Минимальный модуль деформации грунта для фундаментов

Обновлено: 22.04.2024

Помогите пожалуйста может ли быть такой модуль девормации у суглинков? У меня по расчету монолитная плита не проходит по осадкам (получается 70 см) Может я что то не учитываю в расчете ? здание 9 этажное нагрузка задана ужев скаде . Все файлы прилагаются ! Кому не трудно посмотрите пжл! заранее благодарен!

Проектирование зданий и частей зданий

2МПа? Маловато.
Не компрессионный ли модуль деформации дан?
PS: Вложение скачать не могу, на работе есть ограничения.

__________________
«Точно знают, только когда мало знают. Вместе со знанием растет сомнение». Иоганн Вольфганг Гете

добрый жаркий день.
Немного непривычная таблица. если не разбираться в тонкостях изысканий, Анатолик, для пролювия это может и быть. Но у Вас дан ведь компрессионный модуль при пористости ваших суглинков 0.55-0.65. для получения модуля деформаций Вам нужно умножить его на 4. 3.5. Какой коэф. пористости у вас средний сами считайте. Коэффициенты возьмете из таблицы 5 СП 50-101

может, у тебя же там есть и текучие суглинки

С ума сойти, и на такие грунты ты плиту проектируешь? У тебя же там текучепластичные и текучие грунты. Сваи надо колотить до полутвердых глин. Но для свайного основания маловата длина скважины.
А на плиту 9-ти этажный дом с такими грунтами сажать нельзя, утонет

В первый раз о таком слышу. Можете поделиться ссылкой на литературу? Ну, или так рассказать, если нет под рукой?

Основания и фундаменты, геотехнологии

Несколько своих соображений по этим грунтам.

Соглашусь с topos2 в том, что

1) Такая таблица должна иметь информацию (в виде примечания, например), в которой должна быть указана методика перехода от компрессионного модуля к модулю общей деформации, например: «Общий модуль деформации принят с коэффициентом mk, полученным по СП 50-101-2004, т.5.1». К сожалению, этого в приведенной таблице нет. Поэтому сначала нужно разобраться в этом вопросе.
2) Для лессовидных суглинков часто используют региональные коэффициенты. Например, для таких грунтов в нашем регионе используются региональные коэффициенты mk, которые значительно ниже СНиПовских. Если, приведенные в таблице модули деформации получены с использованием региональных коэффициентов, то их значения вполне похожи на реальные.
3) Однозначно, рассматриваемые грунты относятся к слабым, водонасыщенным. И проектировать здание и его фундамент нужно исходя из этого (например, расчеты основания делать не только по деформациям, но и по несущей способности с учетом возможного нестабилизированного состояния грунтов при незавершенной консолидации за счет избыточного давления в поровой воде и пр.)
4) Уверен, что здесь без свай не обойтись. Но для заказчика можно посчитать и плитный фундамент и показать расчетные осадки (они будут сверхнормативными; а возможно и по расчетному сопротивлению просто расчет не пройдет).
5) По теме могу порекомендовать книгу: "М.Ю.Абелев. Строительство промышленных и гражданских сооружений на слабых водонасыщенных грунтах. - Стройиздат, 1983".

Всем спасибо за советы. Кто рекомендовал сваи запроектировать, то там не получится их забивать. здание пристраивается к другой 9 этажке. в той 9 этажке монолитная плита !
Буроинъекционные сваи для заказчика дорогие )

Плиту уже считали в скаде осадка выходит 70 см. Вот думаю вручную надо осадку проверить. В скаде может чего то не учитываю! хотя должно правильно быть

(ДЛЯ НАЧИНАЮЩИХ ИНЖЕНЕРОВ)

