Прочность грунта — sprosigeologa.ru

Прочность грунтаПрочность грунта (далее – ПГ) – это способность грунта сопротивляться разрушению, в основном при механическом воздействии на него. Ее выражают и оценивают временным сопротивлением сжатию, разрыву, скалыванию (для полускальных и скальных грунтов), сдвигу (для глинистых грунтов и песков). Она обусловлена взаимодействием между элементами, составляющими грунт.

ПГ зависит не только от самого грунта, но и от вида напряжённого состояния (растяжение, сжатие, изгиб и др.), условий эксплуатации (температура, скорость нагружения, длительность и число циклов нагружения, воздействие окружающей среды и т.д.). В зависимости от всех этих факторов в механике грунтов приняты различные категории: предел ПГ, предел текучести, предел усталости и др. Повышение ПГ достигается термической и механической обработкой, введением добавок, применением армированных и композиционных материалов.

Длительная прочность – ПГ при длительном действии нагрузки. Характеризуется кривой длительной прочности. Она зависит, в основном от прочности структурных связей грунта.

У грунтов с крепкими кристаллизационными и конденсационными связями прочность до их разрушения снижается до 70-90% от начальной (для большинства скальных грунтов до 60-80%). При наличии самых слабых структурных связей (коагуляционных) длительная прочность уменьшается до 20-60% от начальной.

В глинистых грунтах длительная ПГ зависит также от их влажности и консистенции. У глинистых грунтов пластичной консистенции прочность с течением времени при постоянной нагрузке снижается сравнительно быстро, и длительная ПГ для текучепластичных глин составляет от 20-40% до 50-60% для тугопластичных глин от начальной прочности. У мёрзлых грунтов длительная ПГ составляет 15-50% от начальной прочности, длительная ПГ льда уменьшается до нуля. При сжатии прочность снижается в меньшей мере, чем при сдвиге и тем более при растяжении. В условиях сложного напряжённого состояния, чем больше среднее нормальное напряжение, тем в меньшей степени снижается прочность. С ростом температуры снижение ПГ идет интенсивнее.

Контактная прочность – характеристика твёрдости породы, определяемая при вдавливании штампа в необработанную поверхность образца и составляющая, например, для песчаников 3,5 – 18,0 МПа, для сланцев 3,0 – 7,0 МПа.

Мгновенная прочность – ПГ при мгновенном приложении нагрузки.

Прочность грунта на сжатие – разрушение грунта при сжатии. Проводится в условиях свободного бокового расширения (такое испытание называется простым или одноосным сжатием) или при его ограничении. Она характеризуется пределом прочности на одноосное сжатие R_с и равно частному от деления максимальной разрушающей нагрузки на площадь поперечного сечения образца до испытания. По величине R_с приближённо оценивается несущая способность свай. Она прямо пропорциональна предельной расчётной величине прочности на одноосное сжатие. Величина R_с используется также для определения устойчивости массива грунтов, в котором происходит подземная выработка, величин его смещения, нагрузок на крепь и параметров крепи. По значению R_с вычисляют коэффициент крепости по Протодьяконову.

Предел прочности на одноосное сжатие в лабораторных условиях изучают на образцах правильной (кубической или цилиндрической) и неправильной форм. Между пределом прочности на одноосное сжатие для образцов правильной R_с и неправильной R_с.н. формсуществует эмпирическая взаимосвязь R_с=5,3 R_с.н. Предел прочности на одноосное сжатие зависит от трещиноватости грунта, размера, формы и характера упаковки слагающих грунт частиц, прочности структурных связей между частицами, степени насыщения грунта водой или льдом.

Стандартная прочность – ПГ (песчаных и глинистых), оцениваемая методом медленного сдвига после предварительного полного их уплотнения при давлении, соизмеримом с давлением, создаваемым инженерным сооружением.

