Что изучает механика грунтов

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ. Механика грунтов является теорией естественных грунтовых оснований

СОСТАВ КУРСА И ЕГО СВЯЗЬ С ДРУГИМИ ДИСЦИПЛИНАМИ

Лекция №1. Введение

Механика грунтов является теорией естественных грунтовых оснований. Роль механики грунтов как инженерной науки огромна, и ее можно сравнить лишь с ролью дисциплины «Сопротивление материалов».

Применение механики грунтов позволяет особенно полно использовать несущую способность грунтов, достаточно точно учесть деформации грунтовых оснований под действием нагрузки от сооружений, что обусловливает принятие не только наиболее безопасных, но и наиболее экономичных решений.

При изучении дисциплины «Механика грунтов» рассматриваются физико-механические свойства грунтов, распределение в них напряжений, деформации грунтов в основании сооружений и условия устойчивости массивов грунтов. Без знания основ механики грунтов не представляется возможным правильно запроектировать современные промышленные сооружения, жилые здания (особенно повышенной этажности), мелиоративные и дорожные, земляные и гидротехнические сооружения (насыпи, плотины, здания ГЭС и т.п.). Изложение дисциплины построено с учетом необходимости знания следующих дисциплин: инженерной геологии, сопротивления материалов, теории упругости и гидравлики. Механика грунтов является теоретической базой для расчета оснований.

Всякое сооружение передает действующие на него нагрузки, включая его собственный вес, на основание. Основание – это напластование грунтов, воспринимающее давление от сооружения (рис. 1).

Рис.1 Схема фундамента с основанием

Различают основания естественные, сложенные природными грунтами, и искусственно улучшенные – при искусственном улучшении свойств природных грунтов или частичной замене грунтов.

Располагать сооружение непосредственно на поверхности земли можно в относительно редких случаях. Этому обычно препятствуют следующие особенности верхних слоев грунта:

а) неспособность восприятия давления от сооружения (малая несущая способность);

б) возможность вертикального перемещения под воздействием метеорологических факторов (пучение при промерзании, просадка при оттаивании, набухание при увлажнении, усадка при высыхании);

в) возможность разрушения различными землероями, корнями растений и выветриванием.

Все это обусловливает необходимость устройства подземной конструкции, предназначаемой главным образом для передачи давления на грунты, лежащие на некоторой глубине. Эту конструкцию называют фундаментом.

ГРУНТАМИ называют горные породы коры выветривания литосферы. В геологии все горные породы, кроме скальных, называют рыхлыми горными породами. Именно эти породы в механике грунтов называют грунтами. Основной их особенностью является раздробленность (дисперсность). По СНиП различают грунты скальные, крупнообломочные, песчаные, глинистые и органогенные.

Источник

МЕХАНИКА ГРУНТОВ В СИСТЕМЕ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК

Московский государственный открытый университет

А.С. Буслов

ОСНОВЫ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ

Москва – 2011 г.

ВВЕДЕНИЕ

Целью дисциплины является ознакомление студента с формированием напряженно-деформированного состояния грунтового массива в зависимости от вида и величины действующих нагрузок.

В задачидисциплины входит ознакомление студента с полевыми и лабораторными методами определения физико-механических свойств грунтов; освоение ими основных методов расчета деформаций, прочности и устойчивости грунтов, а также давления грунтов на ограждающие конструкции.

Дисциплина «Механика грунтов» входит в базовую часть математического, естественнонаучного и общетехнического цикла, является составляющей модуля «Механика».

Программа курса базируется на знании студентами курсов высшей математики, физики, технической механики, геологии.

Студент должен уметь применять дифференциальное исчисление, основные закономерности механики и теории упругости при изучении закономерностей механики грунтов; а также владеть терминологией изученных ранее технических дисциплин и методами проведения лабораторных измерений и статистической обработкой результатов.

В основе современного профессионального образования после вступления России в Болонский процесс лежит компетентностный подход.

Компетенция– это способность и готовность применить знания и умения при решении профессиональных задач в различных областях.

