Строительные свойства грунтов

Грунты обладают большой сжимаемостью. Их сжимаемость в 500—1000 раз больше сжимаемости камня, бетона и других строительных материалов. Прочность грунтов примерно во столько же раз меньше прочности указанных материалов.

Грунты практически не работают на растяжение и сопротивляются только сжимающим и сдвигающим усилиям.

Прочность грунтов оценивается сопротивлением их сдвигу — силами трений и сцепления между минеральными частицами и агрегатами из них. Показатели сдвига зависят от напряженного состояния грунта и, кроме того, от размеров, формы, плотности сложения минеральных частиц, влажности, температуры грунтов и прочих факторов.

Сцепление глинистых грунтов обусловливается наличием первичных — водно-коллоидных и вторичных — структурных (кристаллизационных) связей между частицами.

В песчаных грунтах эти связи малы и часто не учитываются; сопротивление их сдвигу оценивается силами трения и зацепления между частицами.

При нарушений естественной структуры первичные связи восстанавливаются практически сразу, а вторичные — очень медленно — десятками и сотнями лет, поэтому прочность грунтов в нарушенном состоянии всегда меньше прочности их в естественном состоянии.

Деформации грантов развиваются во времени. Они продолжаются и после прекращения нагружения при действии постоянной нагрузки.

Грунтам, особенно глинистым, свойственны явления последействия: ползучесть (увеличение деформации во времени при постоянной нагрузке) и релаксация (уменьшение напряжений при постоянной во времени деформации — «расслабление»). Увеличение осадки во времени при постоянной нагрузке объясняется постепенным отжатием воды из пор грунта в процессе уплотнения минеральных частиц (фильтрационная консолидация) и ползучестью скелета глинистых частиц, понимая под скелетом минеральные частицы с прочно связанными водно-коллоидными оболочками (вторичная консолида-ция). Оба процесса протекают одновременно, но в большинстве случаев можно выделить преобладающий процесс и рассматривать их раздельно. Деформации ползучести постепенно затухают, если напряжения не превышают предела (порога) ползучести, и приводят к разрушению грунта, если этот прёдел превышен.

Осадка происходит при небольших, преимущественно вер¬тикальных, перемещениях частиц. Грунт сжимается за счет уплотнения частиц без нарушения структуры и сложения, что приводит к упрочнению и улучшению его строительных свойств. Для устойчивости (прочности) оснований сжатие грунтов безопасно. Просадка происходит при значительных перемещениях частиц с коренным изменением структуры грунта и часто сопровождается выдавливанием его из-под сооружения. Примерами просадки являются деформации лёссовидных грунтов при замачивании и мерзлых грунтов при оттаивании. Проектирование и строительство на таких грунтах имеют свою специфику в этой книге не рассматриваются.

Деформации сдвига возникают в результате значительных, преимущественно наклонных и горизонтальных необратимых перемещений минеральных частиц. Они сопровождаются изменением в сложении грунтов: происходит перемещение отдельных, в ряде случаев достаточно больших объемов и нарушается сплошность грунта, что вызывает местную или общую потерю устойчивости основания.