Технология уплотнения мелиорированных грунтов

(эрлифтные установки, гидромониторы, механическое разрыхление)

Виды технической мелиорации:

• разрыхление грунта природного сложения специальными видами техники (экскаваторы, бульдозеры, скреперы, рыхлители)

• гидро-механизированные земляные работы

• вид, т.м с использованием воды с применением гидромониторов, ковшов землеер, с использованием … установок.

При устройстве грунтовых оснований за счет укатки (уплотнения) улучшаются строительные свойства грунтов, повышаются механические характеристики.

Перечень грунтов для технической мелиорации в разделе «Устройство земляных насыпей».

Иногда приходится возводить сооружения при наличии слабых грунтов в основании (илы, заторфованные, …, глинистые, песчаные, плывунные грунты и др. структурно неустойчивые).

Физические явления при забивке и погружении свай

При погружении тела сваи в грунт происходит вытеснение сваей определенного количества грунта за контуры сваи, в результате вокруг сваи формируют объем уплотненного грунта с нарушенной структурой на периоде погружения с вновь формируемой структурой в дальнейшем.

В пределах зоны уплотнения окантованного пространства грунт имеет (приобретает) более высокие физико-механические характеристики.

В некоторых видах грунтов, например:

в лёссовых, суглинках проявляется эффект тексатропнного упрочнения (восстановление и повышение механических характеристик за счет минерализации воды).

На восстановление строительных свойств грунтов в околосвайном пространстве после погружение свай оказывает большое влияние минералогический состав грунтов.

Методы определения несущей способности свай

На вдавливающую нагрузку определяется следующими способами:

1. По характеристикам грунтов основания

2. По результатам динамических испытаний

3. По данным статического зондирования (используя сваю-зонд)

4. По результатам статических испытаний натурных и эксперементальных свай.

Понятие реологии грунтов

Реология – это наука, изучающая течение материалов, она имеет три основных направления исследования:

1. Медленно развивающиеся во времени деформации – деформации ползучести.

2. Расслабление (уменьшение) напряжений при постоянстве напряжений - релаксация напряжений.

3. Разрушение материалов при длительном действии нагрузки длительной прочности материалов.

Значительное влияние изучению данного вопроса уделяли: Вялов, Гольштейн, Зарецкий, Маслов, Месчан, Цитович и т.д.

Реологические процессы особенно характерны для пылевато-глинистых грунтов, а также для любых, находящихся в мерзлом состоянии.

Минимальные напряжения, при которых происходит разрушение образца через бесконечно большой промежуток времени, называется пределом длительной прочности (R_∞).

Напряжения, при которых образец грунта разрушается через некоторый период времени после приложения нагрузки, в связи с развитием деформаций установившейся ползучести прогрессирующего течения, соответствуют длительной прочности грунта R_t

График изменения деформаций во времени

ε_f – относительная деформация по истечению времени

1 – затухающая стадия

2 – установившаяся стадия

3 – стадия ползучести на кривых деформации во времени, стадия прогрессирующего течения.

Грунтовендение и механика грунтов

Практика

Механические свойства грунтов

Определение сжимаемости грунтов в компресионном приборе

Сжимаемостью грунта называется его способность уменьшаться в объеме (деформироваться) под действием внешней нагрузки и зависит от пористости грунта, гранулометрического и минералогического состава, приборы структурных связей и характера нагрузки.

Сжимаемость характеризуестя компресионной кривой, зависимостью е=f(σ) –коэффициент пористости от напряжения.

где е₀ – начальное значение коэффициента пористости испытуемого образца.

е_і - значение коэффициента пористости, соответствующего напряжению σ_і

е_і+1 - значение коэффициента пористости, соответствующего напряжению σ_і+1

Р_стр. - значение значение структурной прочности грунта, соответствующего напряжению, при котором ε=0,005 – величина относительных деформаций.

Предварительно для попытуемого образца грунта определяются основные характеристики.

Испытания на сжатие выпрлняются в приборе одноосного сжатия – одометре.

σ_і=Р_і/А

Каждая ступень нагрузки выдерживает до условной стабилизации деформаций, принимаемой не более 0,01 мм за 16 ч для глинистых грунтов и за 4 ч для пылеватых и мелких грунтов.

Для определения структурной прочности (Р_стр.) – напряжение соответствующее относительной деформации гранта е= 0,005 величину ступени загрузки принимают в 2,5 Па =0,025 кг/см².

После определения Р_стр. образец грунта загружают следующими ступенями: 12,5; 25; 50; 100 кПа, что соответствует 0,125; 0,25; 0,5; 1 кгс/см²

Дальнейшую загрузку віполняют в ступень 100 кПа.

В процессе загрузки испітаний ведется журнал.

Время испітания	Напряжение, σі, кПа	Показания индикатора		Деформация образца, Si ,мм	Относительное сжатие образца, εі
		Левого	Правого

Последовательность обработки:

1) Определяется относительная деформации образца грунта:

E_i =

S_i – стабилизированные деформации образца от очередной ступени нагрузке по полусумме показаний левого и правого индикаторов.

h₀ = 25 мм – начальная высота грунта.

2) Определяется коэффициент пористости соответсвующий σ_і

е_і= е₀-( S_i/ h₀)*(1- е₀)

3) Коеф. Уплотнения грунта численно равен тангенсу угла прямой (2α), залежащей участок компрессионной кривой в интервале

tg α =

4) Определяется модуль деформации в интервале давлений.

Ei =

α_i – коэффициент уплотнения

β – коэффициент зависящий от бокового расширения

Принимает:

• Для мелких и пылеватых плесков

β=0,8

• Для супесей

β=0,7

• Для суглинков

β=0,5

• Для глин

β=0,4

Таблица результатов

Напряжение, σі, кПа

Плоскость сжатия, εі

Коэффициент пористости,еі

Коэффициент уплотнения а, 1/МПа

Модуль деформации Еі, МПа

Структура пористости Рстр.,кПа

Примечание

Коэффициент уплотнения (а) – характеризует сжимаемость грунта в заданном интервале напряжения.

По его величине качественно оценивается сжимаемость грунта как основания сооружений.

Степень сжимаемости грунта	Коэффициент уплотнения
Практически не сжимаемый	< 0,01
Слабосжимаемый	0,01 – 0,05
Среднесжимаемый	0,05 – 0,10
Повышенносжимаемый	0,10 – 1,0
сильносжимаемый	> 1,0