Лабораторная работа № 3 определение относительной просадочности Цель работы: определение расчетных деформативных характеристик грунта и его классификация по типу просадочности.

Оборудование и материалы: результаты выполнения лаб. работ № 1 и № 2.

Пояснения к работе

Под просадочностью понимают дополнительную осадку грунта, возникающую в результате его замачивания в природно-напряженном состоянии под действием собственного веса или совместного давления от собственного веса и внешней нагрузки. Просадочность сопровождается коренным изменением структуры грунта.

Просадочность — явление неблагоприятное, так как в результате просадок происходит опускание поверхности земли на величину до нескольких десятков сантиметров. Это, в свою очередь, приводит к неравномерным деформациям сооружений, для которых просадочный грунт служит основанием.

Относительной просадочностью _пр называют отношение дополнительной осадки (просадки) образца или слоя грунта после замачивания к первоначальной высоте образца или мощности слоя того же грунта в его природно-напряженном состоянии: ,

где h' – высота образца природной влажности при заданном давлении;

h_пр – высота образца после просадки в результате замачивания;

h₀ – высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении на глубине отбора образца.

Относительная просадочность определяется в долях единицы.

Таким образом, к просадочным грунтам относятся грунты, у которых величина относительной просадочности _пр0,01 по СНиП [6].

Для определения просадочности применяется метод двух кривых или метод одной кривой [7].

По типу грунтовых условий просадочные грунты разделяются на:

грунты I типа просадочности, когда просадка происходит в основном в пределах деформируемой зоны основания от давления фундамента или другого вида внешней нагрузки, а просадка от собственного веса грунта отсутствует или не превышает 5 см;

грунты II типа просадочности, когда просадка возникает от собственного веса грунта просадочной толщи (в основном в нижней ее части) и ее величина превышает 5 см.

Просадку рассчитывают исходя из величины относительной просадочности, числа слоев и мощности каждого просадочного слоя грунта.

В зависимости от типа грунтовых условий выбирают мероприятия по предупреждению возможных просадочных деформаций или по устранению последствий, вызванных просадкой. Эти мероприятия могут быть трех видов:

водозащитные, например, различного вида "одежды" гидротехнических сооружений, строящихся на просадочных грунтах;

конструктивные;

мероприятия по улучшению физико-технических свойств просадочных грунтов (силикатизация, термическое закрепление, водозащитные мероприятия, уплотнение и др.).

Методические указания

Метод двух кривых. Сущность этого метода состоит в испытании двух идентичных образцов, отобранных из одного монолита. Расхождение в естественной влажности их не более 2 %, а плотность сухого грунта 0,03 г/см³. Первый образец испытывается при естественной влажности, второй — в состоянии полного водонасыщения. Второй образец насыщают при давлении на него 0,025 МПа в течение 12 ч, после этого проводят испытания по описанной выше схеме.

Метод двух кривых помимо определения относительной просадочности позволяет рассчитать начальное просадочное давление Р_пр, принимая за его величину то давление, при котором относительная просадочность составляет 0,01 (рис. 4).

Метод двух кривых обеспечивает возможность получения значений относительной просадочности в полном интервале нагрузок при компрессионных испытаниях грунта.

Рис. 4. Компрессионные кривые просадочного сухого (1) и замоченного (2) грунта, испытанного по методу 2 кривых

Метод одной кривой. Испытания просадочных грунтов данным методом проводят в слу­чаях, когда известна нагрузка от сооружения, при определении просадки от собственного веса грунтовой толщи, при изучении послепросадочных деформаций грунта за счет ползучести его скелета и развития суффозии в случае постоянного и длительного увлажнения.

Просадочность определяют в приборах с площадью кольца не менее 40 см² и высотой не менее 2 см. Прибор должен обеспечивать подачу воды к образцу снизу вверх и ее отвод, возможность приложения нагрузки ступенями по 0,010 МПа и измерение осадки с точностью до 0,01 мм. Загрузка прибора, приложение ступеней нагрузки и ход работы аналогичны испытанию непросадочного глинистого грунта в состоянии естественной влажности.

Метод одной кривой обеспечивает возможность получить значение относительной просадочности при фиксированной нагрузке.