13. Влагоемкость и водопроницаемость. Водопоглащение и водонасыщение.

Влагоемкость- способность вмещать и удерживать в себе определенное количество воды при возможности свободного ее вытеснения под действием силы тяжести.

По степени влагоемкости грунты делятся:

1. очень влагоемкие (торф, глина, суглинок)

2. слабоемкие (супеси, мелкозернистые пески)

3. не влагоемкие (скальные грунты, крупнозернистые пески)

Различают влагоемкость:

1. капиллярная, характеризуется влажностью грунта, соответствующую полному заполнению капиллярных пар водой.

2. максимальная молекулярная влагоемкость- максимальная количество пленочной воды удерживаемой грунтом.

3. гигроскопическая влагоемкость- количество воды поглощаемой грунтом с выделением тепла.

Водопроницаемость грунта называется его способность пропускать через свою толщу воду. Характеризуется коэффициентом фильтрации.

м/cум

Кф10- коэффициент фильтрации при t=10°

864- переводной коэффициент из см в секунду в метрах, в сутки

h- высота образца

Т=0,7+0,03Тф- температурная поправка

S- наблюдаемое падение воды в пьезаметре

Но- начальный напор

- безразмерный коэффициент, определяемый по таблице

Водопоглощение- способность грунта поглощать и удерживать воду при обычных условиях.

Водонасыщение- способность грунта максимально поглощать воду при вакууме или под давлением.

Отношение величины водопоглащения к величине водонасыщения называется коэффициентом водонасыщения.

14. Критические нагрузки на грунт.

Фазы работы грунта под нагрузкой:

Рис

1-ая фаза – фаза уплотнения, работа грунта происходит в условиях обеспеченной плотности.

2-ая фаза – фаза местных сдвигов, при дальнейшем увеличении нагрузки начинается прогрессирующее нарастание осадки, а в краевых зонах – локальное нарушение прочности грунта.

При слиянии этих зон с дальнейшим увеличением давлении образуется уплотнённое ядро. нагрузка, соответствующая 1-ой и 2-ой фазам называется критической.

3-я фаза – фаза выпирания, при достижении Р₅=Р_ПР наступает предельная критическая нагрузка при которой преобладает сдвигающее напряжение τ. Уплотнённое ядро раздвигает окружающий грунт, образуется поверхность скольжения, по которой грунт смещается и происходит выпирание грунта из-под нагруженной площадки, сопровождающее её резким погружением.

Критическое и предельное давление

Рис

Начальное критическое давление: формула Пузыревского:

- пригрузка от слоя грунта с объёмным весом и высотойh расположенного выше плоскости приложения нагрузки.

Начальное критическое давление – нагрузка такой интенсивности, при которой заканчивается процесс уплотнения грунта, и начинает формироваться упругое ядро и площадки сдвига.

Касательное и нормальное напряжение для появляющихся площадок сдвига связаны условием предельного равновесия.

Для идеально связных грунтов

Эта формула используется для определения давления для глинистых грунтов с малым углом внутреннего трения   5  7

Предельное критическое давление характеризуется таким состоянием грунтов основания, при котором полностью заканчивается развитие областей предельного равновесия.

Сопротивление сдвигу и несущая способность грунта в зонах предельного равновесия в этот момент достигает предельного значения.

Для решения этой задачи используют приближенный прием. Он заключается в том, что задаются такими очертаниями поверхности скольжения, которые практически совпадают с точными. Получают их из результатов численного решения системы дифиренциальных уравнений предельного равновесия.

, гдеA, B, C – функции угла внутреннего трения, которые берутся из таблиц, q – удельное давление пригрузки, r – радиус площадки.

На основе решения плоской задачи теории предельного равновесия получены выражения для предельной критической нагрузки:

1. для полосообразной нагрузки при связном грунте основания и отсутствии пригрузки, при

2. для полосообразной нагрузки при связном грунте основания и небольшой пригрузки, при

3. для полосообразной нагрузки при сыпучем грунте основания и небольшой пригрузки h/b < 0.5, , при

Значение безразмерных коэффициентов иберутся из таблиц.