Влияние водонасыщенности на показатели прочности пеiаного грунта
Дипломная работа - Геодезия и Геология
Другие дипломы по предмету Геодезия и Геология
КУРСОВАЯ РАБОТА
на тему:
"Влияние водонасыщенности на показатели прочности пеiаного грунта"
Введение
Наиболее важными характеристиками при оценке грунта являются объемный вес, зависимость пористости от давления, угол внутреннего трения и iепление. Как известно эти характеристики не могут iитаться константами, а зависят от состояния породы.
Целью работы является изучение влияния водонасыщенности на показатели прочности пеiаного грунта. В последующих главах будет проведен некоторый анализ экспериментальным материалам по сопротивлению пеiаного грунта сдвигу в воздушно-сухом и полностью водонасыщенном состоянии, полученным автором в лаборатории изучения физико-механических свойств грунтов. На конкретном примере будет рассмотрено непостоянство коэффициента трения для одной и той же породы в зависимости от ее состояния. А также построены кривые изменения этой характеристики в связи с изменением состояния грунта от воздушно-сухого к полностью водонасыщенному состоянию.
Также будет рассмотрена величина углов внутреннего трения пеiаного грунта в зависимости от его гранулометрического состава и плотности.
грунт пеiаный прочность водонасыщенность
1. Современные представления о влиянии водонасыщенности на показатели прочности пеiаного грунта
Прочность грунтов в широком смысле - это их способность сопротивляться разрушению. В инженерно-геологических целях, в первую очередь, важно знать механическую прочность грунтов, т.е. их способность сопротивляться разрушению под влиянием механических напряжений. Причем, если деформационные характеристики грунтов определяются при напряжениях, не приводящих к разрушению, то параметры прочности грунтов соответствуют критическим разрушающим напряжениям и определяются при предельных нагрузках, вызывающих либо разделение тела на части (для упругих грунтов), либо необратимое изменение формы тела в результате деформаций пластического течения (для пластичных грунтов).
Физическая природа прочности грунтов определяется силами взаимодействия между их структурными элементами - кристаллами, зернами, обломками, агрегатами, частицами и т.п., т.е. зависит от типа и особенностей структурных связей. Чем больше силы взаимодействия между структурными элементами грунта, тем выше в целом его прочность [3].
Современная научная мысль многих ученых дает определенное указание, что на устойчивость и прочность грунта в сооружении большое влияние оказывает вода, присутствующая в его порах, поэтому водопрочность грунтов наряду с другими физическими характеристиками занимает значительное место в грунтоведении.
К пеiаным грунтам принято относить грунты, которые имеют зернистое строение и между зернами которых из-за отсутствия того или иного цементирующего вещества нет сколько-нибудь значительной связности. Максимальное количество воды, которое может быть поглощено пеiаными грунтами, не превосходит объема их пор в сухом состоянии. Впитывая воду, эти грунты не расширяются (не набухают), а высыхая - не сжимаются (не дают усадки). Кроме того, отличительными свойствами пеiаных грунтов является отсутствие пластичности и некоторая способность подсасывать воду по капиллярам.
Физико-механическое взаимодействие поровой воды с поверхностью частиц не оказывает сколько-нибудь заметного влияния на свойства сыпучих грунтов. Вследствие весьма значительного удельного давления в точках контакта жестких пеiаных частиц, раздавливающего пленку рыхлосвязанной воды, последняя, по-видимому, не играет сколько-нибудь существенной роли в механических свойствах песка [4].
В пеiаных грунтах роль воды, заполняющей поры, ничтожна из-за их большой водопропускной способности. Вода, заполняющая поры, свободно уходит при сжатии и не оказывает никакого влияния на стабилизацию деформаций. Огромное влияние на прочностные свойства этих грунтов оказывает их плотность сложения (пористость). С точки зрения гидрофизических свойств поведение грунтовой массы пылеватого пеiаного грунта значительно отличается от поведения среднезернистого песка. Объясняется это тем, что в первом случае из-за больших размеров пор грунта излишняя вода при сжатии вытесняется сейчас же, почти независимо от толщины обжимаемого слоя. В пылеватом же грунте процесс вытеснения воды проходит медленно и находится в определенной зависимости от толщины обжимаемого слоя. Это свидетельствует о том, что нагрузка в крупнодисперсной грунтовой массе сразу же воспринимается твердой фазой, иначе говоря, реакция возникает только в скелете, тогда как в мелкодисперсной грунтовой массе нагрузка в первый момент воспринимается водой и только по мере ее вытеснения постепенно передается скелету [1]. Коэффициент фильтрации пылеватых песков обычно не превышает 1 м/сут, мелко-, средне- и крупнозернистых - 40-50 м/сут. Водоотдача пеiаных грунтов также определяется в основном гранулометрическим составом и характером сложения. Коэффициент водоотдачи среднезернистых песков 0,20-0,25, мелкозернистых 0,15-0,20, пылеватых песков и супесей легких 0,10-0,15. Изменение степени водонасыщения пеiаных грунтов естественной влажности мало сказывается на величине сжимаемости грунтов. Увлажнение же воздушно-сухих песков сопровождается быстрой дополнительной деформацией (просадкой)