  • > Предисловие
  • > 1. Математика. Некоторые сведения из элементарной математики
    • > 1.1 Простые дроби
    • > 1.2 Десятичные дроби
    • > 1.3 Степенные формулы
    • > 1.4 Степень и корни
    • > 1.5 Квадратные уравнения
    • > 1.6 Логарифмы
    • > 1.7 Вычисление элементов длины окружности
    • > 1.8 О радианном и градусном измерении углов
    • > 1.9 Обращение десятичной дроби в простую
    • > 1.10 Правила округления
    • > 1.11 Равнодействующая сил. Параллелограмм сил
    • > 1.12 Решение системы линейных уравнений
    • > 1.13 Среднее арифметическое и среднее квадратичное отклонение
    • > 1.14 Тригонометрические функции
    • > 1.15 Десятичная и двоичная системы исчисления
    • > Введение
    • > 2.1 Функциональная зависимость. Переменные величины
    • > 2.2 Понятие о пределе переменной
    • > 2.3 Функция и ее простейшие свойства. Приращение функции
    • > 2.4 Скорость изменения функции (подведение к понятию о производной)
    • > 2.5 Производная функция
    • > 2.6 Геометрическое изображение приращений аргумента и функции
    • > 2.7 Геометрический смысл производной. Уравнение пучка прямых
    • > 2.8 Формулы дифференцирования
    • > 2.9 Производная второго порядка
    • > 2.10 Изучении функций с помощью производных
    • > 2.11 Дифференциал
    • > 2.12 Геометрическое изображение дифференциала
    • > 2.13 Дифференциал второго порядка
    • > 2.14 Дифференциал. Некоторые размышления автора (для внеклассного чтения)
    • > 2.15 Интеграл
    • > 2.16 Основные свойства неопределенного интеграла
    • > 2.17 Основные формулы интегрирования
    • > 2.18 Определение постоянной интегрирования
    • > 2.19 Интегрирование способом подстановки
    • > 2.20 Определенный интеграл и его основные свойства
    • > 2.21 Геометрический смысл определенного интеграла
    • > 2.22 Кривизна кривой
    • > 2.23 Практические примеры прикладного использования производной и интеграла
    • > Введение
    • > 3.1 Основные положения
    • > 3.2 Растяжение и сжатие. Закон Гука
    • > 3.3 Поперечная деформация. Коэффициент Пуассона
    • > 3.4 Диаграмма растяжения и ее характерные точки
    • > 3.5 Работа деформации при растяжении
    • > 3.6 Твердость
    • > 3.7 Деформация за пределом упругости. Наклеп. Исытание на сжатие
    • > 3.8 Допускаемое напряжение
    • > 3.9 Сложное напряженное состояние
    • > 3.10 Деформация при растяжении (сжатии). Удельная работа деформации
    • > 3.11 Теории прочности
    • > 3.12 Расчет тонкостенных сосудов
    • > 3.13 Сдвиг. Напряжения при сдвиге
    • > 3.14 Допускаемое напряжение при сдвиге
    • > 3.15 Смятие
    • > 3.16 Моменты инерции плоских фигур. Статические моменты инерции
    • > 3.17 Напряжения вызванные изменением температуры
    • > 3.18 Изгиб прямолинейного бруса
    • > 3.19 Зависимость между поперечной силой и изгибающим моментом
    • > 3.20 Построение эпюр изгибающих моментов и поперечных сил
    • > Введение
    • > 4.1 Основные положения
    • > 4.2 Растяжение и сжатие. Закон Гука
    • > 4.3 Поперечная деформация. Коэффициент Пуассона
    • > 4.4 Диаграмма растяжения
    • > 4.5 Сложное напряженное состояние
    • > 4.6 Теории прочности
    • > 4.7 Моменты инерции плоских фигур. Статические моменты инерции
    • > 4.8 Сдвиг (срез). Смятие
    • > 4.9 Изгиб прямолинейного бруса
    • > 5.1 Нагрузка от веса снега
    • > 5.2 Нагрузки на опалубку от бетонной смеси
    • > 5.3 Упрощенный расчет на прогибы конструкций исходя из физиологических требований (или по-простому расчет на зыбкость)
    • > 6.1 Стали для стальных строительных конструкций
    • > 6.2 Соответствие наименования и марок стали
    • > 6.3 Расчет анкерных болтов
    • > 6.4 Маркировка болтов (1988 год)
    • > 6.5 Допуски и отклонения на монтаже металлоконструкций (плакат)
    • > 6.6 Некоторые правила при выполнении прерывистых сварных фланговых швов
    • > 6.7 Минимально допустимые температуры стали для выполнения сварки без предварительного подогрева
    • > 6.8 Зазоры между элементами для сварных соединений
    • > 6.9 Несущая способность профнастила покрытия (отдельные данные). Рекомендации по креплению
    • > 6.10 Соответствие марок и типов электродов для ручной сварки
    • > 6.11 Размещение болтов
    • > 6.12 Таблица допускаемых усилий на обычные болты
    • > 6.13 Таблица допускаемых усилий на сварные швы
    • > 6.14 Усилия в элементах ферм (ручной прикидочный расчет)
    • > 7.1 Упрощенный расчет сечения арматуры в изгибаемых элементах
    • > 7.2 Нагельный эффект в технологических (рабочих) швах монолитных перекрытий
    • > 7.3 Понятие о предварительно напряженном железобетоне
    • > 7.4 Основные положения по конструированию и армированию железобетонных балок
    • > 7.5 Основные положения по конструированию и армированию железобетонных плит
    • > 7.6 Основные положения по конструированию и армированию железобетонных колонн
    • > 7.7 Соотношение между марками бетона по прочности и классами бетона
    • > 7.8 Температурные деформации ЖБК (прикидочный расчет)
    • > 7.9 Размещение (шаг) арматуры на 1 п.м. сечения плиты
    • > 7.10 Варианты поддерживающих каркасов
    • > 7.11 Минимальный процент армирования железобетонных конструкций
    • > 7.12 Графики набора прочности бетоном
    • > 8.1 Основные характеристики грунтов
    • > 8.2 Учет взвешивающего действия воды
    • > 8.3 Прикидочный расчет давления грунта на подпорную стенку
    • > 8.4 Расстояние между контрфорсами в подпорных стенах
    • > 8.5 Три стадии работы грунта под нагрузкой
    • > 8.6 Сжимаемость грунтов. Модуль деформации. Неравномерность осадок
    • > 8.7 Основные понятия о расчете столбчатого и ленточного фундаментов
    • > 8.8 Основные положения по расчету одиночных свай
    • > 8.9 Основные положения по расчету куста свай (свайных ростверков)
    • > 8.10 Расчет массивных (кирпичных) подпорных стен
    • > 8.11 Кратко о коэффициенте постели
    • > 8.12 Нагрузка на подпорную стену (прикидочный расчет)
    • > 9.1 Расчет на опрокидывание кирпичных стен и столбов
    • > 9.2 Немного о прочности раствора
    • > 9.3 Расчет каменных стен многоэтажных зданий. Основные указания
    • > 9.4 Пример расчета простенка кирпичной стены многоэтажного здания
    • > 9.5 Предельные гибкости стен и столбов
    • > 9.6 Крепление кирпичных перегородок к стенам и потолку
    • > 9.7 Правила перевязки кирпичной кладки и ее прочность
    • > 9.8 Устройство ниш и борозд в кирпичных стенах (без расчетов)
    • > 9.9 ДК. Несущая способность нагельных и гвоздевых соединений
    • > Введение
    • > 10.1 ТТК - типовые технологические карты
      • > ТТК - бетонирование вертикальных конструкций
      • > ТТК - бетонирование горизонтальных конструкций
      • > ТТК - бетонирование монолитных конструкций при отрицательных температурах
      • > ТТК - арматурные работы (кратко)
      • > ТТК - армирование стен и перекрытий
      • > ТТК - монтаж металлоконструкций каркаса и ограждающих конструкций
      • > Введение
      • > 11.1 Основные виды строительного контроля
      • > 11.2 Небольшая информация из Градостроительного кодекса, которую желательно запомнить
      • > 11.3 Положения из СП 48.13330.2011 Организация строительства (ч.1)
      • > 11.3 Положения из СП 48.13330.2011 Организация строительства (ч.2)
      • > 11.3 Положения из СП 48.13330.2011 Организация строительства (ч.3)
      • > 11.4 Журналы работ
        • > 14.1.1 Общий журнал работ
        • > 11.4.2 Журнал входного учета получаемых материалов
        • > 11.4.3 Журнал бетонных работ
        • > 11.4.4 Журнал по уходу за бетоном в зимнее время
        • > 11.4.5 Журнал сварочных работ
        • > 11.4.6 Журнал регистрации инструктажа по ТБ
        • > 11.4.7 Журнал по монтажу строительных конструкций
        • > 11.4.8 Журнал замоноличивания монтажных стыков
        • > 11.4.9 Журнал антикоррозионной защиты сварных соединений
        • > 11.4.10 Журнал по окраске и антикоррозионной защите стальных конструкций
        • > 11.4.1 Журнал авторского надзора
        • > 11.4.2 Журнал контроля качества
        • > Акт на скрытые работы
        • > Пример акта на скрытые работы (с бухгалтерскими реквизитами)
        • > Акт освидетельствования ответственных конструкций
        • > Акт о передаче строительной площадки (вар.1)
        • > Акт о передаче строительной площадки и ИРД (вар.2)
        • > Акт освидетельствования геодезической разбивочной основы объекта
        • > Акт разбивки осей объекта на местности
        • > Акт передачи геодезических реперов
        • > Акт приемки подземной части здания (нулевого цикла)
        • > Акт приемки конструкций из монолитного бетона
        • > Акт приемки кровли
        • > Акт приемки гидроизоляции
        • > Акт промежуточной приемки ответственных конструкций
        • > Акт освидетельствования сетей инженерно-технического обеспечения
        • > Акт о передаче электрических шкафов
        • > Акт гидростатического испытания на герметичность
        • > Акт испытания трубопроводов на прочность и герметичность
        • > Акт о проведении гидравлического испытания напорного трубо провода
        • > Акт о проведении дезинфекции трубопроводов водоснабжения
        • > Акт о проведении промывки (продувки) трубопроводов
        • > Акт приемки системы отопления на эффект
        • > Акт приемки системы противопожарной защиты после комплексного опробования
        • > Акт индивидуального испытания оборудования
        • > Акт рабочей комиссии о приемке оборудования после индивидуального испытания
        • > Акт рабочей комиссии о приемке оборудования после комплексного опробования
        • > Акт о соответствии построенного объекта требованиям технических регламентов
        • > Перечень основных документов Госархстройнадзора предъявляемых Госкомиссии (39 пунктов)
        • > Перечень основных документов Госархстройнадзора предъявляемых Госкомиссии (56 пунктов)
        • > Градостроительный план земельного участка (ГПЗУ). Форма бланка
        • > СОКК - укладка бетонных смесей
        • > СОКК - бетонные работы
        • > СОКК - опалубочные работы
        • > СОКК - производство бетонных работ при отрицательных температурах
        • > СОКК - арматурные работы
        • > СОКК - устройство монолитных покрытий
        • > СОКК - монтаж сборных ЖБ колонн многоэтажных зданий
        • > СОКК - монтаж ЖБ колонн одноэтажных зданий
        • > СОКК - контроль прочности бетона в конструкциях
        • > СОКК - монтаж конструкций многоэтажных зданий
        • > СОКК - приемка железобетонных конструкций и частей сооружений
        • > СОКК - устройство монолитных покрытий и оснований
        • > СОКК - допуски при монтаже конструкций одноэтажных зданий
        • > СОКК - монтаж МК. Допускаемые отклонения (плакат)
        • > СОКК - сварка монтажных соединений стальных конструкций
        • > СОКК - окрасочные работы
        • > 12.1 Упрощенный расчет потребности объекта в теловой нагрузке
        • > 12.2 Наибольшее расстояние между средствами крепления трубопроводов (выписки из СНиП 3.05.01-85)
        • > 12.3 Уклон, с которым укладываются канализационные трубы
        • > 12.4 Защита наружных стен от сырости. Точка росы
        • > 12.5 Электроснабжение. Рекомендуемые установочные размеры розеток и выключателей
        • > 12.6 Правила установки ревизий и прочисток на канализационных сетях
        • > 13.1 Справочный лист конструктора строителя (1969)
        • > 13.2 Таблица значений тригонометрических функций (sin, cos, tg, ctg)
        • > 13.3 Отклонения на монтаже металлоконструкций (плакат)
        • > 13.4 Справочные данные по подбору состава бетона (из различных справочников)
        • > 13.5 Сроки службы зданий и их конструктивных элементов
        • > 13.6 Расстояние между температурно-усадочными швами (блоками)
        • > 14.1 СНиПы и СП
        • > 14.2 ГОСТы (по строительству)
        • > 14.3 Архитектура
        • > 14.4 Железобетонные конструкции
        • > 14.5 Металлические конструкции
        • > 14.6 Каменные конструкции
        • > 14.7 Деревянные конструкции
        • > 14.8 Основания и фундаменты
        • > 14.9 Нагрузки и воздействия
        • > 14.10 Отделочные работы
        • > 14.11 Проектирование объектов
        • > 14.12 Ремонт и реконструкция зданий
        • > 14.13 Строительные конструкции. Проектирование и расчет
        • > 14.14 Строительные материалы
        • > 14.15 Строительное производство. Технология
        • > 14.16 Инженерные коммуникации и сооружения
        • > 14.17 Типовые серии
        • > 14.18 Учебная литература
        • > 14.19 Разная литература
        • > 16.1 Как определить стоимость строительства по площади здания (с м2) ?
        • > 16.2 Проблемы с пароизоляцией пола над холодным техподпольем
        • > 16.3 Нужна ли сплошная обрешетка внизу на стропильной кровле ?
        • > 16.4 Просадка фундамента после откопки траншеи с одной стороны здания
        • > 16.5 Можно ли наносить финишную шпаклевку на "бетоноконтакт" ?
        • > 16.6 Почему разрушилась стена гаража ?
        • > 16.7 Пробита штроба в бетонной стене. Насколько это опасно?
        • > 16.8 Угол дома с тычковой кладкой
        • > 16.9 Какой процент износа бревенчатого дома
        • > 16.10 Полиэтиленовая пленка в качестве временной отмостки

