Оценка грунтов по физико-механическим характеристикам

Проектированию и строительству земляных сооружений предшествуют исследования грунтов для получения физико-механических характеристик. Эти характеристики затем берут в основу расчета и конструирования для обеспечения длительной прочности и устойчивости плотины и получения заданной допускаемой деформации. Любое инженерное сооружение, возведенное на нескальном грунте, неизбежно деформируется. Можно считать, что, если эти деформации находятся в допустимых пределах, вооружение устойчиво; в противном случае наступает аварийное состояние, вследствие чего неизбежно крушение.

Деформации земляных плотин проявляются в большей степени, чем других сооружений, так как здесь наряду с основанием деформируется и тело плотины. Это заставляет особенно тщательно относиться к физико-механическим показателям грунтов, от которых собственно и зависит деформация земляных плотин, их прочность и устойчивость.

К числу основных физико-механических характеристик нескальных грунтов, определяющих поведение плотины и ее деформацию, можно отнести: объемный вес, удельный вес, влажность, пористость, гранулометрический состав, компрессионные свойства и фильтрационную способность грунтов.

При геологических изысканиях должны быть даны сведения о возрасте и генезисе грунтов. Существенной частью исследований грунтов является определение содержания растительных остатков (торф, перегной и т. п.). Если количество таких остатков не превышает 10% по отношению к весу высушенной минеральной части (при температуре 100-105°), считают, что грунты имеют примесь органических веществ. Если же количество остатков находится в пределах 10-60%, грунт считают заторфованным, а если растительный остаток превышает 60%-торфом.

На свойство грунта большое влияние оказывает вода, которая может быть в парообразном, твердом (в виде льда) состоянии, а также гигроскопическая и пленочная вода, образующаяся на поверхности частиц в виде пленок различной толщины и прочно с ними связанная, и, наконец, свободная вода.

Грунты в естественном залегании всегда содержат некоторое количество воды, а в земляных плотинах, исходя из специфических условий работы, вбольшей части насыщены водой до полной влагоемкости. Поэтому наибольший интерес представляет свободная вода, которая делится на гравитационную и капиллярную.

Гравитационная вода перемещается по порам грунта, под действием силы тяжести, передвижение же капиллярной воды связано с поверхностным натяжением. Капиллярная вода оказывает влияние на работу земляных плотин, и ее приходится учитывать при расчете и конструировании поперечного профиля. Средние значения высоты поднятия капиллярной воды в сантиметрах в зависимости от грунтов следующие: