Файл: Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания сооружений 8-й междунар. конгресс по механике грунтов и фундаментостроению.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 11.04.2024

Просмотров: 143

Скачиваний: 3

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

 

 

 

 

Таблица

1.8

 

 

Максимальное

давление, при котором

 

 

наблюдается сжатие образца (струк­

 

Грунт

турная прочность сжатия), при ступе­

 

нях давления в

кгс/см2

 

 

 

0,025

0,05

о , .

-

Ил органо-минеральный (Ри­

0,425

0,4

0,4

 

га)

 

 

Ил речной (Кашира) . . .

0,275

0,25

0,2

 

»

засоленный (оз. Сиваш)

0,25

0,25

0,2

 

Лёсс

(Грозный)

0,225

0,25

0,2

 

0,9). Один из образцов-близнецов испытывали по обыч­ ной методике, приведенной в п. 4, главы I , другой — пос­

ле определения на первом образце

величины структур­

ной прочности сжатия — обжимали

давлением, на 0,05

кгс/см2

меньшим, чем полученная для этого грунта струк­

турная

прочность сжатия. Под этим

давлением образец

грунта находился от 2 до 5,5 месяца. Затем к нему вновь прикладывали давление ступенями по 0,05 кгс/см2 и оп­ ределяли структурную прочность сжатия. Результаты опытов приведены в табл. 1.9. Такие опыты были проведе­ ны для всех исследуемых грунтов и показали, что вели­ чина структурной прочности сжатия устойчива во време­ ни. Интересно отметить, что структурная прочность сжа­ тия грунтов, у которых она определяется в основном цементационными связями (лёсс, ил из района Мурман­ ска), остается постоянной, а в грунтах, у которых эта ха­ рактеристика существенно обусловлена водно-коллоид­ ными связями, со временем происходит даже некоторое увеличение структурной прочности сжатия грунтов. Это может быть'объяснено некоторым упрочнением структу­ ры в системах «карточный домик».

Некоторые исследователи (Н.

А. Красильников,

Я. Л. Коган и др.) отмечали в своих

опытах, что величи­

на структурной прочности сжатия, определенная в ком­ прессионных испытаниях, значительно меньше по срав­ нению с этой же характеристикой, полученной при испы­ тании грунтов штампами. С целью выяснения этого воп­ роса мы провели сопоставительные опыты по определе­ нию характеристики «структурная прочность сжатия» в

86


 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.9

 

 

 

 

 

Струк­

"і Время "

Давление

Структур­

 

 

 

 

 

турная

ная проч­

 

 

Грунт

 

 

прочность

длитель­

длитель­

ность

 

 

 

 

сжатия

ного об­

ного об­

сжатия

 

 

 

 

 

До обжа­

жатия

жатия

после об­

 

 

 

 

 

тия

в сутках

в кгс/см''

жатия

 

 

 

 

 

в кгс/см2

 

 

в кгс/см'

Ил

 

оргаио-минераль-

0,25

173

0,2

0,3

ный

(Рига)

 

 

То

же (Новокузнецк)

0,25

89

0,2

0,35

Ил

 

морской

 

(Мур­

0,3

108

0,25

0,3

манск)

 

 

 

Ил

 

озерный

(Волго­

0,1

108

0,05

0,1

град)

 

 

 

 

Ил

 

речной

(Архан­

0,3

108

0,25

0,4

гельск)

 

 

 

Лёсс

(Грозный)

. .

0,4

86

0,35

0,4

»

 

(Оби-Киик)

. .

0,2

86

0,15

0,2

лабораторных и полевых условиях. Опыты проводились на экспериментальных площадках оз. Сиваш, Мурман­ ска и Волгограда. Свойства исследуемых грунтов приве­ дены далее в табл. 1.10. На всех площадках использова­ лись опытные штампы площадью 10 тыс. см2, а на пло­ щадке оз. Сиваш — штампы различного размера и формы (см. п. 4 этой главы).

