Глина более 0.17

Консистенция J_L – отражает физическое состояние гунтов и показывает степень подвижности глинистых частиц в зависимости от влажности этих грунтов.

J_L= (W-W_p) (W_i – W_p) По значениям J_L с помощью таблиц устанавливают в каком состоянии находится грунт:

супеси: Твердые J_L менее 0 Полутвердые J_L от 0 до 0.25

Тугопластичные J_L от 0.25 до 0.5

Мягкопластичные J_L 0.5 до 0.75

Текучепластичные J_L от 0.75 до 1.0

Текучие J_L более 1.0

глины и суглинки: твердые J_L менее 0

пластичные J_L от 0 -1.0

текучие J_L более 1.0

С инженерно-геологической точки зрения консистенция грунта косвенно связана с его механическими свойствами. Один и тот же грунт в твердой консистенции обладает меньшей сжимаемостью, чем в пластичной.

При влажностях в диапазоне от текучепластичной до мягкопластичной консистенции грунт обладает липкостью и его труднее разрабатывать механизмами. В текучепластичной и текучей консистенции его прочность падает до нуля.

Липкость (г/см) – способность связного грунта при определенной влажности налипать на различные предметы. Липкостью обладают грунты, которые находятся в пластичном состоянии и обуславливаются наличием пленочной воды, а в почва также гидрофильного гумуса. Величина липкости зависит от гранулометрического и химико-минерального состава грунтов, а также от влажности. Наиболее сильно липкость проявляется в глинистых и пылеватых грунтах. Чаще всего это солонцеватые, а также гумусированные грунты. Супеси и пески липкостью не обладают.

Усадка уменьшение объема глинистого грунта при высыхании, это процесс обратный набуханию. Высыхание грунтов может происходить за счет испарения воды и наблюдается часто в откосах оросительных и осушительных каналов, в глинистых и заторфированных грунтах после удаления из нее воды. При усадке грунт растрескивается, теряет монолитность, прочность, в нем появляются трещины, что может повлечь за собой увеличение его водопроницаемости. Поверхность земли опускается и сооружения, стоящие на этом месте, начинают неравномерно деформироваться. Внешнее давление ведет к ускорению процесса усадки и тем самым способствует его развитию. Усадка ведет к переходу глинистого грунта из пластичного состояния в полутвердое и твердое, причем объем грунта уменьшается до определенного предела, после которого остается постоянным. Влажность, соответствующая постоянному объему грунта, называется пределом усадки или

величиной относительной усадки, изучают ее в лаборатории.

Е_sh = (h_n –h_d) h_n

h_n- высота образца грунта с W_max

h_d -высота после высыхания, определяют влажность грунта на пределе усадки W_max мощность грунтов, которые подвержены усадке H_sh

Наибольшая величина усадки бывает в глинах, меньше в суглинках. Благодаря усадочному процессу в глинистых грунтах возникают напряжения, которые имеют разное значение в разных точках массива вследствие различия их исходной влажности, составе, структурных связей. Когда разница в этих напряжениях достигает величин, превышающих сопротивление разрыву грунтов, в массиве образуются трещины усадки, которые могут быть глубокими и в ряде случаев, когда мощность слоя глинистых грунтов меньше этой глубины, слой рассекается системой трещин полностью, до подстилающих пород, как например озерно-речные отложения в дельте рек Терека и Сулака

Набухание – свойство глинистых грунтов увеличиваться в объеме при взаимодействии с водой. Вода проникает в грунт по капиллярам, пленки воды утолщаются до уровня Wммв, частицы грунта раздвигаются и расклиниваются и объем грунта возрастает (например минерал монтмориллонит). Набухание обусловлено наличием в грунте гидрофильных минералов, значительным содержанием глинистой фракции, высокой удельной поверхностью. Основными факторами, определяющими величину и характер набухания, является:

1) состав и строение грунтов

2) химический состав и концентрация водного раствора. Чем выше концентрация раствора и чем больше в нем ионов-коагуляторов, тем меньше набухание. Опыты показывают, что большее набухание при равных условиях будет при замачивании пресной водой

3) величина внешнего давления, под которым находится грунт. Внешнее давление препятствует набуханию и может свести его на нет.

