Ιζηματογενή εδάφη: τύποι και χαρακτηριστικά. Μέθοδος για τον προσδιορισμό της πυκνότητας του εδάφους

Πότε σχεδιασμός θεμελίων για κτίρια και κατασκευές υπάρχουν πολλοί παράγοντες που πρέπει να ληφθούν υπόψη. Ιδιαίτερη προσοχή πρέπει να δοθεί στη σύνθεση και τη δομή του εδάφους. Μερικοί από τους τύπους του είναι ικανοί να χαλαρώσουν όταν η υγρασία αυξάνεται σε τάση με το δικό του βάρος ή από ένα εξωτερικό φορτίο. Εξ ου και το όνομα αυτών εδάφη - "καθίζηση"Ας εξετάσουμε περαιτέρω τα χαρακτηριστικά τους.

Τύποι

Αυτή η κατηγορία περιλαμβάνει:

• Λόσε εδάφη (suspsi και loess).
• Άργιλοι και άργιλος.
• Ξεχωριστοί τύποι επικαλύψεων υπερχείλισης και αργιλίου.
• Απορρίμματα μαζικής παραγωγής. Περιλαμβάνουν, ειδικότερα, την τέφρα, τη σκόνη σχάρας.
• Σκόνη λασπώδη εδάφη με υψηλή δομική αντοχή.

Ειδικότητα

Στο αρχικό στάδιο οργάνωση της κατασκευής Είναι απαραίτητο να διεξαχθεί μια μελέτη της σύνθεσης του εδάφους της περιοχής για τον εντοπισμό πιθανών παραμορφώσεις. Η εμφάνισή τους καθορίζεται από τα χαρακτηριστικά της διαδικασίαςτο σχηματισμό του εδάφους. Τα στρώματα είναι σε ανεπαρκώς συμπιεσμένη κατάσταση. Στο έδαφος loess μια τέτοια κατάσταση μπορεί να επιμείνει για τη διάρκεια της ύπαρξής της.

Η αύξηση του φορτίου και της υγρασίας προκαλεί, όπωςκανόνας, επιπλέον συμπίεση στα κατώτερα στρώματα. Ωστόσο, δεδομένου ότι η παραμόρφωση θα εξαρτηθεί από τη δύναμη της εξωτερικής δράσης, θα διατηρηθεί η ανεπαρκής συμπαγεια των στρωμάτων σε σχέση με την εξωτερική πίεση που υπερβαίνει τις τάσεις της δικής της μάζας.

Η πιθανότητα στερέωσης αδύναμων εδαφών προσδιορίζεται σε εργαστηριακές δοκιμές με την αναλογία της μείωσης της αντοχής στην υγρασία στην τιμή της πραγματικής πίεσης.

Ιδιότητες

Εκτός από την έλλειψη συμπύκνωσης, τα εδάφη καθίζησης χαρακτηρίζονται από χαμηλή φυσική υγρασία, λιπαρή σύνθεση, υψηλή δομική αντοχή.

Σώνοντας το έδαφος με νερό στις νότιες περιοχές, όπωςο κανόνας είναι 0,04-0,12. Στις περιοχές της Σιβηρίας, η μέση ζώνη κυμαίνεται από 0,12-0,20. Ο βαθμός υγρασίας στην πρώτη περίπτωση είναι 0,1-0,3, στη δεύτερη - 0,3-0,6.

Δομική αντοχή

Προκαλείται κυρίως από συμπλέκτη τσιμεντοποίησης. Όσο περισσότερη υγρασία εισέρχεται στο έδαφος, τόσο μικρότερη είναι η αντοχή.

Τα αποτελέσματα των μελετών έδειξαν ότι είναι λεπτάΟι μεμβράνες νερού έχουν μια σφήνα επίδραση στις ραφές. Λειτουργούν ως λιπαντικά, διευκολύνουν την ολίσθηση των σωματιδίων εδάφους με καθίζηση. Οι ταινίες παρέχουν μια πιο πυκνή τοποθέτηση στρωμάτων υπό εξωτερική επιρροή.