Опыты показали, что в подавляющем большинстве случаев при длительных испытаниях штампами струк­ турная прочность сжатия грунтов получается либо рав­ ной аналогичным результатам компрессионных испыта­ ний, либо большей. Интересно отметить, что при испы­ тании грунтов штампами малого диаметра во многих опытах величина структурной прочности сжатия оказа­ лась равной нулю.

В. В. Рощин и Эль-Сир Мохамед Эль-Хасан [49] предложили формулу для определения величины струк­ турной прочности сжатия по результатам испытаний сла­ бых водонасыщенных глинистых грунтов на срезном приборе или стабилометре в виде

Рстр

2с cos ф

~~;

:

ѵ

1 —sin ф

 

87


образца№

Грунт

 

1

Ил речной (Архангельск)

2То же

3»

4»

5 Ил органо-минеральный

6у г'ига )

7То »же

8»

9»

10

Ил озерный (Волгоград)

11То же

12»

13Лёсс (Грозный)

14То же

15»

16Лёсс (Оби-Киик)

17То же

18Ил речной (Кашира)

19» морской (Мурманск)

20

»

озерный

(оз. Сиваш)

21

»

морской

(г. Фао)

22

»

речной

(Тула)

 

 

 

Пределы

 

 

 

пластичности

Удель-

Объем­

Влаж­

 

в %

ный вес

ный вес

ность

 

 

в гс/см3

в гс/см3

в %

W r

WP

 

 

 

2,68

1,55

72.J

75,6

39,2

2,68

1,55

76, 4

71

39,2

2,7

1,67

55,2

53,2

36,3

2,7

1,71

50,4

56,2

35

2,64

1,34

72,3

80,5

30,4

2,7

1,78

40,6

37

21,2

2,57

1,5

69,8

77

30,5

2,57

1,49

62,3

79,3

34,2

2,32

1,24

158

180,2

81,2

2,68

1,73

49,2

47,1

25

2,66

1,69

52,3

53,6

28,1

2,68

1,7

51,7

52,6

28,1

2,7

1,42

7,7

22,3

18,1

2,7

1,43

7,2

22,3

18,1

2,7

1,4

7,9

22,3

18,1

2,71

1,69

8,3

20,6

18,4

2,71

1,68

7,8

20,6

18,4

2,6

1,6

56

52,4

29,2

2,77

1,98

27,5

22,3

17,5

2,64

1,68

39,3

35,6

18,7

2,73

1,81

44,2

38,7

24,2

2,7

1,79

28,6

32

19

Степень влажности G

1

0,98

1

1

1

0,98

0,97

0,2

0,3

1

0,98

0,96

1

0,94

 

 

Таблица 1.10

Коэффи­

Количе­

Начальное

давление,

циент

ство ор­

необходимое

пористо­

ганиче­

для

наруше­

сти е

ских ве­

ния

струк­

 

ществ в %

туры,

 

 

в

кгс/см11

1,98

5,6

0,2

2,05

3,4

0,15

1,49

9,4

0,3

1,36

7

0,3

2,06

8

0,25

1,21

2,6

0,4

1,97

2,2

0,1

2,02

5,2

0,2

3,88

12,8

0,15

1,4

8,7

0,1

1,34

8,3

0,15

1,31

8,3

0,1

1,06

0,25

1.01

0,4

1,08

0,4

 

0,74

0,2

0,76

0,2

1,45

4,8

0,35

0,78

0,3

1,4

0,2

1,14

0,25

0,78

1,4

0,2


Экспериментальная проверка этой формулы показа­ ла, что величина структурной прочности сжатия, опреде­ ленная расчетом и в экспериментах, для грунтов с малым

углом внутреннего трения получается очень

близкой.

Для грунтов, у которых угол внутреннего трения

больше

10°, величина структурной прочности сжатия, определен­ ная по формуле, на 20—40% больше, чем по результа­ там компрессионных опытов, и на 5—15% больше, чем по результатам испытаний грунтов штампами площадью

10 тыс. см2

(табл. 1.11).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Таблица 1.11

 

 

 

Характери­

Структурная

прочность

 

 

 

стика

проч­

сжатия грунтов в

кгс/см2,

 

 

 

ности

определенная

 

Ил

 

 

 

по

по ком­

по по­

 

 

 

 

с,

пресси­

 

 

 

Ф°

форму­

левым

 

 

 

кгс/см''

онным

 

 

 

 

 

ле

опытам

опытам

Речной

(Архангельск)

12

0,25

0,62

0,3

 

Речной (Кашира) . .

