Контрольні запитання

1. При якій величині навантаження зразок зволожується для визначення відносної просадковості за методом однієї кривої?

2. Як використовується коефіцієнт для класифікації лесових ґрунтів, для розрахунків просідання?

3. Які геологічні умови стали причиною утворення лесових ґрунтів?

4. Чому при зволоженні лесових ґрунтів спостерігається їх просідання?

5. Які типи лесових ґрунтів за просадковістю ви знаєте? В чому різниця прояву просадковості цих типів?

6. В яких розрахунках враховується просадковість ґрунтів?

7. Які фактори роботи основи враховує коефіцієнт ?

1.7 Осідання глинистих ґрунтів з часом

Осідання зв’язних та сипучих ґрунтів, які частіше за все бувають основами будинків та споруд, змінюються протягом часу при дії навантаження постійної величини. В піщаних ґрунтах осідання відбувається практично відразу після прикладення навантаження.

В глинистих ґрунтах період стабілізації складає десятки та сотні років (рис. 1.7). При цьому осідання починається після подолання структурної міцності або початкового гідравлічного градієнту для даного ґрунту.

Рисунок 1.7 -.Осідання глинистого водонасиченого грунту з часом

Зміна об’єму глинистих ґрунтів проходить повільно. З пор ґрунту при цьому витісняється повітря, потім вода, частинки ґрунту перепаковуються - ґрунт ущільнюється.

В піщаних ґрунтах та глинистих ґрунтах твердої консистенції осідання закінчується практично в період будівництва споруди, а в водонасичених глинистих ґрунтах пластичної та текучої консистенції осідання відбуваються і після зведення споруд, причому кінцева деформація може досягати десятків, а інколи і сотень сантиметрів.

Осідання глинистих ґрунтів протягом часу залежать від їх водопроникності, повзучості скелету та деформованості всіх компонентів ґрунту: стисненого повітря, парів, газів, скелету ґрунту, порової води. Розрізняють дві фази ущільнення водонасиченого ґрунту протягом часу (дві фази консолідації): фільтраційну (первинну) та пластичну (вторинну).

При фільтраційній консолідації швидкість осідання під навантаженням визначається можливістю витіснення води з пор ґрунту. Швидкість фільтрації води залежить від коефіцієнта фільтрації та гідравлічного градієнту, який в даному випадку залежить від напруженого стану основи. При пластичній консолідації швидкість осідання ґрунту залежить від характеристик повзучості ґрунтового скелету, які проявляються під час навантаження.

Водонасичені ґрунти, котрі являють собою багатофазну систему, при навантаженні зовнішньою силою мають три стадії ущільнення: миттєве стиснення (зумовлене стисливістю порової води), фільтраційне ущільнення (зумовлене переважно фільтрацією води з пор ґрунту) та

вторинна консолідація, зумовлена повзучістю скелету ґрунту (зсув частинок, їх агрегатів, водноколоїдних оболонок) (рис. 1.8).

Рисунок 1.8 - Крива консолідації

У зв’язку з застосуванням теорії фільтраційної консолідації для оцінки швидкості осідання водонасичених ґрунтів лабораторними методами виникає необхідність визначення початку та закінчення фільтраційної консолідації.

Початок фільтраційної консолідації визначається за допомогою початкового відрізка кривої, побудованої в координатах і (рис. 1.9). Оскільки процес фільтраційного ущільнення пропорційний , то, продовжуючи прямолінійний відрізок до осі , одержують точку 1, що відповідає початку фільтраційної консолідації (тобто 0, де - ступінь консолідації, який характеризується відношенням осідання в будь-який момент часу до кінцевого (стабілізованого) осідання ).

Закінчення фільтраційного ущільнення визначають за допомогою кривої, яка побудована в напівлогарифмічній системі координат ( і ) шляхом знаходження точки перетину нижнього відрізку кривої фільтраційної консолідації і останнього відрізка кривої, що відповідає вторинній консолідації (рис. 1.10), при цьому одержимо точку 2.

Розділивши відрізок 1-2 на 5 частин, одержимо точки, які відповідають , , ..., , що дозволяє визначити величину часу, необхідного для досягнення відповідного ступеня консолідації.