        От Автора:

        8.6 Сжимаемость грунтов. Модуль деформации. Неравномерность осадок

        Модуль общей деформации Е (МПа, т/м 2 ) – характеристика, аналогичная модулю упругости упругих тел, и представляет собой коэффициент пропорциональности между напряжениями и общими деформациями грунтов. Это одна из основных характеристик сжимаемости грунтов. Определяется она лабораторными или натурными испытаниями грунтов под нагрузкой. Без знания модулей деформации грунтов невозможно рассчитать осадку фундамента.

        К малосжимаемым грунтам относятся крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем плотным и средней плотности, а также глины твердой консистенции в водонасыщенном состоянии с модулем деформации:

        E > 50 МПа = 50 000 кПа (≈ 500 кгс/см 2 = 5 000 т/м 2 ).

        За слабый принято считать грунт с модулем деформации: E 5 МПа = 5 000 кПа ( 50 кгс/см 2 = 500 т/м 2 )

        Разность осадок здания или сооружения зависит от степени изменчивости сжимаемости грунтов основания (отношения модулей сжимаемости Емакс / Е мин в пределах здания).

        Грунты основания считаются однороднымимало изменчивыми в отношении сжимаемости, если удовлетворено одно из условий:

        При таком отношении модулей сжимаемости осадки грунтов основания в отдельных точках мало разнятся по величине и отпадает опасность перекосов здания. Разность осадок в разных точках плана не должна превышать величин приведенных в приложении 4 СНиП 2.02.01-83* «Основания зданий и сооружений».


        а) Эпюра осадок; б) Схема расчета крена сооружения.

        Абсолютная осадка фундамента подсчитывается как вертикальное перемещение середины подошвы фундамента s i . Если площадь подошвы фундамента Ai , то средняя осадка сооружения, имеющего n фундаментов, определяется как (см. рис.8.6.1):

        ∆s/L - Относительная разность осадок (где L расстояние между фундаментами);

        i = (s2 – s1)/L - Крен здания или сооружения - отношение перемещения его крайних опор или краев к расстоянию между ними. Установление крена особо важно для высоких сооружений, например дымовых труб.