Набухание сопровождается увеличением пористости и влажности грунта; при этом консистенция его становится более мягкой (грунт переходит из твердого состояния в полутвердое, тугопластичное и даже пластичное)

Набухание - процесс, обратный усадке; он приводит к ослаблению внутренних связей в грунте, уменьшению его прочности, увеличению сжимаемости, уменьшению водопроницаемости. Набухание происходит тем легче, чем слабее связи между частицами, но если прочность структурных связей равна или больше давления набухания, которое развивается в результате расклинивающего действия воды, то грунт набухать не будет. Давление набухания развивается в глинистом грунте как реакция внешней нагрузке, передаваемой на грунт от сооружения или веса вышележащей толщи грунта и приводит к деформациям этих сооружений вследствие неравномерного поднятия разных участков фундамента т.е. давление набухания превышает давление от сооружения.

Однако, способность глинистых грунтов поглощать воду не беспредельна и характеризуется определенной величиной влажности, которая называется влажностью набухания W_sw. Влажность набухания соответствует такому состоянию грунта, при котором прекращается процесс поглощения жидкости. Величина набухания будет тем больше, чем больше разница между начальной влажностью и влажностью набухания т.е. чем суше исходный глинистый грунт, тем выше его набухание. Отсюда вывод: если природная влажность грунта равна или больше влажности набухания, то грунт набухать не будет. Способностью набухать обладают многие глины, тяжелые суглинки и лессовидные суглинки Украины.

Способность грунтов к набуханию определяется в лаборатории, устанавливается величина относительного набухания:

E_sw = (h_н - h) / h h -начальная высота образца

E_sw менее 0.04 грунт набухающий h_н - высота после набухания

0.04 до 0.08 слабонабухающий

0.09 до 0.12 средненабухающим

более 0.12 сильнонабухающим

При строительстве на набухающих основаниях применяют следующие мероприятия:

Водозащита вокруг зданий и сооружений для предотвращения проникновения в основания атмосферных и технических вод; надземные водонесущие коммуникации помещают в специальные каналы.

Устранение свойств набухания в пределах всей толщи путем предпостроечного замачивания. Для промачивания грунтов используют дренирующие скважины. Грунт провоцируется на набухание и в таком виде должен находиться весь период эксплуатации объекта. Но при этом понижаются прочностные и деформационные характеристики. В связи с этим рекомендуется строить объекты с небольшими нагрузками.

Устройство компенсирующих подушек под всем сооружением из слоя уплотненного грунта. (песка, суглинка, глины) Это позволяет уменьшать до допустимого предела величину давления набухания.

Размокание называют способность глинистых грунтов в соприкосновении со стоячей водой терять связанность и разрушаться- превращаться в рыхлую массу с частичной или полной потерей несущей способности. Скорость размокания породы определяет степень ее устойчивости под водой. Глинистые породы размокают медленнее, чем песчаные. Наличие в породе гумуса и карбонатов замедляет размокание. Подвержены к быстрому размоканию лессы и лессовидные суглинки, солонцы, пылеватые грунты. Многие грунты перед размоканием предварительно набухают, после чего теряют сплошность, превращаясь в бесструктурную массу. Некоторые грунты при размокании растрескиваются и расслаиваются на отдельные чешуйки.

Плотные суглинки и четвертичные, а особенно древние глины, не размокающие в стоячей воде, разрушаются при длительном воздействии текучей воды, т.е. размываются. Размываемость пород со слабыми структурными связями обуславливается сопротивлением их размоканию.

МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ.

Свойства, проявляющиеся в грунтах под влиянием приложения к ним внешних усилий и приводящие либо к изменению объема грунта, либо к нарушению его прочности и плотности, носят название механических. Они подразделяются на деформационные, прочностные и реологические.

Дата добавления: 2013-12-12