Структурная прочность – ПГ, обусловленная структурными связями между компонентами грунта, преимущественно твёрдыми. Она зависит от вида компонент и их физической природы, отвечает величине нагрузки, при которой начинается деформирование грунта. Различают структурную прочность при сжатии и сдвиге. Структурная ПГ при сжатии ориентировочно определяется по формуле: σ_стр=2с cosφ /(1-sinφ), где φ – угол внутреннего трения; с – сцепление.

Прочность грунта фильтрационная – сопротивление грунтов, главным образом песчаных, разрушению при действии на них фильтрационного потока.

Прочность остаточная – минимальное касательное напряжение при данной величине деформации, которое грунт выдерживает без деформирования и разрушения.

Прочность пластическая – предельное сопротивление сдвигу глинистых грунтов, определяемое по результатам лабораторных пенетрационных исследований по формуле: Р_m=K_aP/h², где K_a – константа конуса, равная 0,959 при угле вершины конуса 30⁰; Р – усиление пенетрации; h – глубина погружения конического наконечника под действием усилия Р.

 

Главная—>Справочник геолога—>Прочность грунта

Прочность грунта – описание свойства, характеристики и методы определения прочности

Прочность грунта – это его свойство сопротивляться разрушительному действию факторов внешней среды. К ним относятся механические нагрузки, воздействие температуры, электрического и магнитного поля, химических веществ.

• Прочность грунта
• Чем отличаются деформируемость и прочность грунтов
• Факторы прочности
• Механизм разрушения грунта
• Основные виды и показатели прочности
• Практическое значение показателя прочности

На практике грунт чаще всего подвергается механическим нагрузкам – давлению фундамента, сдвигу при передвижении автомобилей. Поэтому в статье мы подробно расскажем именно о механической прочности, коротко упомянем о других видах.

Вы узнаете, от чего зависит показатель, как он измеряется. В конце вы узнаете о значении прочности грунта в строительстве и других сферах. Но прежде всего давайте разберемся в терминологии.

Чем отличаются деформируемость и прочность грунтов

Прочность очень часто трактуют как деформируемость – и наоборот. Но это разные понятия.

При воздействии внешних нагрузок в грунте появляется напряжение, что ведет к смещению его частиц относительно друг друга. В результате возникают упругие и остаточные деформации – изменение формы или объема грунта без критического разрушения связей между его элементами. При упругом деформировании после снятия нагрузки объем и форма восстанавливаются. Остаточные деформации провоцируют необратимые изменения в грунте, так как связи между частицами сильно ослабевают и уже не восстанавливаются.

Кроме того, существуют деформации пластичные, осадки и набухания. Первые характерны для глинистых грунтов и возникают за счет образования вокруг мелких частиц водной пленки, которая до определенного момента выступает связующим звеном между ними. Грунт меняет форму без разрушения. Деформации осадки и набухания связаны с изменением объема за счет уменьшения пористости или заполнения пор и капилляров водой. При этом связность грунта не нарушается. Детальнее о деформациях вы можете прочитать в соответствующей статье на нашем сайте.

В отличие от деформаций, прочность измеряется критическими нагрузками. После их воздействия необратимо разрушаются связи между отдельными элементами грунта, и он теряет свою целостность. Как именно это происходит, вы можете узнать в следующих частях этой статьи.

Факторы прочности

Прочность грунта зависит в первую очередь от его структуры, гранулометрического и минерального состава. Она обеспечивается взаимодействием между атомами и молекулами образующей породы, отдельными частицами, агрегатами и конгломератами.