        Как было сказано ранее, значение осадок зданий и сооружений ограничены определенными пределами, установленными нормами. При этом следует отметить, что равномерная осадка основания не вызывает в несущей конструкции деформаций и что деформации – трещины и повреждения конструкций – имеют место главным образом в тех случаях, когда осадка под зданием неравномерна.

        Принято считать, что осадки фундаментов на песчаных и глинистых грунтах в твердом состоянии - считаются законченными за период строительства; на глинистых грунтах в пластичном состоянии – за период строительства в половинном размере от полной осадки.

        При большой изменчивости сжимаемости грунтов следует принимать меры для уменьшения влияния, оказываемого на здание неравномерностью осадок основания. К таким мерам могут быть отнесены:

        1) Разрезка здания на части осадочными швами.

        Осадочные швы позволяют каждой выделенной части здания деформироваться - получать осадки независимо одна от другой. Расстояние между осадочными швами в плане в зависимости от однородности грунтов принимается от 30 до 80 м. По конструкции осадочные швы должны допускать независимое вертикальное смещение и исключать возможность горизонтально смещения одной части здания относительно другой.

        В зданиях с ленточными фундаментами осадочные швы осуществляются путем устройства вертикального паза; в зданиях с каркасными стенами – спаренными стойками на спаренных фундаментах. Осадочные швы устраиваются также и в тех случаях, когда здание имеет разную этажность (с разницей в два и более этажей) или когда части здания имеют различные типы основания – естественные и искусственные.

        2) Усиление кладки стен горизонтальными железобетонными поясами.

        Железобетонные пояса устраиваются по периметру наружных и внутренних стен не менее чем в двух плоскостях – на уровне цоколя и на уровне пола верхнего этажа. Пояса превращают каменные стены в балки большой жесткости, способные работать на изгиб и предупредить появление трещин.

        Модуль упругости грунта (Еу) – это соотношение между сжимающим напряжением грунта и относительной обратимой деформацией, которую оно вызывает. Выражается показатель в МПа и определяется для правильного расчета усадки , нагрузки на основания фундаментов и дорожное полотно.

        • Модуль упругости грунта
        • Упругие деформации грунтов
        • Что такое модуль упругости
        • Методы определения модуля упругости
        • Определение модуля упругости жестким статическим штампом
        • Виды модулей упругости
        • Упругие характеристики грунтов
        • Упругие свойства скальных грунтов
        • Способ образования породы
        • Минеральный состав
        • Структура и текстура грунта
        • Состав и количество порового заполнителя
        • Температура
        • Упругие свойства дисперсных грунтов
        • Упругие свойства мерзлых грунтов
        • Практическое значение модуля упругости

        Упругость свойственна всем грунтам. Она зависит от строения и некоторых внешних факторов. Детальнее об этом вы узнаете в этой статье.

        Упругие деформации грунтов

        Упругой деформацией грунта называют его способность восстанавливать свою форму и объем после снятия механической нагрузки. При сжатии, растяжении или сдвиге происходит смещение частиц, сжатие воды и водных пленок, сближение отдельных молекул минералов. Если нагрузка не критическая, после ее устранения объем воды и воздуха восстанавливается, а отдельные частицы занимают свое место.

        Вместе с упругими возникают остаточные деформации. Большинство грунтов после снятия давления не восстанавливаются полностью. Когда число остаточных деформаций значительно превосходит упругие, материал разрушается.

        Способность к упругим деформациям – это положительное свойство. Оно увеличивает прочность грунта. Упругий материал способен выдержать большие нагрузки без дефектов , изменения объема и формы. Поверхность грунта восстанавливается после снятия нагрузки, усадка немного замедляется.

        Что такое модуль упругости

        Модуль упругости характеризует сопротивление грунта растяжению или сжатию (линейным деформациям).

        У скальных и твердых связных грунтов она подчиняется закону Гука и вычисляется по формуле:

        Формула для вычисления модуля упругости

        Закон Гука применим к относительно однородным системам. Грунты такими не являются. При выветривании, увлажнении, увеличении дисперсности их упругие свойства изменяются. Зависимость между напряжением и вызванным им сопротивлением становится нелинейной. Она может увеличиваться при уплотнении, затем на некоторое время стабилизироваться и падать при увеличении нагрузки. Поэтому для вычисления показателя используются более сложные формулы.

        В расчетах модуля упругости грунтов применяется коэффициент Пуассона (v или μ) – соотношение относительного поперечного сжатия к относительному продольному растяжению.

        Относительное поперечное сжатие определяется как:

        Формула для вычисления относительного поперечного сжатия

        Относительное продольное удлинение определяется как:

        Формула для вычисления относительного продольного удлинения

        Формула коэффициента Пуассона:

        С учетом коэффициента Пуассона модуль упругости рассчитывают по формуле:

        Формула для вычисления модуля упругости с учетом коэффициента Пуассона

        Методы определения модуля упругости

        Модуль упругости определяется несколькими методами:

        • Одноосным сжатием
          Подробно о нем вы можете прочитать в нашей статье Прочность грунта на сжатие.
        • Трехосным сжатием
          Этот метод применяется для вычисления общих деформаций грунта – упругих и остаточных.

        Модуль упругости вычисляется по формуле:

        Формула для вычисления модуля упругости при методе трехосного сжатия

        Показатель можно рассчитаться с учетом коэффициента Пуассона:

        Формула для вычисления модуля упругости с учетом коэффициента Пуассона

        Детальнее о методе трехосного сжатия вы можете прочитать в нашей статье Сопротивление грунта сдвигу.

        • Жестким штампом в полевых условиях
          Этот метод чаще всего применяется в дорожном строительстве и прописан в ОДМ 218.5.007-2016.

        Подробно о последнем методе мы расскажем дальше.

        Определение модуля упругости жестким статическим штампом

        Исследование проводится в полевых условиях при температуре воздуха не ниже 5°С.

        В работе используются следующие инструменты:

        • Жесткий круглый штамп толщиной 2,5 см и диаметром 30 см
        • Домкрат
        • Насос с вмонтированным манометром, который показывает данные с точностью не менее 0,6 МПа
        • Выдвижная штанга , которая должна обеспечивать выдвижение опор на расстояние 145-155 см (на штанге выбиты соответствующие отметки, помогающие измерить удаление)
        • Круглый индикатор по типу часов с точностью измерений до 0,01 мм
        • Планка для измерений

        Штамп прикрепляется к упору. Чаще всего для этого используются груженые автомобили, катки, жесткие противовесы. Масса упора должна обеспечить максимальную нагрузку от штампа на грунт.

