ВВЕДЕНИЕ. СТАБИЛЬНЫЕ ПЛОТНОСТИ. НАБУХАНИЕ ГРУНТА

3.1. ВВЕДЕНИЕ

Набухание происходит из-за образования пленок сильно-связной воды. Толщина таких пленок зависит от вида грунта и в основном характерна для глинистых грунтов, состоящих из частиц менее 0,005 мм, свойства которых определяются в значительной степени межмолекулярными силами и зависят от породообразующего минерала глины:

- каолинита

- монтмориллонита

- гидрослюды

Наиболее толстые пленки образуются у монтмориллонитовых глин, т.е. они набухают больше других.

3.2. СТАБИЛЬНЫЕ ПЛОТНОСТИ

Зависимость стабильной плотности от нагрузки показано ниже на рис. 4.

Рис. 4.

3.3. НАБУХАНИЕ ГРУНТА

Поскольку набухание определяется толщиной пленок сильно связной воды, то оно зависит от:

- плотности грунта (чем больше частиц грунта в 1 см высоты, например, тем больше суммарная толщина пленок после водоносыщения);

- влажности грунта (если при уплотнении грунта частицы уже имели пленки сильно связной воды, то после водонасыщения набухания не будет, т.к. вся сильно связная вода уже адсорбирована);

- нагрузки на грунт (нагрузка уменьшает максимальную возможную толщину пленок, говоря неформально вода как бы не может «втиснуться»).

Опытами установлено, что при влажности (предел пластичности) и выше набухания не происходит. Т.е. влажность соответствует максимуму адсорбированной сильно связанной воды (больше уже не адсорбируется!).

При этом! Оказалось, что уменьшение влажности в большей степени повышает набухание, чем увеличение плотности.

Учитывая вышесказанное, чем меньше влажность, тем выше потенциал набухания.

О действии нагрузки на набухание. Существует нагрузка, которая полностью подавляет набухание грунта, представлена ниже на рис. 5, для грунта содержащего 25-30% глинистых частиц гидрослюдистой группы, уплотненного до состояния, когда 5% пор заняты воздухом.

Рис. 5.

С учетом этого, если был увлажнен массив грунта (где вертикальные напряжения от давления грунта возрастают с глубиной), то набухать будет только слой, где вертикальные напряжения меньше подавлюящих набухание. Этот слой называется деятельным слоем. На рис. 5 также показана толщина деятельного слоя, в зависимости от влажности.

На рис. 6 показана кривая, полученная на основе множества испытаний, отклонения для фактических грунтов будут лежать в пределах 10-15% от кривой. Кривая подходит для грунтов различного минералогического и гранулометрического состава.

Рис. 6.

Также, поскольку набухание происходит в результате образования пленок, набухать будут только глинистые грунты. Набухание, в зависимости от содержания глинистых частиц, показано на рис. 7.

Рис. 7.

Таким образом, можно сделать вывод, что если грунт был недоуплотнен (ниже стабильной плотности) и находится под нагрузкой, то после увлажнений произойдет его осадка. Если же грунт уплотнен (до стабильной плотности и выше) и находится под нагрузкой, то произойдет его пучение, причем опытами установлено, что пучение будет прямо пропорционально влажности, если она менее . Результаты опытов показаны на рис. 8.

Рис. 8.

Т.е. – модуль деформации после увлажнения и завершения вызванных увлажнением деформаций (если они есть вообще), - деформации до увлажнения.

Результаты экспериментальных измерений показаны ниже в таблице.

⇐ Предыдущая 123 Следующая ⇒