Связи между элементами грунта бывают нескольких типов:

• Кристаллические
  Это самый прочный тип связей, характерный для магматических и метаморфических грунтов. Он возникает между отдельными молекулами породы. Связи выстраиваются в кристаллические решетки разной формы. Чтобы их разорвать, необходимо приложить большое усилие.
• Цементационные
  Они встречаются в скальных и связных грунтах, часто скрепляют отдельные частицы в агрегаты и конгломераты. В качестве цементирующего вещества выступают глинистые минералы (гидрослюда, каолинит), известняк, доломит, железистые и кремнистые соединения (опалы, кварц, халцедон, оксиды железа). По прочности цементационные связи почти не уступают кристаллическим.
• Коагуляционные
  Они характерны для связных глинистых и пылеватых грунтов, образуются за счет взаимного сближения молекул. Усиливаются они при наличии связанной воды, но быстро разрушаются при увеличении влажности и появлении свободной воды.
• Физические (за счет силы трения)
  Они встречаются в несвязных дисперсных грунтах. Такие связи очень слабые и разрываются при незначительных нагрузках.

Грунт – это неоднородная структура. В нем встречаются элементы с разными типами связей. Чем слабее соединения, тем быстрее они поддаются разрушению. В результате на фоне целостного массива появляются дефекты.

Их принято разделять на несколько рангов:

• Первый ранг – это дефекты кристаллической структуры минерала; они бывают точечными, линейными, плоскими или объемными
• Второй ранг – дефекты в агрегатах или нарушение связей между отдельными зернами
• Третий ранг – плоские и объемные дефекты массива грунта в форме трещин разной формы и другие изъяны

В скальных и крупнообломочных грунтах преобладают кристаллические связи. Поэтому их разрушение идет на всех уровнях. В дисперсных встречаются только дефекты второго и третьего ранга. Сами частицы в материале довольно прочные и редко разрушаются под воздействием нагрузок.

Кроме типа связей на прочность грунта влияют другие внутренние и внешние факторы:

• Гранулометрический состав
  Крупнообломочные грунты проще теряют прочность, чем мелкозернистые. Это связано с тем, что большие частицы быстрее разрушаются под воздействием различных нагрузок. Также нарушает прочность неоднородный гранулометрический состав. При наличии крупных включений показатель падает.
• Текстура и структура
  Грунт состоит из отдельных частиц, которые могут быть по-разному ориентированы. Если структура анизотропная (частицы ориентированы в разные стороны), то прочность низкая. При слоистой структуре показатель повышается. Но он зависит от того, в каком направлении по отношению к слоям направлена нагрузка.
• Минеральный состав
  Прочность грунта напрямую зависит от прочности минералов, входящих в его состав. Один из самых высоких показателей у кварца – его примеси всегда улучшают способность сопротивляться нагрузкам. Среди глинистых минералов большей прочностью обладает монтмориллонит, чем каолинит.
• Засоленность
  Грунты с высоким содержанием растворимых солей быстро теряют прочность при увлажнении. В мерзлых засоленных грунтах понижается температура замерзания воды, даже при низких температурах в них остается жидкость. Это снижает устойчивость к разным типам нагрузок.
• Пористость и трещиноватость
  Наличие пор и трещин – это признак выветривания породы. Чем больше таких элементов, тем слабее грунт.
• Сила и тип нагрузки
  Грунты по-разному реагируют на удары, касательное, боковое и вертикальное напряжение. Быстрые периодические удары интенсивнее разрушают материал, чем постоянное давление.
• Поровое давление
  Оно зависит от количества жидкости в порах. Прочность водонасыщенного материала выше, так как напряжение в меньшей мере передается скелету грунта. Но показатель падает при влажности, не достигающей полного водонасыщения.
• Влажность
  Полностью сухие связные грунты прочнее, чем влажные. Чаще всего они имеют более компактную структуру и прочные связи между частицами, которые разрушаются при увлажнении. При полном водонасыщении прочность увеличивается (особенно у несвязных дисперсных грунтов). Но показатель водонасыщенного связного грунта будет ниже, чем у полностью сухого.
• Температура
  При повышении температуры увеличивается кинетическая энергия молекул и атомов. Это ведет к ослаблению химических связей внутри элементов грунта и падению прочности. В мерзлых образцах показатель снижается после таяния льда.

