Литература

Е.М. Сергеев. Инженерная геология. М.: МГУ, 1978

Е.М. Сергеев. Грунтоведение. М.: МГУ, 1983

Практикум по грунтоведению. М.: МГУ, 1993

С.Н. Чернышов и др. Задачи и упражнения по инженерной геологии. М.: Высшая школа, 2002

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация. Межгосударственный стандарт. М.: 1996

СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: 1986.

Задача 3. Физико-механические свойства грунтов Деформационные свойства

Деформационные свойства грунтов характеризуют поведение грунта под нагрузками, не превышающими критические и, следовательно не приводящими к его разрушению. Для дисперсных грунтов наиболее важным деформационным свойством является их сжимаемость под нагрузкой, обусловленная уменьшением объема пор вследствие смещения частиц относительно друг друга, деформацией самих частиц, а также воды и газов, заполняющих поры. Показатели сжимаемости дисперсных грунтов определяются в лабораторных условиях с помощью компрессионных испытаний – сжатии без возможности бокового расширения.

На основании приведенных данных (таблицы 2.10, 2.11) построить компрессионную кривую (кривая зависимости коэффициента пористости от нагрузки) и рассчитать значения коэффициента уплотнения, компрессионный модуль деформации, модуль общей деформации и модуль осадки по Н.Н.Маслову. Дать название грунту по величине модуля осадки (таблица 2.12).

Таблица 2.10

Физические свойства исследуемых грунтов

Вариант	Характеристика грунта	Плотность в естественном сложении ρ,г/см3	Естественная влажность W, %	Плотность твердых частиц ρs ,г/см3
1	Синие кембрийские глины	2,16	16,0	2,70
2	Моренные суглинки	2,22	15,0	2,72
3	Покровные суглинки	1,97	23,0	2,69
4	Пойменные аллювиальные суглинки	1,96	21,5	2,69
5	Старичный аллювий. супеси	1,94	29,6	2,70
6	Озерно-аллювиальные пески	1,76	13,0	2,68

Приведенные данные позволяют рассчитать значения плотности скелета грунта

ρ_d= ρ/(1+0,01W), и коэффициент пористости ε₀=(ρ_s-ρ_d)/ρ_d. (физический смысл показателей описаны в разделе «Физические свойства грунтов»).

Таблица 2.11

Значения абсолютной деформации грунтов Δh (мм) под нагрузкой при компрессионных испытаниях (по показаниям миссуры). Начальная высота образца h=10 мм.

Значения удельной нагрузки, σ МПа	Варианты
	1	2	3	4	5	6
0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0	0,0
0,1	0,41	0,04	0,04	0,08	0,44	0,02
0,2	1,17	0,07	0,09	0,13	0,71	0,07
0,3	1,66	0,11	0,15	0,16	1,05	0,10
0,4	1,79	0,14	0,24	0,19	1,16	0,12

Для записи результатов расчета можно воспользоваться нижеприведенной таблицей:

Удельная нагрузка, МПа

Абсолютная деформация грунта Δh (мм)

Относительная деформация грунта Δh/h

Приведенная пористость Δεn = Δh(1+ε0)/h

Коэффициент пористости εn = ε0 - Δεn

Коэффициент уплотнения – отношение изменения коэффициента пористости к разности напряжений, вызвавших эти изменения: а =Δε/Δσ. Коэффициент уплотнения измеряется в МПа^-1.

Модуль компрессионной деформации Е_к является количественной характеристикой сжимаемости грунтов при компрессионных испытаниях и величиной, обратной коэффициенту уплотнения: Е_к = 1/а = Δσ/Δε, МПа.

Модуль общей деформации или просто модуль деформации Е характеризует деформационное поведение грунта в условиях возможности бокового расширения при условии присутствия упругих и остаточных деформаций. В практике инженерно-геологических исследований модуль деформации рассчитывают по формуле:

Е = β(1+ε₀)/а, где β – множитель для перехода от сжатия (без возможности бокового расширения) при компрессионных испытаниях к сжатию, имеющему место в натуре; численно его принимают равным для песков 0,8; для супесей 0,7; для суглинков 0,5; для глин 0,4.

Модуль осадки е_р –величина непосредственного вертикального сжатия столба грунта высотой в 1 м при приложении к нему дополнительной нагрузки σ=0,3 МПа (Маслов Н.Н.). е_р = 1000 Δh/h миллиметров на метр.

Таблица 2.12

Характеристика грунта по модулю осадки

Категория грунта по сжимаемости	Модуль осадки ер, мм/м	Характеристика сжимаемости
I	1	Практически несжимаемая
II	1-5	Слабая
III	5-20	Средняя
IV	20-60	Повышенная
V	60	Сильная