Компетентность– это владение определенными компетенциями.

Процесс изучения дисциплины «Механика грунтов» направлен на формирование следующих компетенций:

— владение культурой мышления, способностью к обобщению, анализу, восприятию информации, постановке цели и выбору путей её достижения (ОК-1);

— умение использовать нормативные правовые документы в своей деятельности (ОК-5);

— использование основных законов естественнонаучных дисциплин в профессиональной деятельности, применяет методы математического анализа и моделирования, теоретического и экспериментального исследования (ПК-1);

— знание нормативной базы в области инженерных изысканий, принципов проектирования зданий, сооружений, инженерных систем и оборудования, планировки и застройки населенных мест (ПК-9);

— владение методами проведения инженерных изысканий, технологией проектирования деталей и конструкций в соответствии с техническим заданием с использованием стандартных прикладных расчетных и графических программных пакетов (ПК-10);

— способность проводить предварительное технико-экономическое обоснование проектных расчетов, разрабатывать проектную и рабочую техническую документацию, оформлять законченные проектно-конструкторские работы, контролировать соответствие разрабатываемых проектов и технической документации зданию, стандартам, техническим условиям и другим нормативным документам (ПК-11);

— знание научно-технической информации, отечественного и зарубежного опыта по профилю деятельности (ПК-17);

— владение математическим моделированием на базе стандартных пакетов автоматизации проектирования и исследований, методами постановки и проведения экспериментов по заданным методикам (ПК-18);

— способность составлять отчеты по выполненным работам, участвовать во внедрении результатов исследований и практических разработок (ПК-19).

В результате изучения дисциплины студент должензнать основные законы и принципиальные положения механики грунтов; свойства грунтов и их характеристики; нормативную базу в области инженерных изысканий; основные методы расчета напряженного состояния грунтового массива; основные методы расчета прочности грунтов и осадок.

Он должен уметьправильно оценивать строительные свойства грунтов, в том числе структурно неустойчивых; определять напряжения в массиве грунта и деформации основания под действием внешних нагрузок; оценивать устойчивость грунтов в основании сооружений и откосах, а также давление на ограждающие конструкции.

В целом студент должен владеть навыками экспериментальной оценки механических свойств грунтов, а также методами количественного прогнозирования напряженно-деформированного состояния и устойчивости сооружений.

В формировании научной и образовательной базы в области «Механики грунтов» наряду с известными зарубежными учеными такими, как К.Терцаги, Ш.Кулон, А.Дарси, Е.Винклер, Ж.Буссинеска, Л.Прандтль и др., большую роль сыграли отечественные ученые – исследователи и педагоги. Среди них необходимо отметить таких выдающихся ученых, как Н. М. Герсеванов, В.А.Флорин, Н.Н.Маслов, Н.Н. Цытович, Н.Я.Денисов, Е.М.Сергеев, Н.П.Пузыревский, В.В.Соколовский, С.Б. Ухов, З.Г.Тер-Мартиросян М.Ю.Абелев, Ю.К.Зарецкий и другие.

На основе фундаментальных теоретических и экспериментальных исследований отечественных ученых изданы многочисленные монографии, учебники и учебные пособия, по которым учились и продолжают учиться многие поколения студентов и аспирантов строительного профиля.

Например, изданный в 1934г. фундаментальный учебник Н. А. Цытовича переиздавался семь раз вплоть до 1983 года и был переведен на многие языки мира. Этот учебник до сих пор является настольной книгой студентов, аспирантов и специалистов в области механики грунтов и фундаментостроения.

Полный курс «Механики грунтов» является достаточно сложным в усвоении для студентов первой профессиональной ступени высшего образования, коей является квалификационная степень бакалавра в строительстве. В нем наряду с основными положениями дается значительный дополнительный, хотя и необходимый материал из смежных дисциплин, экспериментальных и теоретических исследований и т.п.

В целях облегчения усвоения дисциплины представляется целесообразным с методической точки зрения разделить основной и дополнительный материалы курса. Одним из примеров такого разделения является краткий курс «Механика грунтов», изданный Н.А.Цытовичем в 1979 г.