        После закрепления штампа его устанавливают на поверхность грунта. Площадка должна быть совершенно ровной. Если этого не удается добиться, поверхность подсыпают песком. В центр штампа ставят чистый домкрат (на нем не должно быть следов пыли, глины или песка). Затем к домкрату подключают насос.

        С помощью уровня устанавливают штангу в горизонтальное положение. Ее опоры должны располагаться на расстоянии 1,25-1,5 м от опор автомобиля или катка, служащих в качестве упора. В центре штампа прикрепляют измерительную планку и индикатор, используют для крепления подшипники. Планка должна свободно перемещаться в отверстии, а индикатор – занимать строго вертикальное положение.

        Стартовое давление в домкрате выставляют на уровне 0,02 МПа. Индикатор устанавливают на отметке 0 и начинают испытание.

        Порядок проведения опыта следующий:

        • В домкрате создают давление 0,6 МПа
        • Нагрузку выдерживают, пока просадка штампа не будет 0,03 мм/мин
        • Записывают показания индикатора
        • Снижают давление до 0,02 МПа
        • Следят за показаниями индикатора , пока деформация не исчезнет, записывают его данные

        Опыт повторяют несколько раз, записывают данные и высчитывают усредненное значение упругой деформации.

        Затем высчитывают модуль упругости по формуле:

        Формула для вычисления модуля упругости

        Показатель определяют также на расстоянии 0,9 м и 2,4 м от места приложения нагрузки. В этих точках измеряют упругие деформации, фиксируют их средние значения.

        После этого рассчитывают модуль упругости по формуле:

        Еще одна формула для вычисления модуля упругости

        Сейчас выпускаются ударные штампы, которые позволяют быстро и удобно вычислять модуль упругости в полевых условиях. Они состоят из штанги, упора движущегося устройства, наносящего удары по грунту в свободном падении. Штампы оснащены электронными дисплеями, на которых сразу отображаются показатели модуля упругости.

        Такие приборы применяются на частных строительных площадках, при прокладке небольших дорог, тротуаров. При возведении высотных зданий или строительстве крупных автомобильных трасс используют методики, прописанные в нормативных документах.

        Виды модулей упругости

        Для полного представления об упругих деформациях грунта определяют несколько видов модулей упругости:

        • Модуль упругого сдвига или жесткости
          Показатель определяется при испытании грунта на устойчивость к сдвигу. Вычисляется он по соотношению между напряжением сдвига (τ) и размером упругой деформации. При сдвиге упругая деформация определяется как изменение прямого угла между плоскостью, по которой действует горизонтальное (касательное) напряжение.
        • Модуль объемной упругости
          Он определяется в ситуации, когда на грунт действует нагрузка со всех сторон. Исследования проводят методом трехосного сжатия.
        • Модуль длительной упругости
          Измеряется он при долговременных статических нагрузках. Отражает число связей в горной породе, которые могут восстанавливаться после нагрузки. Показатель определяют при строительстве зданий , при наличии пластических деформаций в грунте.
        • Динамический модуль упругости
          Он измеряется при кратковременных нагрузках длительностью до 0,1 с. Этот вид показывает, как будет реагировать грунт на удары и быстрое движение автомобилей. Чаще всего он применяется в дорожном строительстве.
        • Требуемый модуль упругости
          Это показатель, обеспечивающий максимальную надежность дорожного полотна на протяжении определенного промежутка времени. Он зависит от характеристик грунта и дорожной одежды, интенсивности траффика на трассе.
        • Модуль упругости эквивалентный
          Это усредненный показатель для всех слоев дорожной одежды – грунтового основания, песчаной и щебневой подушки, бетона, асфальта.

        Дальше мы расскажем, от чего зависит модуль упругости и склонность к упругим деформациям у разных групп грунтов.

        Упругие характеристики грунтов

        В этом разделе мы рассмотрим показатели для грунтов:

        Упругие свойства скальных грунтов

        У скальных грунтов упругие деформации возникают при силе нагрузки, равной 70-75% разрушающей. По этому качеству они значительно превосходят связные и несвязные дисперсные грунты. Модуль упругости в самой группе может значительно отличаться.

        На него влияет целый ряд факторов:

        • Способ образования породы
        • Минеральный состав
        • Структура и текстура
        • Состав и количество порового заполнителя
        • Температура

        Дальше мы детальнее опишем влияние каждого из факторов.

        Способ образования породы

        Модуль упругости возрастает в породах, которые образовались при высоком давлении в недрах земли. Самый высокий показатель у грунтов магматического происхождения – базальтовых, гранитных , оливиновых, порфиритовых. Немного снижается он у магматических.

        У осадочных грунтов модуль упругости самый низкий. Он во многом зависит от типа включений и минерального состава, о котором вы можете прочитать дальше.

        Минеральный состав

        Упругость грунта зависит от свойств каждого отдельного минерала, входящего в состав породы. На показатель влияет плотность упаковки атомов в кристаллической решетке, молекулярная масса отдельных элементов.

        Было подмечено, что самой высокой упругостью обладают основные скальные грунты (базальтовые, оливиновые, порфиритовые, габбро). Показатель снижается, если в грунте содержится серпентинит, гипс, слюда. Включения корунда, жадеита и кварцита, наоборот, повышают упругость.

        В таблице ниже даны модули упругости скальных грунтов разного состава.

        Модуль упругости различных скальных грунтов

        Структура и текстура грунта

        Самой высокой упругостью обладают монолитные грунты с минимальной пористостью. В процессе выветривания в массиве появляются трещины, увеличивается количество пор. Это ведет к снижению показателя.

        Многие скальные грунты имеют слоистую структуру. Если напряжение прикладывается параллельно слоев, упругость материала возрастает. При перпендикулярном к слоям приложении силы она падает.

        Состав и количество порового заполнителя

        Грунтовые поры могут быть заполнены воздухом, жидкостью или минеральной субстанцией. Воздух не обладает упругостью, поэтому грунт становится более чувствительным к деформациям и разрушению, его упругость снижается.

        При заполнении пор скального грунта водой повышается его динамический модуль упругости. Грунт становится более устойчивым к периодическим кратковременным нагрузкам (например , ударам или проезду автомобилей). Статический модуль упругости водонасыщенного грунта снижается.

        Если заполнителем служит песок или глина, упругость скального грунта возрастает как при статических, так и при динамических нагрузках. Она будет зависеть от плотности заполнителя – чем она выше, тем эффективнее восстанавливается объем грунта после снятия нагрузки.

        Температура

        У всех скальных грунтов при повышении температуры увеличивается склонность к пластическим деформациям и падает упругость. Это связано с возрастанием подвижности атомов и молекул. Прочность связей между отдельными элементами уменьшается, и грунт становится более чувствительным к разрушениям.

        Упругие свойства дисперсных грунтов

        У дисперсных грунтов модуль упругости намного ниже, чем у скальных. Даже при незначительных нагрузках в них преобладают необратимые пластические деформации.

        У несвязных разновидностей зависимость между модулем упругости и напряжением нелинейная. При нагрузке происходит уплотнение грунта, что ведет к возрастанию показателя. В момент максимальной плотности упругие деформации начинают преобладать над пластическими. Но при возрастании давления ситуация меняется, модуль упругости начинает снижаться, пока не происходит разрушение грунта.

        У связных грунтов упругость во многом зависит от консистенции. Показатель высокий у сухих грунтов. Он значительно возрастает при незначительном увлажнении, когда вода еще не разрывает контакты между частицами и выступает дополнительным упругим связующим веществом. При переходе в пластично-текучую и текучую консистенцию упругость резко снижается, начинают преобладать необратимые деформации.

        Твердые связные грунты при нагрузках, не разрывающих контакты между их отдельными частицами, ведут себя как скальные. Если структурные связи разрушаются, упругость снижается. При дальнейшем уплотнении она будет повышаться до определенного предела , как у несвязных дисперсных грунтов.

        В таблице поданы модули упругости некоторых дисперсных грунтов.

        Модуль упругости дисперсных грунтов

        Упругие свойства мерзлых грунтов

        На модуль упругости мерзлых грунтов влияет три фактора:

        • Порода, образующая грунт
        • Температура
        • Количество льда

        У скальных мерзлых грунтов упругость зависит главным образом от породы. Она лишь незначительно повышается при снижении температуры. Это более заметно в материалах с высокой пористостью и трещиноватостью.

        Включения льда мало влияют на характеристики крупнообломочных грунтов. Зато в песчаных материалах со снижением температуры упругость существенно возрастает.

        В глинах, суглинках и супесях остается много незамерзшей пленочной воды даже при низких температурах. Поэтому их упругость при замерзании возрастает не так существенно, как у песков.

        Практическое значение модуля упругости

        Модуль упругости определяют в таких сферах:

        • При возведении домов
        • В дорожном строительстве
        • При обустройстве территории (обустройстве тротуаров, пешеходных дорожек, проездов между домами)

        При возведении домов показатель учитывают при расчетах усадки фундамента, которая немного замедляется в упругих грунтах. Также стоит обратить внимание на модуль упругости при трамбовке грунта. Если не приложить достаточной силы, его объем будет восстанавливаться.

        Еще важнее учитывать модуль упругости в дорожном строительстве. Если у основания он достаточно высокий, после проезда автомобилей прогибы дорожного полотна быстро восстанавливаются. При низкой упругости грунта деформации углубляются, со временем становятся заметны следы от шин, колеи. В результате срок службы покрытия сокращается.

        Низкую упругость грунта можно компенсировать за счет дорожной одежды. Но качество такой дороги будет ниже. Поэтому большое внимание уделяют основаниям – укрепляют грунт или проводят его замену.

        При благоустройстве территории также следует обратить внимание на модуль упругости грунта. Нагрузки на пешеходные дорожки меньше , чем на автомобильные трассы. Но при малой упругости грунта они тоже могут разрушаться, что повлечет дополнительные средства на ремонт.

        Стоит уделять внимание проездам между домами, по которым передвигаются автомобили на небольшой скорости, и стоянкам. В этих местах важен высокий показатель как статического, так и динамического модуля упругости. Ведь на малых скоростях нагрузка на дорожное покрытие не уменьшается, а на стоянках еще и увеличивается.

        Определение модуля упругости – обязательная часть исследования в дорожном строительстве. В ведущих странах мира именно по этому показателю определяют качество и надежность дорожного покрытия. Но при возведении домов также изучают упругие свойства грунта. Это позволяет правильно рассчитать тип фундамента, нагрузку на основание, продумать метод его укрепления. Для точного измерения модуля нужны специальные приборы. Исследования проводятся специалистами в полевых и лабораторных условиях.

        Сжимаемость грунтов – это компрессионное механическое свойство грунта. Оно подразумевает уменьшение материала в объеме под воздействием внешнего давления. Процесс сопровождается уменьшением пористости, вытеснением воды и воздуха , разрушением и смещением твердых частиц. Сжимаемость характерна только для дисперсных грунтов – состоящих из отдельных зерен разного размера – и зависит от ряда факторов. Об этом мы подробно поговорим в нашей статье.

        • Сжимаемость грунтов
        • Механизм возникновения сжимаемости
        • Сжимаемость несвязных грунтов
        • Сжимаемость связных грунтов
        • Чем обусловлена сжимаемость грунтов
        • Исходная пористость и плотность
        • Фазовый состав
        • Влажность
        • Гранулометрический состав
        • Структурная прочность
        • Химический состав
        • Температура
        • Давление
        • Оценка сжимаемости грунта
        • Коэффициент сжимаемости
        • Коэффициент относительной сжимаемости
        • Модуль общей деформации
        • Структурная прочность
        • Практическое значение показателя

        Механизм возникновения сжимаемости

        Сжимаемость – это явление, связанное с деформациями в грунте. Они возникают под воздействием внешнего давления.

        Деформации бывают:

        • Обратимыми, или упругими
          Они частично устраняются после снятия нагрузки. Обратимые деформации обусловлены изменением формы и объема самих твердых частиц, пленочной влаги, вытеснением растворенного в капиллярной воде воздуха.
        • Необратимыми, или остаточными
          Эти деформации остаются и после прекращения давления. Они характеризуются смещением твердых частиц относительно друг друга, вытеснением воды и воздуха из пор.

        Для грунтов более характерны необратимые деформации. Даже после снятия нагрузки материалы остаются сжатыми или уплотненными , их объем не возвращается к исходному и почти не увеличивается.

        Как мы уже сказали, сжиматься под внешним давлением способны дисперсные грунты, состоящие из отдельных частиц.

        Они бывают:

        Механизм сжимаемости в этих двух группах разный. При этом у связных грунтов свойство более выражено. Подробно о них мы расскажем ниже.

        Сжимаемость несвязных грунтов

        К несвязным материалам относятся крупнообломочные грунты и пески. Они состоят из отдельных частиц, которые скрепляются между собой только за счет силы трения. Такие грунты имеют сыпучую консистенцию, хорошо пропускают воду и не впитывают ее. Пористость у них зависит от формы и размера твердых частиц.

        Под давлением частицы несвязных грунтов могут разрушаться. В первую очередь это относится к крупнообломочным грунтам, гравию и гальке, состоящим из слабых пород. В результате окатанные частицы обретают новую форму, их грани становятся острыми и шероховатыми. Изменяется укладка зерен, грунт становится более плотным, уменьшается его пористость.

        Под давлением почти не разрушаются прочные и мелкие песчаные частицы. Но их ориентация в пространстве и сложение меняются. Зерна уплотняются , объем грунта уменьшается, и он сжимается.

        После устранения давления происходит частичная декомпрессия и разрыхление материала. В несвязных грунтах она слабо выражена, их объем практически не изменяется.

        Сжимаемость связных грунтов

        К связным материалам относятся глинистые и пылеватые грунты. Они состоят из мелких частиц, между которыми возникают дополнительные химические связи. В основном их обеспечивает тонкая прослойка воды вокруг глинистых частиц и коллоиды. В результате образуются крупные конгломераты и мелкие агрегаты. В некоторых грунтах (например, литифицированных глинах) возникают прочные цементационные связи.

        Механизм сжимаемости у связных грунтов более сложный. Под воздействием внешнего давления частицы не разрушаются. Но сжимаемость приводит к ослаблению структурных связей в материале. В результате конгломераты и агрегаты распадаются, повышается дисперсность грунта.

        При сжатии уменьшается пористость. Это ведет к вытеснению свободной воды и воздуха. Пустующее пространство занимают твердые частицы. Таким образом объем грунта уменьшается.

        В глинистых и пылеватых грунтах большое количество воды находится в связанном состоянии или в мелких капиллярах. Часть влаги тонким слоем обволакивает мелкие частицы. При сжатии и раз р ушении связей внутри агрегатов лишь часть этой воды переходит в свободное состояние и вытесняется.

        Остаточная влага способствует взаимному перемещению частиц грунта относительно друг друга и лучшему уплотнению. Но при снятии давления зерна также легко возвращаются в начальное положение – происходит декомпрессия и разрыхление. Как мы и говорили, в связных грунтах это явление более выражено, чем в несвязных.

        Чем обусловлена сжимаемость грунтов

        Сжимаемость грунтов и ее выраженность зависит от ряда факторов:

        • Исходной пористости и плотности
        • Фазового состава
        • Влажности
        • Гранулометрического состава
        • Структурной прочности
        • Химического состава
        • Температуры
        • Давления

        Детальнее об этих факторах вы можете прочитать дальше.

        Исходная пористость и плотность

        Сжатие грунта происходит за счет уменьшения пористости и увеличения плотности. Это связано с тем, что под давлением частицы укладываются максимально плотно, заполняя собой пустые пространства.

        Чем больше в грунте пор, тем сильнее он будет уплотняться при нагрузке. При этом сжимаемость у грунта с естественным сложением будет всегда ниже, чем с нарушенным. В массиве под давлением собственного веса грунт уплотняется , а при извлечении всегда разрыхляется. Частицы становятся более подвижными и лучше прессуются.

        Фазовый состав

        Любой грунт состоит из трех фаз – твердой, жидкой и газообразной. Твердая фаза – это минеральные либо органические частицы грунта. Их объем при сжатии не изменяется. Они могут поддаваться лишь незначительной упругой деформации. После снятия нагрузки объем восстанавливается.

        Жидкость и газ заполняют поры. При сжатии из пустого пространства между твердыми частицами в первую очередь выходит газ. Поэтому сухой пористый грунт уплотняется сильнее, чем влажный.

        Самой высокой сжимаемостью обладает грунт, в котором преобладает газообразная фаза. Она немного снижается при увеличении жидкой фазы. Грунты, в которых большую часть занимают твердые частицы, плохо поддаются сжатию.

        Влажность

        На сжимаемость несвязных грунтов влажность влияет мало. В них много крупных открытых пор, через которые свободно проходит вода. Она не связывается с частицами и не заполняет капилляры. При малейшем давлении жидкость легко удаляется.

        Несвязные грунты состоят из мелких зерен, вокруг которых образуется водная пленка. Она играет роль связующего звена между частицами. Сначала при повышении влажности они сближаются друг с другом, но в определенный момент это сближение прекращается. Грунт достигает точки самого большого уплотнения, после чего переходит в текучее состояние. Пленочная вода не дает глинистым частицам вступить в более близкий контакт между собой.

        Вода также находится в мелких порах – капиллярах. Часть из них закрыта, и жидкость не может из них выйти. Под давлением такие закрытые поры могут становиться открытыми, и тогда сжимаемость грунта резко увеличивается.

        Показатель сжимаемости глинистых и пылеватых грунтов зависит и от химического состава воды. В ней всегда присутствуют растворенные соли. Чем выше концентрация раствора , тем лучше сжимается грунт под нагрузками. Показатель ниже у грунтов с одновалентными катионами (натрием, калием). Растворы таких солей лучше удерживают воду.

        Влажность влияет на разуплотнение грунта при снятии компрессии. Тонкие пленки воды с растворенными газами имеют упругие свойства. При уменьшении давления они увеличиваются в объеме, способствуют отдалению частиц друг от друга.

        Гранулометрический состав

        Сжимаемость зависит от размеров и формы твердых компонентов. В крупнообломочных грунтах она увеличивается за счет разрушения крупных частиц. Показатель ниже, когда в материале есть круглые окатанные зерна. Сжимаемость повышается при наличии частиц неправильной формы с шероховатыми гранями. Например, свойство будет выше у гравия и карьерного песка, чем у гальки и речного песка.

        Показатель также зависит от фракций, присутствующих в грунте. Он снижается при наличии мелкого заполнителя. Но это больше проявляется, если заполнителем выступает песок. Глинистые и пылеватые частицы, наоборот, повышают сжимаемость крупнообломочного грунта.

        Структурная прочность

        Твердая фаза дисперсного грунта состоит из разрушенных горных пород. В процессе выветривания они теряют свою прочность, поэтому легче разрушаются под давлением. Хотя грунты из магматических или метаморфических пород (гранитные, базальтовые, серпентинитовые) будут более прочными, чем осадочные (сланцевые, известняковые).

        Если частицы не разрушаются, они хуже уплотняются. Это значит, что в прочных грунтах сжимаемость будет ниже, чем в более слабых.

        Зерна крупнообломочных грунтов могут связываться между собой цементирующими связями, образуя прочные конгломераты и брекчии. В глинистых грунтах более распространены коагуляционные (слипающиеся) и коллоидные (дисперсные) связи.

        Структурная прочность глинистых грунтов зависит от возраста и степени литификации – процесса превращения рыхлых осадков в твердые горные по р оды. В молодых глинах преобладают слабые коллоидные связи, которые легко разрушаются под внешним воздействием. В старых массивах наблюдается высокая степень литификации. Между глинистыми частицами возникают цементирующие связи, поэтому их структурная прочность очень высокая.

        Под давлением конгломераты и агрегаты грунта сохраняют целостность до определенного момента. Когда единство разрушается, грунт переходит предел структурной прочности. В этот момент сжимаемость его резко возрастает.

        Химический состав

        Химический состав больше всего влияет на сжимаемость глинистых и органических грунтов. Частицы с высокой смачиваемостью водой – гидрофильностью – способствуют повышению показателя (характерно для смектитов, монтмориллонитов). Каолинит, наоборот, снижает характеристику.

        Падает сжимаемость и в грунтах, богатых одновалентными катионами. Они лучше связывают и задерживают воду, которая впоследствии препятствует сближению частиц. В материалах, насыщенных двухвалентными кальцием и железом, а также трехвалентным алюминием, показатель значительно выше.

        Хорошо сжимаются под давлением плодородные, богатые гумусом почвы и торф. Это связано с тем, что органические соединения имеют низкую прочность и плотность, легко деформируются под нагрузками. Эти деформации упругие, особенно у сухого торфа. При декомпрессии объем почвы частично восстанавливается.

        Температура

        Влияние температуры наиболее выражено у глинистых грунтов. При ее повышении разрушаются связи между частицами, меняются свойства водной пленки, быстрее разрушается структура. В результате грунт легче и сильнее сжимается.

        Но температура неодинаково действует на разные виды грунта. Если коагуляционные связи прочные, а количество пленочной воды вокруг частиц незначительное , то влияние этого фактора снижается. Сжимаемость при нагревании сильнее повышается у грунтов с текучей или пластичной консистенцией и меньше изменяется у твердых и полутвердых.

        Имеет значение и химический состав. Сильнее реагируют на изменение температуры грунты с высоким содержанием одновалентных ионов.

        При отрицательных температурах сжимаемость падает, так как поры заполняются кристаллами льда. Она выше в грунтах, где ледяные включения небольшого размера, и практически отсутствует, если в грунте есть глыбы льда. При повышении температуры и таянии замерзших частиц сжимаемость резко возрастает.

        Давление

        Сжимаемость также зависит от силы давления, воздействующего на грунт. Пока материал сохраняет свои пористую структуру, показатель резко возрастает при увеличении нагрузки. После уплотнения эта зависимость снижается и в определенный момент грунт перестает сжиматься даже при сильном давлении.

        Значение имеет и способ воздействия на образец. Если давление периодическое, чередуется с периодами декомпрессии, сжимаемость увеличивается. Именно поэтому для трамбовки грунта используются ударные механизмы.

        Далее мы поговорим о том, при помощи каких приборов и методов происходит определение и оценка сжимаемости материала.

        Оценка сжимаемости грунта

        Для определения и оценки сжимаемости грунта используются два разных прибора:

        • Одометр
          Это металлический цилиндр с жесткими стенками. В нем проводятся испытания на одноосное сжатие без возможности бокового расширения.
        • Стабилометр
          Это двухкамерный цилиндр. Внешняя каме р а в нем заполнена водой или воздухом. У грунта при сжатии есть возможность бокового расширения.

        Испытания в стабилометре больше приближены к естественным природным условиям, так как в них грунт всегда может расширяться в стороны.

        Сжимаемость оценивают по изменению пористости под определенным давлением. Данные отмечают на графике: на оси ординат – пористость, на оси абсцисс – давление.

        Исходная пористость обозначается е0, последующие – е1, е2, е3 и т.д. Давление обозначают Р1, Р2, Р3. Пористость е1 должна соответствовать давлению Р1.

        После получения данных вычисляют ряд показателей, которые характеризуют сжимаемость.

        Среди них:

        • Коэффициент сжимаемости
        • Коэффициент относительной сжимаемости
        • Модуль общей деформации
        • Структурная прочность

        О том, как высчитываются эти показатели, читайте далее.

        Коэффициент сжимаемости

        Коэффициент сжимаемости показывает зависимость конечной деформации грунта от давления.

        Его высчитывают по формуле:

        Формула для вычисления коэффициента сжимаемости грунта

        В зависимости от коэффициента сжимаемости, выделяют три категории грунтов. Данные о них приведены в таблице ниже.

        Категория грунтов Коэффициент сжимаемости грунтов, МПа¯¹
        Сильносжимаемые > 0,05
        Среднесжимаемые 0,0005-0,005
        Малосжимаемые < 0,005

        Коэффициент относительной сжимаемости

        На практике чаще всего используют этот показатель – коэффициент относительной сжимаемости. Он показывает изменение объема грунта относительной единицы давления.

        Определяется коэффициент по формуле:

        Формула для вычисления коэффициента относительной сжимаемости грунтов

        Коэффициент сжимаемости тесно связан с модулем поперечной деформации, или упругости, которая обозначается E0. Говорить об этом показателе в рамках данной статьи мы не будем.

        Модуль общей деформации

        Модуль общей деформации характеризует упругие и остаточные деформации грунта в процессе компрессионных испытаний.

        Он определяется по следующей формуле:

        Формула для вычисления коэффициента β, зависящего от коэффициента Пуассона

        Коэффициент β определяют по формуле:

        Формула для вычисления модуля общей деформации грунтов

        Значение коэффициента Пуассона для разных грунтов мы разместили в таблице.

        Структурная прочность

        Показатель структурной прочности определяют испытательными методами. Для этого на грунт с ненарушенной структурой оказывают очень слабое давление. При каждом следующем подходе давление незначительно увеличивают. Затем необходимо зафиксировать момент , когда структурные элементы начнут разрушаться. На графике это будет заметно по резкому увеличению сжимаемости (уменьшению объема образца).

        В заключении статьи мы скажем, какое практическое значение имеет сжимаемость грунта.

        Практическое значение показателя

        Определение сжимаемости грунта – это один из этапов геодезических работ. Показатель влияет на характеристики оснований фундаментов, насыпей, дорожного полотна.

        От него зависят следующие характеристики:

        • Усадка
          Чем больше сжимаемость, тем легче грунт дает усадку.
        • Деформация
          Сжатие обычно происходит неравномерно, поэтому в грунте могут возникать деформации. Это ведет к перекосу фундаментов, появлению трещин на дорожном полотне.
        • Уплотнение
          Показатель помогает определить, насколько грунт поддается трамбовке. Благодаря этому можно правильно рассчитать объем работ.
        • Несущая способность
          При повышении сжимаемости несущая способность падает.

        Грунты с высокой сжимаемостью под фундаментами могут стать серьезной проблемой во время строительных работ. Чтобы избежать неприятностей, основания дополнительно укрепляют другими материалами, трамбуют их в несколько заходов. Иногда грунт приходится полностью заменять. Но если на материале с высокой сжимаемостью все-таки возводят здание и сооружения , фундаментам дают больше времени для усадки.

        Самостоятельно определить и рассчитать показатель сжимаемости очень трудно. А в полевых условиях получить достоверные данные невозможно. Поэтому, для надежности, лучше воспользоваться услугами специалистов.

        Читайте также: