Классификация грунтов по коэф. водонасыщению Sr для крупнообломочных и песчаных грунтов.

Малой степени водонасыщения	0 0,5
Средней степени	0,5 0,8
Насыщенные водой	0,8 1,0

1.5.4. Механические характеристики грунтов

Сжимаемость грунтов заключается в способности изменять свое строение под влиянием внешних нагрузок за счет уменьшения объема пор. Определение основных показателей сжимаемости грунта проводится путем их уплотнения под нагрузкой. При относительно небольшом давлении деформации твердых частиц незначительны и уплотнение происходит в основном из-за уменьшения пористости. Уплотнение грунта характеризуется коэффициентом сжимаемости и модулем деформации .

Образец грунта в лаборатории испытывают в компрессионном приборе - одометре. Он представляет собой кольцо 1 с образом грунта 2, которое установлено на фильтрующее днище 3. Через поршень 4 на образец передается постепенно увеличивающееся давление. (рис.2).

По результатам испытаний строят график зависимости коэффициента пористости от давления - компрессионная кривая (рис.2б).

По компрессионной кривой определяют коэффициент сжимаемости

) ( )

Модуль общей деформации:

где: е - коэффициент пористости грунта в природном состоянии; - коэффициент общей относительной поперечной деформации грунта.

Если модуль общей деформации 10МПа, то грунт считается сильносжимаемым и является слабым основанием.

Сопротивление грунта сдвигу зависит от удельного сцепления частиц грунта-с и угла внутреннего трения - .

По сопротивлению грунта сдвигу оценивается несущая способность основания. Оно изучается с помощью сдвиговых приборов (рис.3а).

Образец грунта сдвигается силой T при различных напряжениях в грунте, которые создаются за счет изменения вертикальной нагрузки F. По результатам испытаний строится график зависимости предельного сопротивления грунтов сдвигу от вертикального давления, определяется удельное сцепление (с) и угол внутреннего трения ( ) (рис.3).

Напряжение от вертикальной нагрузки:

=

где: A-площадь поперечного сечения образца;

Сопротивление грунта сдвигу:

=

Математически зависимость можно выразить формулой:

,

где: коэффициент внутреннего трения.

У песчаных грунтов сопротивление частиц сдвигу происходит за счет сил трения и, следовательно, в значительной степени обуславливается углом внутреннего трения ( ), который меняется в зависимости от размеров частиц грунта от 43 (в гравелистых и крупных песках) до 26 - в песках пылеватых. А удельное сцепление в песчаных грунтах незначительное (от 2 до 8 кПа).

Сопротивление сдвигу связных грунтов суммируется из вязкого сопротивления скольжению и сил сцепления, которые зависят от уплотняющего давления. Таким образом, для пылевато - глинистых грунтов сопротивление сдвигу характеризуется двумя параметрами: углом внутреннего трения ( ) и удельным сцеплением (с):

удельное сцепление в этих грунтах изменяется в пределах от 9 кПа (супесь) до 81 кПа (глины);

угол внутреннего трения - от 18 до 30 (супесь), от 12 до 26 (суглинок) и от 7 до 21 (глины).

При проектировании котлованов и устройстве насыпей расчеты ведут с учетом угла естественного откоса, равному максимальному углу, при котором неукрепленный откос находится в равновесии (не осыпается). Для песков крупных и средней крупности можно принять угол естественного откоса равным углу внутреннего трения.

1.5.5Подземные воды.