Αντοχή του κορεσμένου με υγρασία έδαφος υποβάθμισης καθορίζεται από την επίδραση της δύναμης της μοριακής έλξης. Αυτή η τιμή εξαρτάται από τον βαθμό πυκνότητας και τη σύνθεση της γης.

Χαρακτηριστικά της διαδικασίας

Η πρόοδος είναι πολύπλοκη φυσικοχημικήδιαδικασία. Εκδηλώνεται με τη μορφή συμπύκνωσης εδάφους λόγω μετατόπισης και πιο συμπαγής (συμπαγής) συσκευασία σωματιδίων και συσσωματωμάτων. Εξαιτίας αυτού, το συνολικό πορώδες των στρωμάτων μειώνεται σε μία κατάσταση που αντιστοιχεί στο επίπεδο της ενεργού πίεσης.

Η αύξηση της πυκνότητας οδηγεί σε κάποια μεταβολή των επιμέρους χαρακτηριστικών. Στη συνέχεια, υπό την επίδραση της πίεσης, η σφραγίδα συνεχίζεται, συνεπώς, η δύναμη συνεχίζει επίσης να αυξάνεται.

Συνθήκες

Για να δημιουργήσετε μια ανάληψη, χρειάζεστε:

• Φορτίο από τη θεμελίωση ή από τη μάζα, η οποία, όταν είναι βρεγμένη, θα ξεπεράσει τις δυνάμεις δέσμευσης των σωματιδίων.
• Επαρκές επίπεδο υγρασίας. Βοηθάει στη μείωση της αντοχής.

Αυτοί οι παράγοντες πρέπει να συνεργαστούν.

Η υγρασία καθορίζει τη διάρκεια παραμόρφωσης έδαφος υποβάθμισης. Κατά κανόνα, συμβαίνει σε σχετικά σύντομο χρονικό διάστημα. Αυτό οφείλεται στην παρουσία γης κυρίως σε κατάσταση χαμηλής αλατότητας.

Η παραμόρφωση στην κορεσμένη με νερό κατάσταση διαρκεί περισσότερο, διότι το νερό φιλτράρεται μέσω του εδάφους.

Μέθοδοι για τον προσδιορισμό της πυκνότητας του εδάφους

Η σχετική καθίζηση προσδιορίζεται από τα δείγματα της μη διαταραγμένης δομής. Για αυτό, χρησιμοποιείται μια συσκευή συμπίεσης - πυκνόμετρο για το έδαφος. Οι ακόλουθες μέθοδοι χρησιμοποιούνται στη μελέτη:

• Μια καμπύλη με την ανάλυση ενός δείγματος και τουαπορροφώντας το τελικό φορτίο. Με τη βοήθεια αυτής της μεθόδου είναι δυνατόν να προσδιοριστεί η συμπιεστότητα του εδάφους σε δεδομένη ή φυσική περιεκτικότητα σε υγρασία, καθώς και η σχετική τάση προς την παραμόρφωση υπό ορισμένη πίεση.
• Δύο καμπύλες με δοκιμή 2 δειγμάτων με ίσεςβαθμός πυκνότητας. Η μία διερευνάται με φυσική υγρασία, η δεύτερη - σε κορεσμένη κατάσταση. Αυτή η μέθοδος καθιστά δυνατό τον προσδιορισμό της συμπιεστότητας σε πλήρη και φυσική υγρασία, τη σχετική τάση παραμόρφωσης όταν το φορτίο κυμαίνεται από το μηδέν μέχρι το τελικό.
• Συνδυασμένη. Αυτή η μέθοδος είναι ένας τροποποιημένος συνδυασμός των δύο προηγούμενων. Η δοκιμή διεξάγεται στο ίδιο δείγμα. Αρχικά εξετάζεται σε φυσική κατάσταση μέχρι μία πίεση 0,1 MPa. Χρησιμοποιώντας τη συνδυασμένη μέθοδο, μπορείτε να αναλύσετε τις ίδιες ιδιότητες με τη μέθοδο των 2 καμπυλών.

