3. Строительные свойства грунтов

Строительные свойства грунтов обуславливаются их раздробленностью и связями между минеральными частицами. Грунты практически не работают на растяжение и сопротивляются только сжимающим и сдвигающим усилиям.

Сжимаемость грунтов оснований от нагрузок оценивается уплотнением минеральных частиц, а прочность – сопротивлению сдвигу. Показатели сжимаемости и сдвига зависят от напряженного состояния грунта и, кроме того, от размеров, формы, плотности сложения минеральных частиц, влажности, температуры грунтов и т.д.

Сцепление глинистых грунтов обуславливается наличием первичных – водно-коллоидных и вторичных – кристаллизационных связей между частицами. В песчаных грунтах связи малы и часто не учитываются.

Под влиянием внешних воздействий грунты подвергаются двум видам деформации:

- от внешних нагрузок (осадки, просадки, горизонтальные перемещения);

- от природных изменений (подъемы и опускания, оседания, горизонтальные смещения).

Осадки – деформации, происходящие в результате уплотнения грунта под воздействием внешних нагрузок и в отдельных случаях собственного веса грунта, не сопровождающиеся коренным изменением его структуры;

Просадки – деформации, происходящие в результате уплотнения грунта и, как правило, коренного изменения его структуры под воздействием как внешних нагрузок и собственного веса грунта, так и дополнительно с ними действующих факторов, например, замачивания просадочного грунта, оттаивания ледовых прослоек в замершем грунте и т.п.;

Горизонтальные перемещения – деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунта от действия собственного веса и т.п;

Подъемы и усадки – деформации, связанные с изменением объема некоторых грунтов при изменении их влажности или химических веществ (набухание и усадка) и при замерзании воды и оттаивании льда в порах грунта (морозное пучение и оттаивание грунта);

Оседания – деформации земной поверхности, вызываемые разработкой полезных ископаемых, изменением гидрогеологических условий, понижением уровня подземных вод, карстово–суффозионными процессами и т.п.

Деформации грунтов развиваются во времени. Они продолжаются и после прекращения нагружения при действии постоянной нагрузки. Грунтам, особенно глинистым, свойственны явления последействия: ползучесть (увеличение деформаций во времени при постоянной нагрузке) и релаксации (уменьшение напряжений при постоянной во времени деформации – «расслабление»).

Увеличение осадки во времени при постоянной нагрузке объясняется постепенным отжатием воды из пор грунта в процессе уплотнения минеральных частиц и ползучестью скелета грунта.

С явлением ползучести и релаксации связаны понятия мгновенная, временная и длительная прочность грунтов. Мгновенная прочность соответствует началу приложения нагрузки, временная соответствует любому времени действия нагрузки и развитию деформаций. Временная прочность стремится к постоянному значению – пределу прочности или просто длительной прочности.