Предлагаемое учебное пособие «Основы механики грунтов» путем выделения из полного курса его базовых основополагающих положений позволит студенту вначале сформировать общее представление о дисциплине и законах механики грунтов и затем дополнить полученные базовые знания материалом из широкого класса рекомендуемых учебной программой учебников, нормативов и специальной литературы.

Рекомендуется для студентов направления 270800 «Строительство». Профиль подготовки 1- промышленное и гражданское строительство; 5 – теплогазоснабжение и вентиляция. Квалификация (степень) выпускника – бакалавр.

МЕХАНИКА ГРУНТОВ В СИСТЕМЕ ИНЖЕНЕРНЫХ НАУК

Механика – это наука о взаимодействии материальных тел и перемещении их в пространстве. Различные разделы ее охватывают отдельные вопросы такого взаимодействия. Так, в теоретической механике анализируются силовое взаимодействие и движение в пространстве абсолютно твердых тел; механика деформируемого твердого тела посвящена изучению напряженно-деформируемого состояния твердых тел при внешнем силовом воздействии на них; в строительной механике рассматриваются стержневые системы и т. д.

Грунты по своей природе являются дисперсными, то есть раздробленными телами, поэтому механика грунтов является механикой дисперсных тел и является частью общей геомеханики, в которую также входят глобальная и региональная геодинамики, механика массивных горных пород, а также механика рыхлых горных пород и механика органических и неорганических минеральных масс (рис.1.1).

Основной задачей механики грунтов является прогноз поведения грунтов при различных естественных или искусственных силовых воздействиях и включает в себя изучение напряженно-деформированного состояния, изменения свойств грунтов и др. под их влиянием.

Решения механики грунтов базируются на теоретических положениях механики твердых тел, теории упругости, гидродинамики и других науках, но с обязательным использованием закономерностей, описывающих природные свойства грунтов, обусловленных их дисперсностью. Только в сочетании теоретических методов решения задач напряженно-деформированного состояния (механика сплошных сред) с природными данными физико-механических свойств грунтов (грунтоведение) оказалось возможным сформулировать такую науку, как механика грунтов.

На схеме (рис.1.1) показано место механики грунтов в системе инженерных наук, а также ее экспериментально-теоретическая база.

Расчету любой инженерной конструкции или материала предшествует выбор той или иной расчетной модели. От того, насколько близко выбранная модель будет соответствовать реальным условиям, зависит в конечном итоге точность расчетов.

Строение и свойства грунтов как природных материалов весьма разнообразны и их нельзя представить какой-либо одной универсальной моделью. Поэтому расчетные методы механики грунтов разрабатываются применительно к некоторым идеализированным моделям или схемам, в которых отражаются только наиболее важные свойства некоторых больших групп грунтов; при этом к одному и тому же типу грунтов может быть применена не одна, а несколько различных механических моделей.

Глобальная геомеханика	Региональная геомеханика	Механика массивных горных пород	Механика рыхлых горных пород	Механика органических и неорганических ми-неральных масс

Лабораторные и полевые исследования физико-механических свойств грунтов		Механика грунтов в фундаментостроении
	Экспериментально-теоретическая база механики грунтов
Строительная механика	Теоретическая механика	Механика твердого деформируемого тела	Гидродинамика
Математическая физика и теория вероятности	Опыт строительства и эксплуатации сооружений

Рис. 1.1. Место механики грунтов в системе инженерных наук,

а также ее экспериментально-теоретическая база

Основными моделями в механике грунтов, применяемыми инженерной практикой, являются: сплошная среда (упругое или линейно-деформируемое полупространство); сыпучее тело; двух- и трехкомпонентная система (грунтовая масса); модель местных деформаций (основание Фусса-Винклера).

Модели упругого и линейно-деформируемого полупространства характеризуются линейной зависимостью между напряжениями и деформациями (рис.1.2 а). В этих моделях деформации полупространства проявляются не только в месте приложения нагрузки, но и за пределами загружаемой площади (рис.1.2 в).