Σημαντικά σημεία

Κατά τη διάρκεια των δοκιμών στο πυκνόμετρα για το έδαφος όταν χρησιμοποιείτε οποιοδήποτε από τα παραπάνωείναι απαραίτητο να ληφθεί υπόψη ότι τα αποτελέσματα των μελετών διαφέρουν σημαντικά όσον αφορά τη μεταβλητότητα τους. Από την άποψη αυτή, ορισμένοι δείκτες, ακόμη και όταν δοκιμάζουν ένα δείγμα, μπορεί να διαφέρουν σε 1,5-3 και σε μερικές περιπτώσεις σε 5 φορές.

Τέτοιες σημαντικές διακυμάνσεις συνδέονται με ένα μικρότο μέγεθος των δειγμάτων, την ετερογένεια του υλικού λόγω ανθρακικού και άλλων εγκλεισμάτων ή την παρουσία μεγάλων πόρων. Η σημασία για τα αποτελέσματα έχει επίσης αναπόφευκτα λάθη στη μελέτη.

Παράγοντες επιρροής

Κατά τη διάρκεια πολυάριθμων μελετών διαπιστώθηκε ότι ο δείκτης της τάσης του εδάφους σε καθίζηση εξαρτάται κυρίως από:

• Πίεση.
• Βαθμοί πυκνότητας εδάφους με φυσική ενυδάτωση.
• Σύνθεση έδαφος υποβάθμισης.
• Επίπεδο αύξησης της υγρασίας.

Η εξάρτηση φορτίου αντικατοπτρίζεται στην καμπύλη, από τοη οποία, με την αύξηση του δείκτη, η σχετική τάση για αλλαγή αρχικά φτάνει επίσης στη μέγιστη τιμή της. Με επακόλουθη αύξηση της πίεσης, αρχίζει να πλησιάζει το μηδενικό σημάδι.

Κατά κανόνα, για αμμώδεις αργιλοπυριτικές κηλίδες, κροκίδες, κροκίδες, η πίεση είναι 0,2-0,5 MPa, και για τις άργιλοι loess 0,4-0,6 MPa.

Η εξάρτηση προκαλείται από το γεγονός ότι κατά τη διαδικασία φόρτωσηςη υποβάθμιση του εδάφους με φυσικό κορεσμό σε ένα ορισμένο επίπεδο αρχίζει την καταστροφή της δομής. Υπάρχει μια αιχμηρή συστολή χωρίς αλλαγή του κορεσμού του νερού. Η παραμόρφωση κατά μήκος της αύξησης της πίεσης θα συνεχιστεί μέχρις ότου το στρώμα φθάσει στην εξαιρετικά πυκνή του κατάσταση.

Εξάρτηση από τη σύνθεση του εδάφους

Εκφράζεται στο γεγονός ότι με την αύξηση του αριθμούπλαστικότητα, ο δείκτης σχετικής τάσης προς την παραμόρφωση μειώνεται. Με απλά λόγια, ένας υψηλότερος βαθμός δομικής μεταβλητότητας είναι χαρακτηριστικός των υπόθετων, ένας μικρότερος βαθμός για τον πηλό. Φυσικά, για την εκπλήρωση αυτού του κανόνα, οι άλλες προϋποθέσεις πρέπει να είναι ίσες.

Αρχική πίεση

Πότε σχεδιασμός θεμελίων για κτίρια και κατασκευές υπολογισμός των δομικών φορτίων σεέδαφος. Σε αυτή την περίπτωση, προσδιορίζεται η αρχική (ελάχιστη) πίεση, στην οποία η παραμόρφωση αρχίζει με πλήρη κορεσμό με νερό. Παραβιάζει τη φυσική δομική αντοχή του εδάφους. Αυτό οδηγεί στο γεγονός ότι παραβιάζεται η διαδικασία της κανονικής συμπίεσης. Αυτές οι αλλαγές, με τη σειρά τους, συνοδεύονται από αναδιάρθρωση της δομής και εντατική συμπύκνωση.