На грунт действует вся совокупность перечисленных факторов. Прочность будет зависеть от их соотношения.

Механизм разрушения грунта

Механизм потери грунтом прочности стадийный. На каждом этапе – всего их три – разрушаются определенные типы связей, усугубляются дефекты и деформации.

Первая стадия
После приложения нагрузки в грунте сначала возникают упругие деформации, которые со временем переходят в пластические. В местах с неоднородной структурой (разными типами связей и минеральным составом, дефектами) возникает усиленное напряжение. Именно здесь появляются первые микротрещины и деформации.
Количество и объем первых дефектов зависит от степени неоднородности грунта. Напряжение на первой стадии еще не критичное, оно не ведет к разрушению грунта. Энергия, которая выделяется при образовании трещин или деформаций, расходуется на восстановление поверхности грунта.
Первая стадия сопровождается выделением разных типов энергии – звуковой, тепловой, магнитной, химической. Ее можно рассматривать как подготовительный этап к дальнейшему нарушению целостности грунта.

Вторая стадия
На второй стадии количество дефектов увеличивается. При этом часть трещин может исчезать. Дальнейшее разрушение грунта зависит от соотношения новых и старых трещин. Когда новых дефектов становится значительно больше, прочность грунта резко падает, и он теряет свою целостность.
Между кристаллическими решетками скальных грунтов и зернами дисперсных появляются пустоты. При увеличении нагрузки и деформации меняются их размеры и формы. Расширение объема пустот – еще один этап, ускоряющий разрушение.

Третья стадия
Третья стадия завершается необратимым разрушением грунта. Мелкие трещины сливаются в одну большую, которая раскатывает породу. В дисперсных грунтах возникают стойкие пластические деформации.

Дальше мы рассмотрим основные типы нагрузок и показателей, которые используются при изучении прочности грунта.

Основные виды и показатели прочности

Не существует единой классификации прочностных характеристик грунта. Во время эксплуатации массив подвергается разным нагрузкам – горизонтальным (касательным или разрывающим), вертикальным (сжимающим), постоянным, периодическим. Грунт по-разному реагирует на каждую из них.

Выделяют различные виды прочности.

Так, она может быть:

• Стандартная – это прочность при медленном сдвиге уплотненного предварительно образца грунта
• Фильтрационная – свойственна главным образом песчаным грунтам, измеряется при действии фильтрационных потоков воды, проходящих через массив
• Пластическая – это прочность при сдвиге глинистого грунта
• Контактная – определяется при вдавливании штампа в необработанную поверхность грунта, свидетельствует о твердости минеральной породы

Также прочность бывает:

• Структурная – зависит от сложения и типа связей между твердыми частицами; на нее влияет минеральный состав и дисперсность грунта
• Остаточная – это минимальное напряжение, которое способен выдержать грунт без разрушения

В зависимости от времени нагрузок она может быть:

• Длительная – прочность при длительных нагрузках (например, при постоянном давлении фундамента здания)
• Мгновенная – прочность при коротком воздействии нагрузки (при ударе или проезде автомобиля)

В зависимости от типа воздействия прочность бывает:

• Механическая
  Это устойчивость грунта к механическим нагрузкам. Именно этот показатель определяют чаще всего.
• Термическая
  Это устойчивость к воздействию высоких или низких температур. Выражен показатель в мерзлых грунтах. При снижении температуры прочность увеличивается, при повышении – уменьшается из-за таяния льда. Показатель также зависит от термической устойчивости минералов, входящих в состав породы.
• Электрическая, магнитная и электромагнитная
  Это устойчивость к воздействию электрического тока, магнитного и электромагнитного поля.
• Химическая
  Это устойчивость к воздействию различных химических веществ – кислот, щелочей, растворителей. Она зависит от минерального состава, наличия в грунте растворимых солей.