Для решения задач с применением этих моделей применяются методы математической теории упругости. Отличие модели линейно-деформируемого полупространства от упругой модели заключается в том, что в ней используется не модуль упругости среды (модуль Юнга), а модуль общей деформации, учитывающий как упругие, так и остаточные деформации нагружаемого основания (рис.1.3 а, в и г).

Модель сыпучего тела используется в основном при расчетах давления на ограждения, устойчивости откосов и др. В основе ее лежит закон Кулона для сыпучих сред, заключающийся в том, что предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу есть сопротивление трению, прямо пропорциональное нормальному давлению.

Модель двух- и трехкомпонентной систем рассматривает полностью водонасыщенные грунты («грунтовая масса») с наличием в порах свободной гидравлически непрерывной воды, либо смеси ее с пузырьками воздуха и растворенного газа. Эта модель применяется главным образом при расчетах осадки во времени на основе использования теории фильтрационной консолидации.

Модель местных деформаций предполагает проявление деформаций основания только в месте приложения нагрузки (рис.1.4). Деформации могут быть упругими (модель Винклера; S_п = S_в), либо пластическими (модель Фусса; S_п = S_о). Эта модель находит широкое применение, например, при расчете балок на упругом основании.

Исходя из определения механики грунтов как синтеза грунтоведения и механики идеализированных систем, освоение ее как учебной дисциплины начинается с изучения физико-механических свойств грунтов.

На рис. 1.5 показана структура курса, из которой видно, что грунтоведение и теоретические закономерности механики грунтов являются базой для последующих инженерных методов расчета оснований и фундаментов.

Источник

Механика грунтов

Состав, строение и состояние грунтов, их происхождение. Форма, размеры и взаимное расположение частиц и структурные связи между ними. Основные физические и механические характеристики грунтов, специфика их классификации. Геологическое строение оснований.

Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

Размещено на http://www.allbest.ru/

1. Состав, строение и состояние грунтов

1.1 Грунтовые основания. Происхождение грунтов

1.3 Форма, размеры и взаимное расположение частиц в грунте

1.4 Структурные связи между частицами грунта

2. Физические характеристики, классификация грунтов, строение оснований

2.1 Основные физические характеристики грунтов

2.2 Классификация грунтов

2.3 О связи физических и механических характеристик грунтов

2.4 Геологическое строение оснований

Список используемой литературы

Поведение грунтов под нагрузками сопровождается сложными процессами, во многом отличающимися от поведения конструкционных материалов. Это потребовало разработки специальных экспериментальных методов и теоретического аппарата механики грунтов для описания процессов их деформирования и разрушения.

Нормальная эксплуатация здания или сооружения во многом зависит от того, насколько правильно запроектировано и осуществлено его взаимодействие с основанием. Это же в значительной мере влияет на стоимость и сроки строительства.

Механика грунтов изучает физические и механические свойства грунтов, методы расчета напряженного состояния и деформаций оснований, оценки устойчивости грунтовых массивов, давления грунта на сооружения. Основное внимание здесь уделено методам решения задач, наиболее часто встречающихся в практике промышленного и гражданского строительства.

Механика грунтов, основания и фундаменты неразрывно связаны с инженерной геологией, изучающей верхнюю часть земной коры как среду инженерной деятельности человека. Для понимания механики грунтов необходимо знать дисциплины механико-математического цикла: сопротивление материалов, теорию упругости, пластичности и ползучести, строительную механику, владеть методами математического анализа. Проектирование оснований и фундаментов требует также знания строительных конструкций, технологии строительного производства. Техники безопасности, экономики и организации строительства. Развитие автоматизированного проектирования фундаментов связано с умением специалистов работать с современными ЭВМ, прежде всего с персональными компьютерами. грунт механический геологический

1. Состав, строение и состояние грунтов

1.1 Грунтовые основания. Происхождение грунтов

Всякое сооружение покоится на грунтовом основании. В зависимости от геологического строения участка застройки строение основания даже расположенных вблизи сооружений может быть различным. Обычно основание состоит из нескольких типов грунтов, которые определенным образом сочетаются в пространстве. В частном случае основание может состоять из грунта одного типа.

Сооружение и основание составляют единую систему. Свойства грунтов основания, их поведение под нагрузками от сооружения во многом определяют прочность, устойчивость и нормальную эксплуатацию сооружения. Поэтому инженер-строитель должен хорошо понимать, что представляют собой грунты, каковы их особенности по сравнению с другими конструкционными материалами (бетон, железобетон, металл, кирпич и т.п.), каким образом залегают грунты в основании сооружений, что определяет свойства грунтов и грунтовых оснований.

Грунтом называют всякую горную породу, используемую при строительстве в качестве основания сооружения, среды, в которой сооружение возводиться, или материала для сооружения. Горной породой называют закономерно построенную совокупность минералов, которая характеризуется составом, структурой и текстурой.

Термин «грунт» широко применяют в строительстве, заменяя более широкий термин «горная порода», которая используется в геологии, географии, горном и геолого-разведочном деле. В инженерной геологии термин «горная порода» применяется при описании геологической среды за пределами основания и на допроектных стадиях исследований.

Закономерности состава и строения грунтов теснейшим образом связаны с условиями их происхождения. В инженерной геологии происхождение грунтов детально изучено в разных условий. Происхождение положено в основу классификации грунтов (ГОСТ 25100-82).

Осадочные горные породы образуются в результате выветривания, перемещения, осаждения и уплотнения продуктов разрушения исходных пород магматического, метаморфического или осадочного происхождения, образовавшихся ранее. В зависимости от степени упрочнения различают сцементированные (песчинки, доломиты, алевролиты и т.п.) и несцементированные осадочные породы (крупнообломочные, песчаные, пылевато-глинистые грунты, лессы, илы, торфы, почвы и т.п.).

Горные породы метаморфического, магматического происхождения и сцементированные осадочные породы обладают жесткими связями между частицами и агрегатами и относятся к классу скальных грунтов. Осадочные несцементированные породы не имеют жестких связей и относятся к классу нескальных грунтов.

К искусственным скальным грунтам относятся все природные грунты любого происхождения, специально закрепленные материалами, приводящими к возникновению жестких связей (цементные и глинисто-силикатные растворы, жидкое стекло и т.п.). К классу нескальных искусственных грунтов относятся несцементированные осадочные породы, подвергнутые специальному уплотнению в природном залегании, насыпные, намывные грунты, а также твердые промышленные отходы (шлаки, золы и т.п.).

В общем случае, с физических позиций, грунт состоит из трех компонентов: твердой, жидкой, газообразной.

Было бы сравнительно просто решать задачи фундаментостроения, если бы грунт можно было рассматривать как механическую систему, состоящую из твердого. Жидкого и газообразного веществ с фиксированными независимыми свойствами каждой компоненты. В действительности дело обстоит сложнее. На свойства грунта, как системы, значительное влияние оказывает минеральный и химический состав вещества, наличие биологически активной составляющей. Химические. Физические, физико-химические и биологические процессы в грунтах протекают в сложном взаимодействии, сливаясь в единый геологический процесс, который изменяет свойства грунта во времени до строительства, при строительстве и впоследствии при эксплуатации сооружений.

Твердые частицы грунтов состоят из породообразующих минералов с различными свойствами. Часть минералов инертна по отношению к воде и практически не вступает во взаимодействие с растворенными в ней веществами (кварц, полевые шпаты, слюда, авгит, кремень, роговая обманка и др.). Эти минералы не меняют свойств не только при изменении содержания воды, но и в широком диапазоне температур. Очевидно, что грунты. Полностью сложенные такими минералами, обладают наиболее благоприятными строительными свойствами. Из инертных минералов состоят все магматические горные породы, подавляющее большинство метаморфических часть осадочных. Среди осадочных пород этими минералами сложены пески и крупнообломочные грунты, а также образующие из них при цементации песчинки и конгломераты.

