Компрессионные испытания. Основной закон уплотнения.

 

Компрессионные испытания образца основаны на сжатии образца грунта цилиндрической формы вертикальной нагрузкой с замером вертикальных перемещений.

 

Т.к. образец грунта не имеет бокового расширения то изменение его пористости при рi нагрузке равно:

Дельта Пi= si A/hA.

Объем твердых частий в единице объема образца равен:

M=1/(1+e0).

Разделив первое выражение на второе получим:

Дельта ei=(1+e0) si/h.

ei=e0-(1+e0) si/h

 

Построив график зависимости е от р получим компрессионную кривую, характеризующую сжимаемость грунта. Ветвь набухания ниже ветви компрессии (имеются значительные остаточные деформации). Ветвь набухания соответствует упругим деформациям грунта. Процесс набухания происходит медленно во времени.

Во многих случаях в пределах сравнительно небольших изменений давлений от природного до дополнительного (вес надземных конструкций) после возведения сооружения, компрессионная кривая грунта ненарушенной структуры сравнительно близка к секущей.

Уравнение этой прямой: еi=e0-pi*tga, tga=m0 – коэффициент сжимаемости.

Для расчета осадок удобнее пользоваться коэффициентом относительной сжимаемости m_v=m0/(1+e0).

Физический смысл – величина деформации на единицу давления.

Если продифференцировать уравнение еi=e0-pi*m0, то получим: de=-m0*dp i. Это математическое выражение закона компрессии грунт: изменение коэффициента пористости грунта прямо пропорционально изменению давления.

S= h*p*mv

Между Е и m0 и mv существует зависимость: Е = бета * (1+е0)/m0, где бета=1-2(мю^2)/(1-мю)