Для проверки прочности грунт подвергают критической нагрузке. Под ее воздействием упругие разновидности (скала, крупнообломочный грунт) разрываются и теряют свою целостность. Пластичные грунты (глины, супеси, суглинки, лёссы) сначала необратимо меняют свою форму, а затем также теряют целостность.

Для определения устойчивости грунта к разрушениям используют несколько показателей:

• Одноосное сжатие
• Одноосное растяжение
• Сопротивление сдвигу

О них читайте далее.

Одноосное сжатие

При одноосном сжатии грунт подвергается вертикальной нагрузке, фиксируется давление, при котором начинается разрушение образца. Затем показатель определяется по соотношению давления и площади сечения образца грунта. Испытания проводятся согласно ГОСТ 12248-2010.

Прочность на сжатие отражает, как реагирует грунт на давление фундамента зданий. Показатель высокий у скальных грунтов магматического и метаморфического происхождения, немного ниже у осадочных. Крупнообломочные грунты хуже переносят вертикальные нагрузки, так как большие куски породы быстрее разрушаются, чем мелкие. Прочность мелкозернистых несвязных грунтов зависит от их плотности, у связных – от консистенции. Детальнее о показателе вы можете прочитать в статье Прочность грунта на сжатие.

Одноосное растяжение

Показатель определяется силой, которую следует приложить для разрыва образца грунта. Его определяют у скальных и связных дисперсных грунтов. Методики описаны в ГОСТ 21153.3-85.

В природных условиях растяжение грунта чаще всего вызывает гравитация. Поэтому показатель важно определять для предотвращения оползней, при планировке строительства на склонах, для укрепления берегов, при создании креплений в подземных выработках. Подробно об этом вы можете прочитать в статье Прочность грунта на растяжение.

Сопротивление сдвигу

Сопротивление сдвигу определяется по соотношению вертикальных и горизонтальных (касательных) нагрузок. Показатель зависит от силы трения и сцепления между частицами грунта. Он высокий у скальных и связных грунтов. В дисперсных несвязных показатель зависит от формы и текстуры частиц. Метод определения характеристики описан в ГОСТ 12248-2010.

Прочность на сдвиг важно определять при строительстве объектов, которые будут подвергаться динамическим касательным нагрузкам (трасс, железных дорог, взлетных полос). Его также учитывают при закладке фундаментов. Детальнее о нем вы можете прочитать в статье Прочность грунта на сдвиг.

Прочность при каждом из этих испытаний может отличаться.

Практическое значение показателя прочности

Определение прочности грунта – это обязательный этап геологических изысканий перед началом строительных работ. От этого свойства зависит несущая способность грунта, устойчивость к статическим и динамическим нагрузкам.

Определяют прочность в таких ситуациях:

• Перед возведением любых зданий и сооружений
  Здания оказывают сильное давление на основание. Поэтому от прочности грунта зависит план сооружений, их размеры и высота. Если неправильно определить прочность, массив под весом сооружений повредится. Это повлечет за собой перекосы, появление трещин на стенах и фундаменте и даже полное разрушение здания.
• При строительстве дорог любого класса
  В этом случае важно определить прочность на сдвиг, растяжение и сжатие. На грунт в основании оказывают давление дорожная одежда (статическая вертикальная нагрузка) и проезжающие автомобили (динамическая горизонтальная нагрузка). Если прочность грунта будет слабой, дорожное полотно быстро деформируется, на нем появятся ямы.
• При строительстве насыпей
  При возведении грунтовых насыпей важно учитывать прочность на сдвиг и растяжение. От этого будет зависеть угол наклона и высота. Неправильные расчеты приведут к просадке насыпей и оползням.
• При разработке карьеров и подземных выработок
  Чтобы правильно рассчитать угол наклона стенок карьера, продумать укрепление стен и сводов, важно определить прочность на сдвиг и растяжение. При планировке креплений важно узнать прочность на сжатие грунта, на котором будут стоять опоры.
  Разработка карьеров и подземных выработок без изучений прочностных характеристик грунта приведет к обвалам. Особенно опасны они в закрытых пространствах.
• При строительстве плотин
  На плотины воздействуют горизонтальные потоки воды. Поэтому грунт под ними должен быть устойчивым к сдвигу и растяжению. Кроме того, вода является универсальным растворителем, поэтому не лишним будет узнать химическую прочность грунта (особенно содержание в нем растворимых солей). Низкая механическая и химическая прочность грунта приведет к разрушению плотин.
• При укреплении берегов и склонов
  Разрушение берегов и оползни на склонах возникают там, где прочность грунта на сдвиг и растяжение слабая. Определение этих показателей позволяет правильно разработать стратегии по укреплению объектов.
• Для предотвращения ветровой и водной эрозии
  Грунты часто подвергаются разным видам эрозий. Особенно подвержены им материалы с низкой прочностью на сдвиг и растяжение.

