Вернуться на страницу «Основания фундаментов»
В грунте, при сжатии, одновременно происходят следующие основные процессы:
— сближение и взаимные сдвиги (перемещение) структурных агрегатов и отдельных частиц с разрушением содержащих их связей и изменением ориентации;
— обжатия и разрушения структурных агрегатов и самых твердых частиц (особенно в точках их контактов), что связано с его уплотнением;
— вытеснения свободной воды и воздуха из пор грунта, сопровождающееся более плотным заключением его твердых компонентов, что приводит к уменьшению пористости грунта;
— сжатие и выдавливание пленок адсорбированного воды в точках взаимного соприкосновения (точках контакта) твердых частиц почвы; сжатие и частичное растворение шариков воздуха.
Роль каждого из этих явлений в общем процессе деформирования зависит от многих факторов: гранулометрического состава грунта, плотности строения, влажности и др.
Некоторые из указанных выше деформаций являются необратимыми (остаточными), другие частично восстанавливаются после устранения нагрузки (то есть упругими).
К необратимым деформациям относят:
— сближение, взаимные сдвиги и разрушения структурных агрегатов и самих почвенных частиц;
— выдавливание из почвы воздуха, имеющий свободный выход на поверхность, а в отдельных случаях — и поровой воды (в водонасыщенных грунтах).
Деформации грунта лишь частично восстанавливаются после устранения нагрузки, это происходит из за следующих процессов:
— деформации самих твердых частиц;
— сжатие поровой воды содержащей растворенный воздух;
— деформации пленок связанной воды.
Эти деформации, как правило, во много раз меньше остаточных. Учитывая, что твердые структурные элементы грунта при воздействии нагрузок не меняют своего объема, а лишь занимают новые, более устойчивые положения, можно считать, что при сжатии грунта необратимые деформации вызывают его уплотнение, то есть уменьшение объема грунта, которое в свою очередь происходит только за счет уменьшения объема пор.
Особенность упругих деформаций грунтов — замедленность их протекания в отличие от упругих деформаций других нелинейно деформируемых материалов, которые происходят очень быстро и принимаются в строительной механике мгновенными.
Необратимые деформации грунтов называют пластичными, хотя это и не совсем соответствует понятию, что вкладывается в этот термин в строительной механике, где к категории пластических относят только необратимые деформации изменения формы тела при сохранении постоянного объема.
Основными количественными показателями сжимаемости грунта является деформационные характеристики — структурная прочность при сжатии, коэффициент сжимаемости, коэффициент бокового расширения, модуль деформации. Эти характеристики зависят от многих факторов (плотности строения грунта, его влажности и т.п.) и устанавливаются, как правило, опытным путем. Они могут быть определены компрессионными исследованиями грунтов, его испытаниями на одноосное и трехосной сжатия. Их правильный выбор имеет первостепенное значение для практики, ведь от этого зависит точность расчетов деформаций оснований зданий и сооружений.
