Влияние динамических воздействий на механические свойства грунтов. Тиксотропия и разжижение грунтов. – 133



В городах широко распространены динамические воздействия на грунты. Источниками их являются: транспорт, фабрично-заводское оборудование и механизмы, ударные и вибрационные строительные машины и др.
Грунты различного состава, структуры и физического состояния по-разному реагируют на динамические воздействия. Теоретически все типы грунтов и даже скальные грунты могут в какой-то мере изменяться при соответствующем режиме динамических воздействий. Вибрация, удары, толчки и другие колебательные воздействия широко проявляются в городских условиях, существенно влияют на грунтовые образования под фундаментами зданий и сооружений. Наиболее чувствительны к таким воздействиям:
а) раздельно-зернистые грунты (пески, гравий, галечники, щебень, валуны), находящиеся в недоуплотненном состоянии;
б) грунты, имеющие рыхлую, тиксотропную структуру (водонасыщенные рыхлые илы, сапропели, плывуны, разжиженные лессы и т.п.), структурные связи которых легко разрушаются при механических воздействиях;
в) скопления продуктов выветривания, оползневые и другие неустойчивые породы на склонах.
Тиксотропия играет значительную роль в строительном деле. Например, при забивке свай в тиксотропный грунт происходит разжижение грунта вокруг сваи, и процесс забивки совершается настолько легко, что возникает сомнение в способности сваи нести соответствующую нагрузку. Временное прекращение забивки создает условия для восстановления прежнего состояния, сваю, как говорят строители, «засасывает», и ее сопротивление возрастает в несколько раз. Наличие тиксотропной прослойки в склоне долины или оврага, в откосе строительного котлована может вызвать обрушение склона или откоса от сотрясения.
Разжижение грунтов — процесс, вследствие которого грунт ведёт себя не как твёрдое тело, а как плотная жидкость. Разжижение более характерно для насыщенных влагой сыпучих грунтов, таких как илистые пески или пески, содержащие прослойки непроницаемых для воды отложений.
Разжижение грунта может произойти во время землетрясения, потому что при прохождении сейсмической волны частицы грунта начинают колебаться с разными скоростями и часть контактов между ними разрывается, в результате грунт может стать водой с взвешенными в ней песчинками. Вода стремится отжаться, но прежде чем грунт вернётся к первоначальному состоянию, здания, стоящие на нём, могут быть разрушены.

 

Статистический подход к оценке физических и механических свойств грунтов. Определение нормативных и расчетных характеристик грунтов. – 134

Определение нормативных и расчетных характеристик грунтов.
В силу неоднородности грунтов физико-механические свойства даже в пределах одного слоя не постоянны, поэтому определение характеристик по результатам испытаний одного образца дает лишь частное значение искомой величины.
Для получения достоверных значений физико-механических характеристик грунтов прибегают к статистической обработке результатов ограниченного числа испытаний.
В расчетах оснований доверительный интервал зависит от степени влажности и возможности ожидаемого события. При расчетах устойчивости грунтов принимают а=0,95, а при расчетах де-формативности а=0,85. Такое различие объясняется тем, что потеря устойчивости грунта опаснее осадки. Принятые доверительные вероятности означают, что в первом случае только 5%, а во втором — 15% значений частных определений будет больше или меньше принятого значения искомой характеристики.
Число частных определений к, по которым назначают нормативные и расчетные значения характеристик, зависит от неоднородности грунтов и степени ответственности возводимого здания или сооружения. Для статистической обработки требуется не менее шести испытаний. Для получения более достоверного значения требуется большее количество опытов: чем оно больше, тем меньше значение а и рт, соответственно сужается и доверительный интервал, т. е. значение искомой характеристики будет в большей степени приближаться к действительному.
При полевых испытаниях грунтов жесткими штампами, целью которых является определение модуля деформаций, допускается находить его по результатам трех опытов или двух, если результаты отличаются друг от друга не более чем на 25%.
Рис. 1.10. Статические кривые распределения значений физико-механических характеристик: 1 — тедретаческая; 2 — экспериментальная

 

54 Напряжения от собственного веса грунта. Применение теории сплошных и зернистых сред для определения напряжений и деформаций в грунтовом основании от действия внешних нагрузок. – 135

Фактическое напряженное состояние грунтов основания при современных методах изысканий определить не представляется возможным. В большинстве случаев ограничиваются вычислением вертикальных напряжений, возникающих от веса вышележащих слоев грунта. Эпюра этих напряжений по глубине однородного слоя грунта будет иметь вид треугольника. При слоистом напластовании эпюра ограничивается ломаной линией, как показано на рис. 9 (линия abсde).
На глубине z вертикальное напряжение будет равно:
где γ0i — объемный вес грунта i-го слоя в т/м3; hi — толщина i-го слоя в м; п — число разнородных слоев по объемному весу в пределах рассматриваемой глубины z. Объемный вес водопроницаемых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, принимается с учетом взвешивающего действия воды:

 

 

здесь γу — удельный вес твердых частиц грунта в т/м3; e — коэффициент пористости грунта

природного сложения.
При монолитных практически водонепроницаемых глинах и суглинках в случаях, когда они подстилаются слоем водопроницаемого грунта, имеющего грунтовые воды с пьезометрическим уровнем ниже уровня грунтовых вод верхних слоев, учет взвешивающего действия воды не производится. Если бы в напластовании грунтов, изображенном на рис. 9, четвертый слой представлял собой монолитную плотную глину и в подстилающем водоносном слое грунтовая вода имела бы пьезометрическим уровень ниже уровня грунтовой воды верхнего слоя, то поверхность слоя глины являлась бы водоупором, воспринимающим давление от слоя воды. В таком случае эпюра вертикальных напряжений изобразилась бы ломаной линией abcdmn, как показано на рис. 9 пунктиром.
Следует отметить, что под действием напряжений от собственного веса природного грунта деформации основания (за исключением свежеотсыпанных насыпей) считаются давно загасшими. При большой толще водонасыщенных сильносжимаемых грунтов, обладающих ползучестью, иногда приходится считаться с незавершенной фильтрационной консолидацией и консолидацией ползучести. В таком случае нагрузку от насыпи нельзя считать за нагрузку от собственного веса грунта.
Рис.9.Эпюра напряжений Р?z от собственного веса грунта.

 


Дата добавления: 2018-02-15; просмотров: 951;