Теоретические основы уплотнения грунтов

Процесс уплотнения грунтов с точки зрения физики можно разделить на два этапа : на первом - жидкая фаза играет роль смазки, облегчая перемещение грунтовых частиц, на втором - водные пленки, окружающие пылеватые и особенно глинистые частицы, обеспечивают грунту надлежащие связность и прочность. Возрастает роль упругого сжатия водных пленок, определяющего возможность дальнейшего уплотнения.

Общеизвестны два механизма упругого деформирования пленок жидкой фазы в зонах контакта между минеральными частицами : первый связан с упругим сжатием пленки, деформирующейся как упругое тело, второй обусловлен уменьшением водных пленок в контактах грунтовых частиц вследствие выжимания воды. При повышении уплотняющей нагрузки в зонах контакта часть рыхлосвязной воды выжимается в поровое пространство. С уменьшением нагрузки толщина водных пленок увеличивается и минеральные частицы раздвигаются под их расклинивающем действием. Значит ОСНОВНЫМ ПОЛОЖЕНИЕМ ТЕОРИИ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТОВ - является учет влияния свойств жидкой фазы на степень уплотняемости и прочности связных грунтов. Цель уплотнения - достичь требуемой плотности грунта, заданных показателей, прочности и устойчивости, снизить водопроницаемость, набухание грунта.

При уплотнении происходит взаимное смещение частиц грунта и плотность их повышается. При небольшой влажности смазывающее действие воды не наблюдается, и затрудняется уплотнение, увеличение влажности - уменьшаются силы трения между грунтовыми частицами, улучшается их уплотнение, но понижается модуль упругости. При влажности грунта достигающей границ текучести, толщина водных пленок достигает максимума, в порах - свободная вода, и уплотнение возможно только при выжимании воды их пор, что требует больших затрат уплотняющей энергии. Поэтому влажность должна быть ОПТИМАЛЬНА

Плотность грунта обеспечивающаяся при оптимальной влажности носит название максимальной определенной для данной нагрузки по этому, значение максимальной плотности и оптимальной влажности зависит от стандарта по которому они определяются. В РФ применяют стандарт по которому уплотнение производят на приборе СОЮЗДОРНИИ в три слоя ударами груза 2.5 кг, падающими с определенной высоты, общее количество ударов 120.

Коэффициент уплотнения грунта ЗП :

При возведении земляного полотна из грунта резерва их объемы не совпадают поэтому в подобных случаях пользуются коэффициентом относительного уплотнения (1-1.2 ) :