2, 3 Предельные круги Мора
При наличии двух предельных кругов напряжений параметры прочности и с можно определить по формулам, которые легко вывести из геометрических построений.
(3.57)
В
этих формулах принято
значения предельных главных напряжений,
полученных в двух опытах, причем
.
Для n опытов характеристики прочности определяются методом наименьших квадратов по формулам:
(3.58)
Таким
образом в стабилометрических испытаниях
грунтов определяются и деформационные
характеристики грунта (
)
и прочностные параметры грунта (
).
3.7. Особенности механических свойств структурно-неустойчивых грунтов
3.7.1. Просадочность грунтов
Главной отличительной особенностью просадочных грунтов является их способность давать дополнительные осадки при увлажнении, даже при отсутствии внешней нагрузки. Просадочность это способность грунта уменьшаться в объеме при замачивании без увеличения нагрузки. Таким образом, отличие просадки от осадки состоит в том, что осадка подразумевает деформирование грунта по мере увеличения нагрузки, а просадка только в результате замачивания.
Величина предельно допустимой осадки для фундаментов составляет обычно несколько сантиметров. Величина же просадок в просадочных грунтах при их значительной мощности достигают иногда 1…2 м. Причем просадки эти могут развиваться и при отсутствии внешней нагрузки, т.е. только под действием собственного веса грунта. В сухом состоянии просадочные грунты являются хорошим основанием.
Пористость таких грунтов очень высокая – до 55…65%, естественная влажность низкая 0,08…0,16 при степени влажности Sr < 0,5. Т.е. такие грунты обладают высокой естественной недоуплотненностью и недоувлажненностью. Агрегаты частиц соеденены между собой водорастворимыми солями. Вода, проникая в грунт, растворяет эти связи и переводит грунт в состояние жидкого коллойдного раствора, в результате чего грунт сильно уплотняется.
Итак, просадочные свойства обусловлены в основном двумя факторами высокой пористостью и наличием водонестойких связей, представленных легкорастворимыми солями, чаще всего карбонатами. Из курса Инженерной геологии известно, что карбонаты реагируют с 10% раствором соляной кислоты. Поэтому в материалах инженерно-геологических изысканий всегда указывается характер реакции грунта с соляной кислотой.
Характеристики просадочности определяются по результатам испытаний образцов грунта ненарушенного сложения в компрессионных приборах и выполняются по одной из двух схем метод одной кривой и метод двух кривых.
Метод одной кривой применяют (рис.3.26) для определения относительной просадочности при одной заданной величине давления. Эта величина давления принимается равной суммарному давлению от собственной массы грунта в водонасыщенном состоянии и от проектируемого фундамента или только от массы грунта (в зависимости от вида просадочных деформаций, для расчета которых определяются характеристики просадочности) на глубине отбора образца. После условной стабилизации осадки образца грунта на последней ступени задаваемого давления, образец грунта замачивается водой, затем исследование сжимаемости может быть продолжено уже для состояния полного водонасыщения (рис. 3.26).
Рисунок 3.26. Определение просадочности грунтов методом одной кривой.
Методом двух кривых определяют относительную просадочность при различных давлениях (рис. 3.27). По этой схеме один образец грунта испытывается при естественной влажности, а другой после предварительного полного водонасыщения.
Рисунок 3.27. Определение просадочности грунтов методом двух кривых: