Компрессионные свойства грунтов

В нескальных грунтах при приложении к ним внешней нагрузки происходит уменьшение пористости. Это значит, что сооружения, возведенные на таких грунтах, будут давать осадку.

Зависимость между внешней нагрузкой и коэффициентом пористости этого грунта носит функциональный характер.

Опытные данные сжатия образца грунта без (бокового расширения дают зависимость коэффициента пористости от внешней нагрузки в виде кривой, которую называют кривой сжатия или компрессионной кривой ((рис. 10).

Такая кривая выражается уравнением логарифмического вида


(18)

 

Рис.10  Компрессионная  кривая

где: А, рс и С1, - постоянные параметры для данного грунта, вычисляемые по величине трех экспериментально найденных значений коэффициентов пористости , соответствующих трем  значениям  нагрузок
.
Учитывая сложность определения  трех параметров, Н. Н. Иванов дает упрощенное уравнение кривой компрессии в следующем виде:

(19)

где:  -   коэффициент    пористости,    отвечающий    рассматриваемому давлению;
- коэффициент пористости, соответствующий р = 1 кг/см2;
В - безразмерный коэффициент, характеризующий сжимаемость грунта и не   зависящий   от   нагрузки. Для построения кривой здесь достаточно определить только два параметра и В. Так как  и В имеют более или менее   постоянные   значения,   поэтому   кривую можно, построить и без испытания грунта, приняв примерные значения параметров и В по таблице 11.

Таблица   11  Примерные значения параметрови  В

 


Следует отметить, что логарифмическое очертание компрессионной кривой бывает только при значительных изменениях давлений или при сильно сжимаемых грунтах (торфянистых, насыпных и т. п.). В практических расчетах изменение давления на грунт происходит в небольшом интервале (1-3 кг/см2),редко достигая 4-5 кг/см2. Это дает основание участок компрессионной кривой (в пределах указанных изменений давлений) принять за прямую, при этом точность расчетов почти не пострадает.
Приняв такое допущение, получают уравнение компрессионной кривой:

(20)

где   - отрезок, отсекаемый продолжением прямой на оси ординат (рис. 10).
Для упрощения приняв      получим

(21)

Параметр а характеризует сжимаемость грунта и по принятой терминологии называется коэффициентом сжимаемости (уплотнения) с размерностью в см2/кг.
Величину а определяют при испытании образца, а находят по масштабу или на основании геометрических вычислений при известных  и   .
По коэффициенту уплотнения а сжимаемость грунтов приближенно оценивается так: