Способы определения модуля деформации грунта (с помощью компрессионной кривой, испытанием статической нагрузкой, при помощи прессиометра)

Определение модуля деформации грунта

В качестве деформационной характеристики грунта часто используют модуль общей деформации E0, характеризующий остаточные и упругие деформации. Его определяют различными методами, в т. ч. по компрессионной кривой, испытанием грунта статической нагрузкой, с помощью прессиометров, а также по простейшим физическим характеристикам грунта.
Определение модуля деформации грунта с помощью компрессионной кривой. Модуль деформации грунта находят, используя обычное выражение для вертикальной относительной деформации при объемном сжатии, аналогичное выражений (2.6'):

(2.11)
В соответствии с формулой (2.4') вертикальная относительная деформация может быть определена также из выражения
εz = si / h = mv p
Приравняв правые части этих равенств с учетом, что σx = σy = р, и согласно выражению (2.7), σx = σy = pv/(l — v), получим

Если обозначить

(2.12)
то

(2.13)
Применение формул (2.13) возможно, когда известно достаточно точное значение v или β, конечно, если эти величины постоянны. Использование табличных значений v и β может приводить к существенным ошибкам. Поэтому при компрессионных испытаниях без крайней необходимости к модулю деформации переходить не рекомендуется.
Исследованиями Е. И. Медкова доказано, что v, а следовательно, и β являются для сравнительно плотных грунтов функциями давления. Для слабых грунтов эти величины часто допускается принимать постоянными (в инженерных расчетах принимаются постоянными для всех грунтов).
Значение модуля деформации грунта, найденное с помощью компрессионной кривой, нередко отличается от действительного. Это обусловлено следующими причинами. Извлечение образца грунта из скважины или шурфа для проведения компрессионных испытаний неизбежно сопровождается уменьшением напряжений в скелете образца грунта (снятие природного давления) и снижением до нуля давления в поровой воде (при отборе образца грунта ниже уровня подземных вод). Изменение напряжений в скелете грунта и поровой воде вызывает увеличение объема образца грунта. В грунтах, обладающих относительно большой структурной прочностью, увеличение объема образца грунта может ограничиваться возникновением упругих деформаций расширения. Однако в большинстве случаев при извлечении образцов из скважин ниже уровня подземных вод происходит частичное или полное разрушение структурных связей, действовавших в грунте, вследствие возрастания объема пузырьков воздуха или газов, заключенных в порах грунта.
Действительно, при уменьшении давления в поровой воде объем пузырьков воздуха (газа) существенно увеличивается, что приводит к развитию напряжений растяжения в скелете грунта. При этом связи малой прочности между частицами грунта разрушаются. Таким образом, нередко компрессионные испытания проводятся с образцами частично нарушенной, а не природной структуры, что сказывается на результатах компрессионных испытаний и может привести к получению заниженных значений модуля деформации грунта. По указанной причине для определения характеристики деформируемости грунта (модуля деформации грунта) строители давно применяют испытания грунтов статической нагрузкой.

13. Водонепроницаемость грунтов? Закон Ламинарной фильтрации?

Водопроницаемость грунтов — способность водонасыщенных грунтов пропускать сквозь себя воду за счёт градиента напора. Связана с одним из важнейших процессов массопереноса в грунтах — фильтрацией воды (или иных жидкостей), изучаемой в инженерной геологии и гидрогеологии.