Характеристики прочности – одни из самых важных для строительного грунта. Они позволяют правильно спроектировать здания, дороги и другие конструкции. Определить показатели можно только в лаборатории. Поэтому перед началом строительства лучше обратиться к специалистам.

• Прочность грунта на растяжение (одноосное растяжение)
• Прочность грунта на сжатие (одноосное сжатие)
• Сопротивление грунтов сдвигу (прочность на сдвиг)

Прочность почвы | ВРО | Сельское хозяйство Виктория

Цвет почвы | Частицы почвы | Склеивание и агрегация | Пористость | Изменение структуры почвы | Прочность почвы

Что придает почве силу?
Механическая прочность грунта является важным понятием при рассмотрении (и прогнозировании) поведения грунта.

Сила используется для представления реакции грунта на приложенную силу. Высокопрочные грунты сопротивляются деформациям (особенно уплотнению), дроблению (сдвигу и осыпанию), проскальзыванию. Однако высокопрочные почвы также сопротивляются проникновению корней и исследованию.

Прочность придается грунту за счет:

• силы сцепления между частицами; а также
• сопротивление трению, встречаемое частицами, которые вынуждены скользить друг по другу или перемещаться из заблокированных положений.

Почему важна прочность грунта?
Здоровая почва имеет сложные требования к прочности. Он должен быть устойчивой структурой, чтобы поддерживать растительность и определенный уровень движения, а также защищать огромное количество пор и трещин. Но в то же время он хочет поддержать земледелие фермером, земляные работы почвенной фауной и исследование корней, воды и газов. Ему нужна крепкая рыхлость. Он не хочет имитировать бетон.

Специалисты по почвам разработали термин «консистенция» (см. ниже), чтобы помочь справиться с этой сложной потребностью.

Как на прочность почвы влияет содержание воды?
Тип и состав глины влияют на прочность благодаря своей роли в сцеплении. Содержание воды существенно изменяет их сцепление. По мере увеличения содержания воды сцепление уменьшается. Это связано с тем, что увеличение содержания воды вызывает большее отделение частиц глины (и, следовательно, более легкое проскальзывание) и, кроме того, вызывает размягчение цемента почвы.

Следующий график иллюстрирует последствия:

Уплотняемость почвы можно использовать в качестве примера того, как могут взаимодействовать содержание влаги, прочность и управление. Более сильное уплотнение

происходит при движении по влажным почвам, чем по сухим. Один проход трактора по влажной почве вызвал сокращение скорости инфильтрации, эквивалентное четырем проходам по сухой почве. Сухая почва имеет гораздо большее сопротивление структурным изменениям, потому что она имеет более высокую прочность.

Это демонстрируется «кривой критического содержания влаги», где для данного усилия уплотнения эффект уплотнения увеличивается по мере увеличения содержания влаги до точки, когда почва становится настолько влажной, что уплотнения опадают. «Критическая влажность» для уплотнения приходится на вершину кривой – это наиболее нежелательная влажность для траффика на почве. Критическое содержание влаги в любой почве будет зависеть от множества факторов, включая структуру почвы и содержание органических веществ.