Λαμβάνοντας υπόψη τα ανωτέρω, φαίνεται ότιΚατά τη διάρκεια της φάσης σχεδιασμού, η αρχική πίεση πρέπει να ληφθεί κοντά στο μηδέν στην οργάνωση της κατασκευής. Ωστόσο, στην πράξη αυτό δεν συμβαίνει. Η καθορισμένη παράμετρος πρέπει να χρησιμοποιείται με τέτοιο τρόπο ώστε το πάχος να λαμβάνεται υπόψη από τους γενικούς κανόνες μη συρρίκνωσης.

Ανάθεση του δείκτη

Η αρχική πίεση χρησιμοποιείται στην ανάπτυξη των έργων θεμελιώσεις σε έδαφος υποβάθμισης για τον προσδιορισμό:

• Το φορτίο σχεδιασμού στο οποίο δεν θα υπάρξει αλλαγή.
• Το μέγεθος της ζώνης εντός του οποίου θα υπάρχει σφραγίδα από τη μάζα του ιδρύματος.
• Το απαιτούμενο βάθος της παραμόρφωσης του εδάφους ή το πάχος του μαξιλαριού εδάφους, εξαλείφοντας εντελώς την παραμόρφωση.
• Βάθος, από το οποίο αρχίζουν οι αλλαγές από τη μάζα του εδάφους.

Αρχική υγρασία

Ονομάζεται ένδειξη, στην οποία το έδαφος σε μια κατάσταση έντασης αρχίζει να βυθίζεται. Σχετική τιμή 0,01 λαμβάνεται ως η κανονική τιμή για τον προσδιορισμό της αρχικής υγρασίας.

Η μέθοδος για τον προσδιορισμό της παραμέτρου βασίζεται σε εργαστηριακές δοκιμές συμπίεσης. Για τη μελέτη, απαιτούνται 4-6 δείγματα. Χρησιμοποιείται η μέθοδος δύο καμπυλών.

Ένα δείγμα ελέγχεται σε φυσική υγρασία με φόρτωση μέχρι τη μέγιστη πίεση σε ξεχωριστά στάδια. Με αυτό, το έδαφος είναι εμποτισμένο μέχρι να σταθεροποιηθεί η καθίζηση.

Το δεύτερο δείγμα πρώτα κορεσμένο με νερό και κατόπιν, υπό συνεχή διαβροχή, φορτώνεται στην οριακή πίεση με τα ίδια στάδια.

Η υγρασία άλλων δειγμάτων διεξάγεται μέχριδείκτες που διαιρούν το όριο υγρασίας από τον αρχικό έως τον πλήρη κορεσμό του νερού σε σχετικά ίσα διαστήματα. Στη συνέχεια εξετάζονται σε συσκευές συμπίεσης.

Η αύξηση επιτυγχάνεται με χύσιμο στα δείγματα του εκτιμώμενου όγκου νερού με περαιτέρω έκθεση για 1-3 ημέρες για να σταθεροποιηθεί το επίπεδο κορεσμού.

Χαρακτηριστικά παραμόρφωσης

Η συμπιεστότητα και οι παράγοντες μεταβλητότητας, το μέτρο παραμόρφωσης και η σχετική συμπίεση ενεργούν όπως αυτές.

Η υπομονάδα παραμόρφωσης χρησιμοποιείται για τον υπολογισμόπιθανές παραμέτρους καθίζησης του υπογείου και της ανομοιότητάς τους. Κατά κανόνα, καθορίζεται στον τομέα. Για να γίνει αυτό, τα δείγματα εδάφους υποβάλλονται σε στατικά φορτία. Η τιμή του μέτρου καταπόνησης επηρεάζεται από την υγρασία, το επίπεδο πυκνότητας, τη δομική συνδεσιμότητα και την αντοχή του εδάφους.

Με την αύξηση της μάζας του εδάφους, αυτός ο δείκτης αυξάνεται, με μεγαλύτερο κορεσμό από το νερό μειώνεται.

Συντελεστής μεταβλητότητας της συμπιεστότητας

Ορίζεται ως η αναλογία της ικανότητας σύσφιξης με σταθερά ή φυσικά χαρακτηριστικά υγρασίας και εδάφους στην κατάσταση κορεσμού με νερό.

Σύγκριση των συντελεστών που λαμβάνονται μεπεδίου και εργαστηριακών μελετών, δείχνει ότι η διαφορά μεταξύ τους είναι ασήμαντη. Είναι στην περιοχή 0,65-2 φορές. Ως εκ τούτου, για πρακτική χρήση αρκεί να καθοριστούν οι δείκτες στο εργαστήριο.

Ο συντελεστής μεταβλητότητας εξαρτάται κυρίως απόαπό την πίεση, την υγρασία, το επίπεδο της αύξησής του. Με την αυξανόμενη πίεση, ο δείκτης αυξάνεται, με την αύξηση της φυσικής υγρασίας - μειώνεται. Όταν είναι πλήρως κορεσμένο με νερό, ο συντελεστής προσεγγίζει 1.

Χαρακτηριστικά αντοχής

Είναι η γωνία της εσωτερικής τριβής και της συγκεκριμένηςσυμπλέκτη. Εξαρτάται από τη δομική αντοχή, το επίπεδο κορεσμού του νερού και (σε ​​μικρότερο βαθμό) από την πυκνότητα. Με την αύξηση της υγρασίας, η πρόσφυση μειώνεται 2-10 φορές και η γωνία μειώνεται κατά 1,05-1,2. Με αύξηση της δομικής αντοχής, βελτιώνεται η πρόσφυση.

Τύποι εδάφη καθίζησης

Υπάρχουν 2:

1. Η μείωση πραγματοποιείται κυρίως εντόςπαραμορφώσιμη ζώνη βάσης υπό την επίδραση του φορτίου θεμελίωσης ή άλλου εξωτερικού παράγοντα. Ταυτόχρονα, η παραμόρφωση από το βάρος της είναι σχεδόν απουσία ή όχι μεγαλύτερη από 5 cm.
2. Είναι δυνατή η καθίζηση του εδάφους από τη μάζα του. Εμφανίζεται κυρίως στο κατώτερο στρώμα του πάχους και υπερβαίνει τα 5 cm. Υπό την επίδραση εξωτερικού φορτίου, η καθίζηση μπορεί να συμβεί και στο ανώτερο τμήμα εντός των ορίων της παραμορφωμένης ζώνης.

Ο τύπος της αναλήψεως χρησιμοποιείται για την εκτίμηση των συνθηκών κατασκευής, της ανάπτυξης δραστηριοτήτων κατά της φύτευσης, του σχεδιασμού των εκτάσεων, της ίδρυσης, του ίδιου του κτηρίου.

Πρόσθετες πληροφορίες

Η πτώση μπορεί να συμβεί σε οποιοδήποτε στάδιο ανέγερσης ή λειτουργίας της δομής. Μπορεί να εμφανιστεί μετά την αύξηση της αρχικής υγρασίας καθίζησης.

Με έκτακτη εμβάπτιση, το έδαφος πέφτει μέσα στα όρια της παραμορφωμένης ζώνης αρκετά γρήγορα - μέσα σε 1-5 cm / ημέρα. Μετά την διακοπή της πρόσληψης υγρασίας μετά από μερικές ημέρες, η καθίζηση σταθεροποιείται.

Εάν η αρχική εμβάπτιση πραγματοποιήθηκε εντός των ορίωντμήματα της ζώνης παραμόρφωσης, με κάθε επακόλουθο κορεσμό του νερού, η καθίζηση θα συμβεί μέχρις ότου η όλη ζώνη ενυδατωθεί εντελώς. Συνεπώς, θα αυξηθεί με την αύξηση του φορτίου στο έδαφος.

Με εντατική και συνεχή εμβάπτισηη καθίζηση εξαρτάται από την προς τα κάτω κίνηση της στιβάδας υγρασίας και τον σχηματισμό της ζώνης που είναι κορεσμένη με νερό. Στην περίπτωση αυτή, η καθίζηση θα ξεκινήσει μόλις το μέτωπο υγρασίας φθάσει στο βάθος στο οποίο το έδαφος πέφτει από το βάρος του.