Большое влияние на свойства грунтов оказывают растворимые в воде минералы. К ним относятся галит NCl, гипс CaSO4 2H2O, кальцит CaCO3 некоторые другие. Такие распространенные горные породы, как мрамор, известняк, гипс, сложены растворимыми минералами.

Глинистые минералы составляют третью группу. Они нерастворимы в воде в отличии от минералов предыдущей группы, но их никак нельзя приравнять к инертным минералам первой группы. В силу чрезвычайно малых размеров кристаллов глинистые минералы обладают высокой коллоидной активностью. К ним относятся каолинит. Монтмориллонит, иллит, и другие минералы, кристаллы которых имеют выраженное свойство гидрофильности. Из-за мельчайших размеров и высокоразвитой поверхности глинистые минералы активно взаимодействуют с жидкой составляющей грунтов. Поэтому уже малое содержание их в общей массе грунта резко изменяет его свойства.

Жидкая составляющая грунтов. Кристализационная вода принимает участие в строении кристаллических решеток минералов и находится внутри частиц грунта. Удаление ее путем длительного нагревания грунта может привести к разложению минералов и значительному изменению свойств грунта.

Вода, заполняющая поры («поровая вода»), может растворять содержащиеся в ней соли и всегда является химическим раствором обычно слабой концентрации.

Свободная вода в грунте подчиняется законам гидравлики. Она передает гидростатическое давление и может перемещаться под воздействием разности напоров. Часто свободную воду подразделяют на гравитационную и капиллярную. Практически вся вода, содержащаяся в трещиноватых скальных породах, крупнообломочных, гравелистых и крупных песках, относится к гравитационной. Капиллярная вода может содержаться в песках средней крупности, мелких и особенно пылеватых песках и глинистых грунтах.

Газы в грунте могут быть в свободном состоянии или растворены в воде. Свободный газ подразделяется на незащемленный сообщающийся с атмосферой, и защемленный, находящийся в контактах между частицами и пленками воды в виде мельчайших пузырьков в воде. В поровой воде всегда содержится то или иное количество растворенного газа. Повышение давления или понижение температуры приводит к увеличению количества растворенного газа.

Содержание в грунте защемленного и растворенного в воде газа существенно сказывается на свойствах грунта и протекающих в них процессах. Уменьшение давления вследствие разработки котлована или извлечения образца грунта на поверхность может привести к выделению пузырьков газа и разрушению природной структуры грунта. Наоборот, увеличение давления при передаче нагрузки от сооружения может сопровождаться повышением содержания растворенного в воде газа. В то же время увеличение содержания в воде пузырьков воздуха может увеличить сжимаемость воды в сотни раз и сделать ее соизмеримой со сжимаемостью скелета грунта.

Наблюдения показывают, что при подтоплении территории (повышении уровня подземных вод) в обводненном грунте на многие годы, если не на десятилетия, задерживается защемленный газ. Э то имеет большое значение, в частности при сейсмическом микрорайонировании. На обводненных грунтах сейсмическая бальность выше. Защемленный воздух поднимает ее дополнительно, так как снижает скорость прохождения сейсмических волн.

Итак, грунт состоит из твердой, жидкой и газообразной компонент. В каждой из трех компонент чаще в малом и незначительном, а иногда и в существенном количестве содержатся микроорганизмы. Из всех составляющих грунта наиболее стабильной является твердая компонента. Жидкая вода при отрицательных температурах переходит в твердое состояние (лед), может истекать, испаряться. Газ при перемене условий растворяется, вытесняется жидкостью или другими газами. Очевидно, что свойства грунтов зависят от состава, состояния и взаимодействия слагающих его компонент.

