba platformos su kroviniu (49 pav.).
Štampučių nusėdimas matuojamas įlinkio matuokliais. Lygiagretiesiems laboratoriniams tyrimams grunto mėginiai imami duobėje ties spaudo dugno žyma ir už jos ribų. Antspaudas kraunamas etapais, priklausomai nuo grunto tipo ir jo būklės, išlaikant, kol deformacijos nusistovi. Dėl to bandymais sudaromi štampų nusėdimo priklausomybės nuo slėgio ir laiko apkrovos stadijose grafikai, po to pagal formulę apskaičiuojamas grunto deformacijos modulis. E , MPa.
Antspaudas gręžimo skylėjee. Grunto tyrimai atliekami šulinyje, kurio skersmuo didesnis nei 320 mm, gylis iki 20 m. Ant šulinio dugno nuleidžiamas 600 cm 2 ploto antspaudas. Antspaudo apkrova perduodama per strypą, ant kurio yra platforma su kroviniu. Deformacijos modulis taip pat nustatomas pagal formulę.
Pressiometriniai tyrimai atliekami molinguose dirvožemiuose. Slėgio matuoklis yra guminė cilindrinė kamera, nuleista į šulinį iki tam tikro gylio ir išplėsta veikiant skysčio ar dujų slėgiui. Prie sukurtų slėgių išmatuojami gręžinio sienelių radialiniai judesiai, leidžiantys nustatyti grunto deformacijos modulį ir stiprumo charakteristikas.
Ryžiai. 49. Grunto gniuždomumo nustatymas antspaudais:
a, b – duobės; c – gręžinys; 1 – antspaudai; 2 – domkratas;
3 – inkariniai poliai; 4 – platforma su kroviniu; 5 - strypas
Zondavimas(arba prasiskverbimas ). Zondavimas reiškia greituosius metodus, skirtus smėlingų, molingų ir organinių dirvožemių, kuriuose nėra arba turi mažai skaldos ar akmenukų priemaišų, mechaninių savybių nustatymo. Pagal antgalio panardinimo būdą išskiriamas zondavimas dinamiška ir statiška . Statinio zondavimo metu kūgis sklandžiai įspaudžiamas į žemę, o dinaminio zondavimo metu įsmeigiamas plaktuku.
Statinis ir dinaminis jutimas leisti:
Padalinkite dirvožemio storį į atskirus sluoksnius;
Nustatyti akmenuotų ir šiurkščių dirvožemių gylį;
Nustatyti apytikslį smėlio tankį, molio gruntų konsistenciją ir nustatyti deformacijos modulį;
Įvertinti dirbtinai sutankintų pylimų ir aliuvinių darinių gruntų kokybę;
Išmatuokite organinių dirvožemių storį pelkėse.
Fig. 50 parodyta skverbimosi kirtimo stotis.
Ryžiai. 50. Praskverbimo ir kirtimo stotis:
1 – zondas-jutiklis; 2 – strypas; 3 – stiebas; 4 – hidraulinis cilindras; 5 – ryšio kanalas; 6 – techninės įrangos stotis; 7 – valdymo pultas
Dirvožemio stiprumo bandymai. Gruntų atsparumą šlyčiai lemia ribinės įtempių vertės gedimo metu. Eksperimentai atliekami duobėse, paliekant nesuardyto grunto koloninius stulpus, kuriems taikomos gniuždymo ir šlyties jėgos. Norint teisingai nustatyti vidinę trintį ir specifinį sukibimą, eksperimentas atliekamas su mažiausiai trimis stulpais, veikiant skirtingoms gniuždymo jėgoms. Poslinkis taip pat atliekamas sukant sparnuotės ratą, kuris yra keturių ašmenų įtaisas. Jis įspaudžiamas į žemę ir pasukamas, matuojant sukimo momentą, kuris naudojamas šlyties pasipriešinimui apskaičiuoti.
Patyręs statybos darbai . Statant pirmojo atsakomybės lygio (klasės) objektus, ypač svarbūs tampa dirvų lauko tyrimai, todėl griebiamasi eksperimentinio darbo.
Patyrę krūvos. Statybvietėje inventorinis krūvas panardinamas ir stebimas jo panardinimo pobūdis bei grunto atsparumas. Apkrovus krūvą ir kiekviename žingsnyje matuojant kritulius, natūralios drėgmės sąlygomis ir įmirkus nustatoma dirvožemio laikomoji galia. Bandymų rezultatai lyginami su apskaičiuotais duomenimis, remiantis laboratoriniais dirvožemio tyrimais.
Patyrę pamatai. Būsimo pastato pamatai pakloti visu dydžiu ir suprojektuotu gyliu. Pamatas apkraunamas kaip nuo būsimo pastato ir stebimas pamato grunto suspaudimas. Taip nustatoma tikroji grunto laikomoji galia ir būsimo pastato nuosėdos.
Eksperimentiniai pastatai. Lioso nusėdimo savybių kiekybinis įvertinimas pagrįstas laboratorinių ir lauko dirvožemio tyrimų duomenimis. Realiomis sąlygomis, prie statomų pilno dydžio pastatų, lioso pagrindas prisotinamas vandeniu ir stebimas proceso raidos pobūdis, nustatomos nusėdimo reikšmės, įvertinama pastato konstrukcijų būklė. Panašūs eksperimentiniai darbai atliekami vertinant dinaminį poveikį pastatų konstrukcijoms ir pamatams.
Dirvožemio tyrimų rezultatų apdorojimas. Dirvožemio masyvų savybės vertinamos pagal fizines ir mechanines charakteristikas, atlikus atskirų dirvožemio mėginių laboratorinius tyrimus ir lauko darbus masyvo teritorijoje. Laboratorijoje ir lauke gautos charakteristikos atitinka tik tas vietas, kur buvo paimti mėginiai ir atlikti lauko dirvožemio tyrimai. Atsižvelgiant į tai, išsklaidytus tyrimų rezultatus ir norminius rodiklius reikia apibendrinti, tai yra, statistiškai apdoroti, kad būtų gautos vidutinės vertės ir vėliau būtų galima naudoti skaičiavimuose.
Stacionarūs stebėjimai atliekant inžinerinius-geologinius ir hidrogeologinius tyrimus, jie atliekami siekiant įvertinti nepalankių geologinių procesų (karstas, nuošliaužos ir kt.) raidą, režimą. požeminis vanduo ir temperatūrinis režimas.Parinktose stebėjimams būdingose zonose įrengiamas etalonų tinklas ir atliekami jų judėjimo instrumentiniai stebėjimai ir kt.Matavimai atliekami eksploatuojant pastatus ir statinius, bet gali prasidėti ir projektavimo laikotarpiais. Darbo trukmė – iki 1 metų ir daugiau.