Структурная прочность грунта

Выше была рассмотрена деформация грунта, не обладающего структурной прочностью, т.е. уплотняющегося под действием даже небольшого давления. Такое явление обычно свойственно очень слабым грунтам.

В большинстве случаев грунты природного сложения уплотнены давлением вышележащих слоев. В некоторых случаях уплотнение произошло под действием капиллярного давления, развивавшегося при высыхании грунта, или вследствие понижения уровня грунтовых вод (снятия взвешивающего действия воды). В результате уплотнения частицы грунта сблизились и между ними образовались водно-коллоидные связи. В процессе длительного существования грунтов при определенных условиях в них дополнительно могли возникнуть хрупкие кристаллизационные связи. Суммарно эти связи придают грунту некоторую прочность, которую называют структурной прочностью грунта p _стр.

При нагрузках, не превышающих структурной прочности грунта, в нем развиваются только упругие деформации. Это наглядно проявляется при компрессионных испытаниях. Постепенное нагружение образца грунта, обладающего структурной прочностью, при малых ступенях нагрузки вызовет лишь малые по величине упругие деформации. Коэффициент пористости грунта при этом практически не меняется (начальный участок компрессионной кривой на рис. 2.3, а). По достижении нагрузкой структурной прочности начинается разрушение скелета, сопровождающееся перекомпоновкой частиц, уплотнением грунта и приводящее к уменьшению коэффициента пористости. Таким образом, структурная прочность грунта может быть определена опытным путем по характерному изменению компрессионной кривой.

Структурная прочность различных типов грунтов может изменяться в широких пределах: от 0,01...0,05 МПа для слабых водонасыщенных глинистых грунтов и до 0,15...0,20 МПа для маловлажных лёссовых грунтов. Понятие структурной прочности грунта иногда используют для ограничения мощности сжимаемой толщи под подошвой фундамента, полагая, что при напряжениях в основании, не превышающих этой величины, уплотнение грунта не происходит.

При нарушении природной структуры грунта происходит разрушение связей между частицами скелета. Если даже начальная плотность грунта нарушенной структуры будет такая же, как и грунта естественной структуры, то его уплотнение все равно начнется при самых малых нагрузках и сжимаемость будет значительно больше. Поэтому осадки сооружений на насыпных грунтах обычно превышают осадки сооружений на естественных основаниях.