1.3 Форма, размеры и взаимное расположение частиц в грунте

Совокупность твердых частиц, состоящих из минерального вещества, образует как бы каркас, скелет грунта. Поровая вода и газ как сплошная среда располагаются в порах и трещинах между частицами. Форма частиц может быть угловатой и округлой. Угловатая форма характерна для мельчайших кристаллов, которые не округляются при соударениях из-за их исключительно малой массы и значительной прочности. Среди крупных обломков выделяются угловые (глыбы, щебень, дресва) и окатанные (валуны, галька, гравий). Природные грунты состоят из совокупности частиц разного размера. Пожалуй, только морские отложения бывают хорошо отсортированы: на песчаном морском пляже не встречаются ни крупнообломочные. Ни пылевато-глинистые частицы. Речные пески значительно менее отсортированы. Здесь можно встретить не только песчаные, но и пылевато-глинистые частицы. Речные пески значительно менее отсортированы. Здесь можно встретить не только песчаные, но и пылевато-глинистые частицы. Еще более неоднородны грунты другого образования.

В зависимости от соотношения в грунте частиц того или иного размера они разделяются на три группы: крупнообломочные, песчаные и пылевато-глинистые грунты.

1.4 Структурные связи между частицами грунта

Связи между частицами и агрегатами частиц в грунте называются структурными связями. По своей природе и по прочности они различны. Из-за высокой прочности самих частиц именно связи между частицами определяют деформируемость и прочность грунтов. Громадное значение имеет то. что некоторые типы связей легко разрушаются при различных воздействиях на грунты в ходе строительства и эксплуатации сооружений. Вопрос о природе связей. Способах их сохранения и упрочнения является важнейшим вопросом грунтоведения.

Связные грунты способны воспринимать малые растягивающие напряжения, поэтому в ним возможно существование вертикальных откосов небольшой высоты. Сыпучие грунты растягивающих напряжений не воспринимают, и создание в них вертикальных откосов без укрепления невозможно.

Структурные связи в глинистых грунтах имеют значительно более сложную природу и определяются электромолекулярными силами взаимного притяжения и отталкивания между частицами, а также частицами и ионами в поровой воде. Такие связи называются в одно-коллоидными. Они обуславливают связность глинистых грунтов. Интенсивность этих связей зависит от расстояния между частицами, зарядов на их поверхности, состава и содержания ионов в поровой воде.

В слабоуплотненных водных осадках глинистых грунтов при большом расстоянии между частицами и при наличии свободной воды из-за сил молекулярного притяжения между твердыми телами-частицами возникают слабые структурные связи. Уплотнение грунта приводит к сближению частиц и усилению этих связей. При дальнейшем уменьшении расстояния между частицами начинают проявляться отталкивающие силы воды: интенсивность увеличения прочности связей уменьшается, и дальнейшее сближение частиц возможно только при затрате дополнительных усилий.

2. Физические характеристики, классификация грунтов, строение оснований

2.1 Основные физические характеристики грунтов

Значение характеристик. Оценка каждой конкретной разновидности грунта как физического тела производится с помощью ряда физических характеристик. Разнообразие состава, строения и состояния грунтов делает неизбежным введение значительного числа таких характеристик. Некоторые из них непосредственно применяются в расчетах оснований и грунтовых сооружений, совокупность ряда характеристик используется для классификации грунтов.

Характеристики плотности, влажности и пористости грунта:

Плотность частиц грунта определяется как отношение массы твердых частиц грунта к их объему: с = m1/V1

2.2 Классификация грунтов

Отнесение грунта к тому или иному классу, группе, подгруппе, типу, виду и разновидности производится с помощью рассмотренных характеристик грунтов. Во многих случаях обоснованное отнесение конкретного грунта к определенному виду или разновидности позволяет установить ориентировочные показатели его строительных свойств, используемые в предварительных расчетах. В хорошо изученных районах найденные путем классификации показатели часто оказываются достаточными для окончательных расчетов и проектирования простых сооружений.

Полная классификация грунтов приведена в ГОСТ 25100-82. Классификация первых двух групп грунтов приведена в табл.1.

Таблица 1. Типы крупнообломочных и песчаных грунтов.

Содержание частиц крупнее характерного размера, % по массе

Источник