Раздел 3. Основные закономерности сопротивления грунтов действию внешних нагрузок, механические свойства грунтов

Основные термины и понятия:

Механика грунтов; коэффициент сжимаемости; модуль общей деформации;коэффициент фильтрации; угол внутреннего трения; сцепление.

Основные обозначения:

СП – своды правил; СНиП – строительные нормы и правила; ГОСТ – государственный стандарт.

Глоссарий к разделу дисциплины

Горизонтальные перемещения – деформации, связанные с действием горизонтальных нагрузок на основание (фундаменты распорных систем, подпорные стены и т. д.) или со значительными вертикальными перемещениями поверхности при оседаниях, просадках грунтов от собственного веса и т. п.

Деформируемость грунтов проявляется в изменении формы и объема при воздействии внешних усилий, не приводящих к разрушению. Зависит от вида грунта, его структуры, пористости, состава, влажности.

Закон ламинарной фильтрацииДарси –скорость фильтрации поровой воды прямо пропорциональна градиенту гидравлического напора.

Закон сопротивления сдвигу –предельное сопротивление грунтов сдвигу есть функция первой степени нормального напряжения.

Закон уплотнения грунта можно сформулировать следующим образом: изменение коэффициента пористости прямо пропорционально изменению давления.

Коэффициент Пуассона (бокового расширения грунта), одна из физических характеристик материала упругого тела, равная отношению абсолютных значений относительной поперечной деформации элемента тела _x к его относительной продольной деформации _z, взятое с обратным знаком, вслучае, если действуют только вертикальные напряжения _z.

Механические свойства грунтов – свойства грунтов, которые характеризуют их поведение под нагрузкой.

Модуль деформации грунта – одна из величин, характеризующих сжимаемость грунта, учитывает как упругие, так и остаточные деформации грунта. 

Прочность –степень сопротивления грунта разрушающему воздействию на него внешних сил.

Сдвиг – процесс изменения расположения частиц грунта под действием внешних сил.

Сжимаемость грунтов обусловливается изменением их пористости вследствие переупаковки частиц, ползучестью водных оболочек, вытеснением воды из пор грунта. Сжатие полностью водонасыщенных грунтов возможно только при условии вытеснения воды из пор грунта.

 

Методические рекомендации для студента по изучению раздела

Цель: изучение основных механических законов и свойств грунтов.

Учебные вопросы: условия работы грунтов в массиве. Основные законы и свойства, механические характеристики. Закон уплотнения, сжимаемость грунта. Компрессионная зависимость, компрессионные испытания. Коэффициент сжимаемости, модуль деформации грунта. Закон сопротивления сдвигу для различных грунтов, характерные зависимости. Угол внутреннего трения и угол естественного откоса, трение и сцепление. Закон ламинарной фильтрации, водопроницаемость и фильтрационные свойства. Гидравлический градиент, коэффициент фильтрации. Влияние подземных вод на строительные свойства грунтов и на фундаменты. Влияние физических и механических характеристик на строительные свойства грунтов.

Изучив данныйраздел, студент должен:

знать:

· основные механические характеристики грунта (деформационные, фильтрационные и прочностные);

· закономерности уплотнения и разуплотнения массива грунта;

· закономерности сопротивления грунтов сдвигу;

· закономерности водопроницаемости грунтов;

· характер влияния грунтовых вод, а также физических и механических характеристик на свойства грунтов;

уметь:

· проводить лабораторные испытания грунта;

· определять основные механические характеристики грунта;

· строить характерные зависимости механических свойств грунта.

При освоении раздела необходимо:

· изучить учебный материал раздела 3;

· акцентировать внимание на основных понятиях и терминах этогораздела;

· выполнить тест по разделу3;

· выполнить лабораторные работы №4, №5;

· изучить задачи и решения к лабораторным работам №4–5;

· ответить на вопросы для самоконтроля.