Дополнительную информацию можно найти в другом месте на этом сайте – см. уплотнения и трафик.

Таким образом, содержание воды в почве через ее влияние на прочность почвы будет влиять на:

• Структурная устойчивость
• Эрозия
• Обработка почвы
• Проникновение корня
• Проходимость
• Склонность к оползням

Что такое консистенция?
Консистенция является полезным способом приближения к прочности грунта путем проверки величины силы, необходимой для того, чтобы просто вызвать разрушение или деформацию 20-миллиметрового куска грунта (в виде грунта или заполнителя) при приложении «сжимающей силы сдвига» между большим пальцем и указательный палец. Используемые стандартные оценки, применяемые к сухому образцу почвы, составляют:

Свободно	Сила не требуется. Separate particles such as loose sands
Very weak	Very small force almost nil
Weak	Small but significant force
Firm	Moderate or firm force
Very firm	Strong сила, но под силу большому и указательному пальцам
Сильный	За пределами силы большого и указательного пальцев. Продавливает ногами о твердую ровную поверхность с небольшим усилием
Очень сильные	раздавливания под ногами на твердой плоской поверхности с полным весом, медленно применяемым
Жесткие	не могут быть раздавлены под ногами. изменение реакции на заданное приложение усилия большого пальца — поэтому, если вы используете это для сравнения изменений состояния почвы в загоне, убедитесь, что вы делаете это при стандартном содержании влаги — и «сухой» легче всего стандартизировать. Консистенция является полезным индикатором изменения состояния почвы. Как прочность почвы влияет на продуктивность? Прочность почвы влияет на устойчивость заполнителя и структуру почвы. Высокая прочность почвы, в зависимости от того, где в почвенном профиле, может: Препятствуют появлению всходов (почвенные корки и пахотные слои имеют высокую структурную прочность) Ограничение проникновения корней Грунты с низкой прочностью: Подвержен уплотнению (как машинами, так и складом) Подвержен эрозии (ветровой и водной) Как вы измеряете прочность почвы? Инженеры-геологи используют ряд методов для измерения прочности почвы. Обычный способ заключается в приложении силы сдвига и записи силы, необходимой для того, чтобы структура грунта разрушилась или разрушилась. Но нас как землеустроителей, вероятно, больше интересуют деформации (например, дезагрегация, уплотнение или размазывание плугом), чем разрушение блоков. Сопротивление проникновению является полезной концепцией, поскольку ее можно использовать для косвенного измерения прочности грунта и легкого определения изменений внутри грунта. Кроме того, он может оценить величину образования корки, уплотнение и появление плуга. Зонд вдавливается в почву, и сопротивление его проникновению является сопротивлением проникновению. Удобно думать об этом как о том, с чем может столкнуться корень (или предприимчивый червь), исследующий почву. На самом деле существует сильная отрицательная связь между скоростью удлинения корня и сопротивлением пенетрометра. Простой пенетрометр показывает прочность и влажность почвы Свойства почвы | Прочность грунта на сдвиг Введение Прочность грунта обычно определяется как сопротивление напряжению сдвига с точки зрения эффективного угла внутреннего трения и эффективного сцепления (c’). Это техническое примечание предназначено для обеспечения основы для оценки удельного веса грунта в отсутствие конкретных результатов испытаний. Факторы, влияющие на прочность грунта на сдвиг Прочность грунта на сдвиг достигается за счет взаимодействия твердых, жидких и газообразных частиц в его составе. Таким образом, прочность почвы на сдвиг зависит от состава частиц почвы, количества воды в почве и степени уплотнения почвы. Способствующие факторы включают, но не ограничиваются: Минералогия частиц почвы (например, кремнезем, кварц, полевой шпат и