Лекция № 5.
Особенности структурно-неустойчивых оснований
А. Особенности просадочных, макропористых грунтов.
Просадкам подвержены лёссы и многие разновидности лёссовидных пород.
Около 15% территории РОССИИ занято примерно такими грунтами. Украина, Закавказье, Забайкалье, Китай – имеют на карте жёлтый цвет – цвет лёсса.
    Гипотеза происхождения лёсса:
растительность
      ветер е2
      е1
Со временем растительность сгнивает, вода испаряется, а соли остаются.
|
соли – жесткие соединения
связи в грунте
|
В результате грунты оказываются недоуплотненными с наличием большого количества макропор.
Эта особенность лёсса, влияет на его строительные свойства, возникает возможность возникновения просадки.
|
В практике строительства были случаи, когда здания существовали много лет и затем внезапно начинали разрушаться. Причина замачивание лесса и отсюда его просадка.
Пример: Церковь постройки ХII века
В сухом состоянии вся система находится в равновесии и выдерживает нагрузку 2-3 кг/см2 (0,2…0,3 МПа)
При замачивании вода разрывает связи между минеральными частицами:
- Известь (соли Са) растворяется
- глина увлажняется
- толстые пленки воды оказывают расклинивающие действие
вода
В результате минеральные частицы падают в крупные поры, и грунт превращается в обычный суглинок с дальнейшим развитием просадки.
Просадками называется местные быстро протекающие вертикальные деформации грунта, обусловленные резким коренным нарушением структуры.
|
е 
Р
|
Компрессионная кривая для лёссового грунта, разрушение пор при Wест. (грунт обладает определенной структурной прочностью)
|
|
|
|
|
        замачивание (насыщ. пор водой)
е
h p
 h h езамач.
hp´
h Р Р
|
Просадочность грунтов оценивается коэф. относительной просадочности


При пр. > 0,01 – грунт считается просадочным.
|
Б. Некоторые свойства мерзлых грунтов.
|
|
» 48% территории РОССИИ имеет вечно мерзлые грунты
|
Состав мерзлого грунта = мин. част.+ вода + лёд + воздух
Мёрзлый грунт может находиться в трех стадиях:
1. замерзание
2. мёрзлое состояние
3. оттаивание
Свойства их различны!
В 1930 г. Цытович Н.А. – первые опыты по мёрзлым грунтам.
1. Замерзание.
|
+ toC
t нач. замерз.
время
- toC
|
Опыты Нерсесовой.
Явление переохлаждения и образование мгновенных кристаллов льда – выделяется примерно 80 кал. теплоты.
|
                 Глинистые грунты
свободная вода
t=-1oC
t=-2oC
t=-4oC
|
Промерзание
t=-1oC лёд
+ + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + +
+ + + + + + + + + + + +
- 2оС
Даже при – 60оС в грунте может оставаться не замерзшая вода
|
Wнез
глина
суглин
супесь
песок
toC
|
Связанная (не замерзшая вода) находится в динамическом равновесии с температурой, т.е. её количество изменяется с изменением температуры.
|
Миграция воды в замерзающих грунтах.
Пучение замерзающих грунтов.
Миграция – передвижение воды в замерзающем грунте.
Пучение – увеличение объёма грунта при его замерзании.
|
hпуч.
 глин. грунт
 песок
время
(-t° c)
|
Пучинистый грунт
Непучинистый грунт
|
2.Мёрзлое состояние
Лёд – цемент – прочность его значительна, но свойства его не стабильны и зависят от температуры.

R = f (toC) i = - льдистость
Wc – суммарная влажность мёрзлого грунта;
Wнез. – влажность за счёт незамерзшей воды.

i = 0 – тал. грунт 
i = 1 – вся вода замёрзшая (песок)
Противоречие между проектировщиками и строителями
 i 1 i 0
3.Оттаивание
Песчаный грунт изменений не претерпевает.

Глинистый грунт

 Мерзлый Талый
  вода
    лед При оттаивании теряет
     W+Wмиг. монолитность
|
е от. от. от. мерзл. грунт
Р
компр. осадка
талого грунта
|
Уменьшается  , С, Ео – происходит ухудшение свойств грунтов
еот
– относительная просадка при оттаивании
|
   еот = Ао + moP
Ао
– коэффициент оттаивания - опред. опытным путем mo – коэффициент сжимаемости при оттаивании
|