9

0,12

0,28

0,3

 

Морской

(Мурманск)

8

0,2

0,46

0,3

 

0,4

Озерный

(оз. Сиваш)

6

0,22

0,49

0,2

 

0,3

Морской

(г.

Фао,

4

0,15

0,32

0,25

' —

 

 

 

Структурная

прочность

сжатия

грунтов

постоянна

при статическом

приложении нагрузки. Однако

при ди­

намических воздействиях структурная прочность сжатия, как это отмечал Б. Ф. Рельтов, резко уменьшается. На­ ми были выполнены опыты на образцах-близнецах ила из районов Риги (см. табл. 1.10) и Архангельска. После десяти ударов гири весом 100 г, подвешенной на веревке

длиной 35 см, структурная прочность сжатия

падала до

0,1

кгс/см2,

хотя

при статическом

нагружении

она была

равна 0,25

кгс/см2.

 

 

 

Структурная

прочность сжатия

речного ила из райо­

на

Архангельска

(№ 3, табл. 1.10) после десяти ударов

гири уменьшилась с 0,3 до 0,05 кгс/см2.

 

 

Структурная прочность сжатия образца водонасы-

щенного лёсса из района Грозного

(№ 14, табл. 1.10) пос­

ле

десяти

ударов составляла

0,1 кгс/см2

вместо

0,4 кгс/см2 при статической нагрузке.

 

89


Другой образец-близнец водонасыщениого лёсса из района Грозного (№ 14, табл. 1.10) испытывали по сле­ дующей схеме. После приложения нагрузки 0,1 кгс/см2 производились удары гирькой до тех пор, пока не начи­ налась деформация образца грунта в результате раз­ рушения его структуры. Для одного образца данного грунта потребовалось 16 ударов, а для другого—24.

Аналогичные опыты были проведены с образцами речного ила из Архангельска (№ 3, табл. 1.10). Опыты показали, что для нарушения структуры образцов-близ­ нецов потребовалось соответственно 6; 8 и 12 ударов.

Несмотря на условность поставленных эксперимен­ тов и их малочисленность, они со всей очевидностью по­ казали, что динамическое воздействие на сильносжимаемые грунты в условиях их напряженного состояния при­ водит к резкому понижению структурной прочности сжа­ тия грунтов.

Для изучения изменяемости порового давления в грун­ тах природной структуры в лаборатории МИСИ были проведены компрессионные испытания сильносжимаемых водонасыщенных глинистых грунтов, обладающих струк­

турной прочностью

сжатия: лёсса из

района

Грозного

(№ 14, табл. 1.10)

и ила органо-минерального

из Риги.

С помощью компрессионных приборов

в опытах

исследо­

валось изменение порового давления в процессе консо­ лидации.

В качестве приемника порового давления в образце грунта использовались две большие медицинские иглы, пропущенные через отверстия верхнего штампа компрес­ сионного прибора. Чтобы уменьшить трение между штампом и иглой, последнюю смазывали тавотом. Спе­ циальное устройство обеспечивало независимость пере­ движения верхнего штампа относительно иглы. Меди­ цинская игла присоединялась к капиллярной трубке с пузырьком защемленного воздуха, один из концов ко­ торой был запаян. Величину порового давления опреде­ ляли по изменению объема воздушного пузырька (по закону Бойля—Мариотта).

Другая игла

тонкой медной

трубкой

диаметром

1,5 мм была соединена с прибором

(порового

давления)

системы

Ничипоровича — Мигина.

В некоторых

опытах

поровое

давление

измеряли тензометрическими

датчи­

ками.

 

 

 

 

 

Компрессионные испытания проводились

по

следую-

90