Компания ООО «ГеоЭкоСтройАнализ» профессионально занимается комплексным изучением механических свойств грунтов. Среди испытаний грунта одним из основных является метод компрессионного сжатия.
При проведении испытаний при помощи метода компрессионного сжатия наши специалисты руководствуются номами ГОСТ 12248-2010. На основании полученных данных можно определить:
— коэффициент сжимаемости;
— модуль деформации;
— структурную прочность на сжатие;
— коэффициенты вторичной и фильтрационной консолидации;
— относительное суффозионное сжатие и начальное давление суффозионного сжатия для песков засоленного типа, суглинков и супесей.
На основании полученных параметров производится расчет оснований сооружений и зданий.
Методика сжатия заключается в уплотнении грунта, при котором происходит вытеснение воздуха из порового пространства. С подобным эффектом уплотнения грунта, происходящим при его сжатии, можно сравнить возникновение динамических воздействий, связанных с погружением свай, землетрясениями и прохождением транспорта.
Компрессионным сжатием называют сжатие, при котором невозможно боковое расширение. Аналогичные нагрузки испытывают некоторые элементы конструкции основания протяженных сооружений. К подобным сооружениям можно отнести широкий спектр плотин, земляных насыпей, подпорных стен. Если рассматривать центральную часть основания земляной насыпи, то в ней грунт не может расширяться горизонтально, так как его деформация происходит в вертикальном направлении.
Дело в том, что нагрузка, которая связана с весом насыпи, является константой, и нагрузка, испытываемая каждым элементарным столбом грунта, соответствует одному и тому же весу насыпи. Если рассматривать ситуацию по краям насыпи, но там происходит уменьшение ее веса, что не соответствует условиям компрессионного сжатия.
Внешняя нагрузка оказывает различное воздействие на грунт и зависит от того, какова степень его насыщения водой. Если грунт полностью насыщен водой, это приводит к заполнению водой всего объема пор. В этом случае грунт относится к двухкомпонентным средам, и его сжатие возможно только после дренирования.
В трехкомпонентных средах, при частичном заполнении пор водой, воздухом или другим газом, можно говорить о неполном водонасыщении грунта. В водонасыщенных и не полностью водонасыщенных грунтах процесс сжатия отличается. Если проводить сжатие грунта, это не повлияет на изменение в нем объема воды.
В различных случаях можно говорить о сжатии грунта или его консолидации. При консолидации грунта происходит уменьшение объема воды в определенном объеме грунта. Это связано с отжатием или фильтрацией воды, когда на нее действует внешняя нагрузка, что приводит к уплотнению грунта.
При использовании метода компрессионного сжатия наши специалисты определяют следующие параметры:
— коэффициент сжимаемости m0;
— модули деформации Eobd и Еk для ветвей вторичного и первичного нагружения;
— коэффициенты вторичной и фильтрационной консолидации cv и са, применяемые для песков пылеватого и мелкого типа, грунтов глинистого, органо-минерального и органического типа.
Твердые частицы, содержащиеся в грунте, называются его скелетом. Можно представить себе пружину, расположенную в водяном цилиндре. Движение поршня приводит к сжатию пружины и оттоку воды. При отсутствии перемещения поршня нагрузка ложится на воду и пружину. Открытие крана приводит к началу отжатия воды, уменьшению давления в воде и увеличения давления в пружине. Величина перемещения поршня или уплотнение грунта зависит от жесткости пружины. Следовательно, от показателя жесткости грунта зависит осадка консолидации. От размера диаметра крана зависит, с какой скоростью будет отжиматься (дренировать) вода.
Эту модель грунта используют, когда хотят описать процесс консолидации в полностью водонасыщенном грунте. Если нужно описать процесс сжатия в не полностью насыщенном водой грунте, то не обойтись без учета давления воздуха, который находится в поровом пространстве.
