Что такое сжимаемость и консолидация грунта? - Строительство и ремонт

Сжимаемость
определяется как способность почвы уменьшать свой объем под воздействием
механических нагрузок, в то время как консолидация – это сжатие насыщенного
почвы под постоянным давлением и происходит в результате вытеснения воды
из почвенных пустот. Сжимаемость и консолидация грунта являются важнейшими
параметры, необходимые при проектировании.

Консолидация грунта делится на три стадии, включая начальную, первичную и вторичную консолидацию. Консолидация грунта зависит от времени, и ее анализ обычно основан на теории Терзаги.

Важно
знать скорость консолидации, а также общую консолидацию, которую следует ожидать
для проектирования сооружений. Таким образом, проектировщик сможет
установить необходимые меры предосторожности и проектные соображения, чтобы удержать оседание
до допустимого предела, иначе желание использовать конструкцию может быть нарушено
и срок службы конструкции может быть сокращен.

Сжимаемость
почвы

Когда почвенный массив подвергается сжимающему усилию, его объем уменьшается, т.е. происходит оседание. Свойство почвы, благодаря которому происходит уменьшение объема под действием сжимающей силы, известно как сжимаемость почвы.

Сжатие грунта может происходить из-за сжатия твердых частиц и воды в пустотах, сжатия и вытеснения воздуха в пустотах, вытеснения воды в пустотах.

Сжимаемость почвы

Консолидация почвы

Сжатие
насыщенного грунта под постоянным статическим давлением называется консолидацией.
полностью за счет вытеснения воды из пустот. Консолидация обычно
относится к мелкозернистым почвам, таким как ил и глина.

Крупнозернистые почвы,
такие как пески и гравий, также подвергаются консолидации, но гораздо быстрее.
из-за их высокой проницаемости. Насыщенные глины консолидируются гораздо медленнее
из-за их низкой проницаемости.

Процесс консолидации часто путают с процессом уплотнения. Уплотнение увеличивает плотность ненасыщенного грунта за счет уменьшения объема воздуха в пустотах. Однако уплотнение – это связанный во времени процесс увеличения плотности насыщенного грунта за счет отвода части воды из пустот.

Уплотнение и консолидация почвы

Теория консолидации необходима для прогнозирования как
величины и скорости консолидационных оседаний до
обеспечить работоспособность конструкций, основанных на сжимаемом слое грунта.

Консолидация грунта состоит из трех компонентов, к которым относятся
включают начальную консолидацию, первичную консолидацию и вторичную консолидацию.
консолидация:

1. Начальная консолидация

При приложении нагрузки
к частично насыщенному грунту, происходит уменьшение объема вследствие вытеснения и
сжатия воздуха в пустотах. Небольшое уменьшение объема происходит из-за
сжатия твердых частиц.

Уменьшение
объема грунта сразу после приложения нагрузки называется начальной
консолидацией или начальным сжатием. Для насыщенных почв начальная
консолидация происходит в основном за счет сжатия твердых частиц.

2. Первичная консолидация

После первичной
консолидации, дальнейшее уменьшение объема происходит из-за вытеснения воды
из пустот. Когда насыщенный грунт подвергается давлению, первоначально все
приложенное давление воспринимается водой как избыточное давление поровой воды. A
возникает гидравлический градиент, вода начинает вытекать, и происходит
происходит уменьшение объема.

Это уменьшение
объема называется первичной консолидацией почвы. В мелкозернистых почвах
первичная консолидация происходит в течение длительного времени. Однако в крупнозернистых
почвах первичная консолидация происходит довольно быстро из-за высокой
проницаемости.

3. Вторичная консолидация

Уменьшение объема продолжается с очень медленной скоростью даже после того, как избыточное гидростатическое давление, развиваемое приложенным давлением, полностью рассеивается и первичная консолидация завершается.

Дополнительное уменьшение объема называется вторичной консолидацией. Вторичная консолидация становится важной для некоторых типов грунта, таких как торф и мягкие органические глины.

Читайте далее: