Структурно фазовая деформируемость грунтов

Структурно фазовая деформируемость грунтов

Целью расчета оснований по деформациям  является ограничение абсолютных и (или) относительных перемещений фундаментов и надфундаментных конструкций такими пределами, при которых гарантируется нормальная эксплуатация сооружения и не снижается его долговечность (вследствие появления недопустимых осадок, подъемов, кренов, изменений проектных уровней и положений конструкций, расстройств их соединений и т. п.). Под действием нагрузки, приложенной к основанию через фундамент, в грунте основания возникает напряженное состояние, которое вызывает развитие деформаций, приводящих к перемещению (осадке) фундамента и поверхности грунта вокруг него.

Поскольку грунт состоит из твердых  частиц (твердых тел) и пор, заполненных водой и воздухом (жидкостью и газом), его деформации будут развиваться в зависимости от деформативности указанных составляющих. Виды деформаций грунта и физические при-чины, их вызывающие, можно систематизировать .Как правило, при расчете осадок фундаментов рассматривают интегрально остаточные деформации уплотнения и деформации искажения формы. Из упругих деформаций изменения объема учитывают только деформации замкнутых пузырьков воздуха (газа), так как деформации объема твердых частиц и воды в тысячи раз меньше остаточных деформаций уплотнения.

 Деформации грунтов.Виды и причины деформаций

Грунты обладают как упругими, так и остаточными свойствами, что хорошо видно по результатам  компрессионных испытаний (см. рисунок). Как видно из представленного  рисунка, после разгрузки обратная ветвь компрессионной кривой (к.к.) не возвращается в исходное положение. В результате, на оси ординат легко определяются два участка значений коэффициента пористости с упругими и остаточными свойствами.

Пример компрессионных испытаний грунтов

Проявление в грунте как  упругих, так и остаточных свойств.

Таким образом, в общем  случае, грунты при деформировании обладают как упругими, так и остаточными  свойствами.

Физические причины упругих  деформаций:

• упругость минеральных частиц грунта;
• упругость воды;
• упругость замкнутых пузырьков воздуха.

Физические причины остаточных деформаций:

• уплотнение грунта;
• сдвиги частиц грунта;
• разрушение частиц в точках контакта.

Для различных грунтов  соотношения между упругими и  остаточными деформациями различны. Так для песчаных грунтов упругость  практически не проявляется, а вот  для глинистых грунтов, упругие  свойства могут быть весьма значительны.

Упругие деформации: искажения формы

Действие молекулярных сил упругости, развивающихся при искажении структурной решетки твердых частиц и цементирующего коллоидного вещества изменения объема Действие молекулярных сил упругости замкнутых пузырьков воздуха, тонких пленок воды и твердых частиц

Остаточные деформации:

уплотнения 

Разрушение скелета грунта и  отдельных eго частиц в точках контактов, взаимный сдвиг частиц, выдавливание поровой воды, обусловливающие уменьшение пористости (компрессию грунта) пластические Развитие местных сдвигов в областях предельного

напряженного состояния просадки Резкое нарушение природной структуры грунта при изменении условий его существования (замачивание лёссов, оттаивание мерзлых грунтов и др.) набухания.Проявление расклинивающего эффекта в результате действия электромолекулярных сил и выделение из поровой воды раство-ренного в ней газа при понижении давления. Особенности деформирования грунтов выявляются в результате экспериментов, характер нагружения рассматривался в п. 4.1 «Фазы напряженно-деформированного состояния грунта».