т. д.). Диапазон размеров частиц почвы, также известный как гранулометрический состав. Угловатость частиц почвы (наиболее актуально для крупных песков и гравия) Влажность почвы — полностью ли заполнены пустоты между частицами почвы водой (полностью насыщены) или в основном воздухом — и капиллярные силы, создаваемые взаимодействием твердых частиц, воды и воздуха. Степень уплотнения грунта. Измерение прочности грунта на сдвиг Прочность грунта на сдвиг измеряется непосредственно в лаборатории или оценивается на основе корреляций с испытаниями, проведенными на месте. В лаборатории прочность на сдвиг измеряется коробочным или трехосным испытанием в соответствии с BS 1377-7:19.90 или BS 1377-8.:1990 соответственно. Испытание на сдвиг границы раздела грунт/геотекстиль (предоставлено Geospec Ltd) На месте наиболее распространенным методом является корреляция между прочностью на сдвиг и результатами SPT (стандартного испытания на проникновение). Тем не менее, существует множество корреляций, которые можно использовать для оценки параметров прочности грунта, таких как CPT (испытание на проникновение конуса), DCP (динамический конусный пенетрометр), HSV (лопасти с ручным сдвигом), датчик Mexe, DMT (испытание на плоском дилатометре). ) и т. д. Типовые параметры прочности на сдвиг грунта Типичные параметры прочности на сдвиг для различных грунтов были оценены несколькими источниками в зависимости от объема доступной информации. Вообще говоря, информация о грунте и методе оценки прочности на сдвиг относится к одной из двух категорий: Информация ограничена типом почвы – при отсутствии каких-либо испытаний на месте, например, когда исследование участка еще не проводилось, ABG рекомендует корреляции от Oritz (Oritz et al., 1986). Эта информация воспроизведена в Таблице 1 ниже. Ограниченная информация о тестировании — типичное исследование участка даст много полезной информации, но может не включать каких-либо прямых измерений информации о прочности грунта. В этом случае ABG рекомендует использовать рекомендации BS 8002:2015 и BS EN 1997-2. Эта информация воспроизведена ниже (таблицы 2, 3 и 4). В качестве альтернативы, «Справочник по геотехническим исследованиям и таблицам проектирования» (Look, 2007) содержит множество полезных корреляций с широким спектром общих геотехнических испытаний.   Типовое общее расположение устройства сдвига (BS 1377-7:1990) Таблица 1: Типичная прочность грунта на сдвиг в зависимости от типа грунта Таблица 2: Песок и гравий – Определение параметров прочности грунта на сдвиг (BS 8002:2015) Примечания к таблице 2: Термины для определения формы частиц можно найти в BS EN ISO 14688-1. Коэффициент однородности Cu определен в BS EN ISO 14688-2 . Индекс плотности /D определен в BS EN ISO 14688-2. Условия плотности могут быть оценены по результатам полевых испытаний (например, стандартное испытание на проникновение, испытание на проникновение конусом) с использованием корреляций, приведенных в BS EN 1997-2:2007. Значение «Мелкость» относится к той фракции почвы, размер частиц которой составляет менее 0,063 мм. Таблица 3: Песок и гравий – Корреляция между нормализованным количеством ударов и индексом плотности (BS EN 1997-2:2007) Примечания к таблице 3: Для мелкозернистого песка значения N следует уменьшить в соотношении 55:60, а для крупнозернистого песка увеличить в соотношении 65:60 Таблица 4: Илы и глины – Определение параметров прочности грунта на сдвиг (BS 8002:2015) Примечания к таблице 4: Характеристика эффективного сцепления при постоянном объеме (c’cvk) должна быть принята равной нулю Ссылки Британский институт стандартов, BS 1377-7:1990 – Методы испытаний грунтов для целей гражданского строительства. Добавить комментарий Отменить ответ Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены * Комментарий * Имя * Email * Сайт 2019 © Все права защищены.