МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ ГРУНТА

3.4. МОРОЗНОЕ ПУЧЕНИЕ ГРУНТА

Согласно Хархуте (данные на 1975 год) морозное пучение объясняется следующим образом:

Это означает, что кристалл льда соприкасается с водой, которая в свою очередь адсорбирована поверхностью частиц грунта. Кристалл льда начинает расти и как бы стягивает воду с поверхности частиц грунта. Соответственно затраченная на построение кристалла льда вода компенсируется вновь адсорбируемой поверхностью частиц грунта водой, которая притягивается снизу. Таким образом появляется движение воды снизу вверх.

При этом очень важно иметь в виду следующее:

Склонность глинистых грунтов к морозному пучению, в зависимости от минералогического состава показана ниже на рис. 9.

Рис. 9.

Больше всех к морозному пучению склонны каолинитовые глины (в 8 раз выше чем монтмориллонит и гидрослюды). Потом идут пылеватые грунты. Потом монтмориллонит. Потом гидрослюды.

Соответственно чем выше содержание каолинита, тем больше морозное пучение (рис. 10).

Рис. 10. Рис. 11.

Если сравнивать грунты, уплотненные при оптимальной влажности до максимальной стандартной плотности, при различном проценте содержания глины (гидрослюды), то получится кривая рис. 11. Минимум соответствует 18-30% содержания глинистых частиц, т.е. тяжелым суглинкам.

Другим фактором, влияющим на морозное пучение является сложившаяся структура грунтов:

· грунта естественного сложения:

o сложившиеся в зоне промерзания (больше всего склонны к пучению);

o сложившиеся вне зоны промерзания (менее всего склонны к пучению);

· только что уплотненные грунты (занимают среднее положение по склонности к пучению).

Причина вышеприведенной склонности к пучению следующая. Грунты естественного сложения, находящиеся вне зоны промерзания имеют структуру, составленную из агрегатов грунта, формирующих закрытую систему пор. Грунты, находящиеся в зоне постоянного промерзания, из-за постоянного замораживания и оттаивания имеют структуру с открытой пористостью, которая дает возможность воде перемещаться и “питать” растущий кристалл льда.

Другие параметры, от которых зависит морозное пучение грунта – плотность и влажность. При этом эти два параметра рассматриваются при двух разных режимах водонасыщения грунта – напорном и безнапорном. Итого получается 2х2=4 варианта.

Зависимость морозного пучения от плотности показана ниже на рис. 12.

Зависимость морозного пучения от влажности показана ниже на рис. 13.

Рис. 12.

Рис. 13.

Поскольку в производственных условиях влажность может отличаться, но при этом уплотнение будет происходит сходим образом (скажем 10 проходов катка по следу), то можно построить график зависимости плотности и пучения от влажности увлажняемого грунта (замораживаемого без напора) – рис. 14.

Рис. 14.

⇐ Предыдущая 1 23