Факторы, влияющие на уплотнение грунта, и их влияние на различные грунты - Строительство и ремонт

Существуют различные факторы, влияющие на уплотнение грунтов. Обсуждается влияние этих факторов на уплотнение различных типов грунтов.
Уплотнение почвы – это процесс уплотнения почвы за счет вытеснения воздуха из пор путем приложения внешнего напряжения к почве при различном содержании влаги.

Факторы, влияющие на уплотнение почвы – влияние на различные типы почв

Ниже перечислены различные факторы, влияющие на уплотнение почвы:

Содержание воды
Величина уплотнения
Типы почвы
Методы уплотнения почвы

Влияние содержания воды на уплотнение почвы

При низком содержании воды почва жесткая и оказывает большее сопротивление уплотнению. При увеличении содержания воды частицы почвы смазываются. Почвенная масса становится более обрабатываемой, а частицы плотнее укладываются.
Сухая плотность почвы увеличивается с увеличением содержания воды до достижения оптимального содержания воды. На этом этапе воздушные пустоты достигают приблизительно постоянного объема. При дальнейшем увеличении содержания воды воздушные пустоты не уменьшаются, но общее количество пустот (воздух плюс вода) увеличивается, и сухая плотность уменьшается.
Таким образом, более высокая сухая плотность достигается до оптимального содержания воды за счет вытеснения воздушных пустот из пустот почвы. После достижения оптимального содержания воды становится труднее вытеснить воздух и еще больше уменьшить количество воздушных пустот.
Влияние содержания воды на уплотнение почвы также можно объяснить с помощью теории двойного электрического слоя. При низком содержании воды силы притяжения в адсорбированном слое воды велики, и сопротивление движению частиц больше.
При увеличении содержания воды электрический двойной слой расширяется, а силы отталкивания между частицами увеличиваются. Частицы легко скользят друг по другу и плотно упаковываются. Это приводит к увеличению сухой плотности.

Степень уплотнения

Уплотнение почвы увеличивается с увеличением величины уплотняющего усилия. С увеличением усилия уплотнения оптимальное содержание воды, необходимое для уплотнения, также уменьшается. При содержании воды меньше оптимального эффект увеличения уплотнения преобладает.
При содержании воды больше оптимального, объем воздушных пустот становится почти постоянным, и влияние повышенного уплотнения на почву незначительно.
Следует отметить, что максимальная сухая плотность не увеличивается с увеличением усилия уплотнения. При определенном увеличении усилия уплотнения увеличение сухой плотности становится все меньше и меньше. Наконец, достигается этап, после которого не происходит дальнейшего увеличения сухой плотности при увеличении усилия уплотнения.
Линия оптимума, которая соединяет вершины кривых уплотнения при различных усилиях уплотнения, следует общей тенденции нулевой воздушной пустоты. Эта линия соответствует воздушной пустоте около 5%.

Тип почвы:

Уплотнение почвы зависит от типа почвы. Максимальная сухая плотность и оптимальное содержание воды для различных почв показаны на рисунке. В целом, крупнозернистые почвы могут быть уплотнены до более высокой сухой плотности, чем мелкозернистые.
При добавлении даже небольшого количества мелких частиц в крупнозернистую почву, почва достигает гораздо более высокой сухой плотности при одинаковом усилии уплотнения.
Однако если количество мелкой фракции увеличивается до величины, превышающей ту, которая необходима для заполнения пустот в крупнозернистом грунте, максимальная сухая плотность уменьшается. Хорошо гранулированный песок имеет гораздо более высокую сухую плотность, чем плохо гранулированный грунт.
Связные грунты имеют большое количество воздушных пустот. Эти почвы достигают относительно меньшей максимальной сухой плотности по сравнению с бессвязными почвами. Такие почвы требуют больше воды, чем бессвязные почвы, поэтому оптимальное содержание воды в них высокое. Тяжелые глины с очень высокой пластичностью имеют очень низкую сухую плотность и очень высокое оптимальное содержание воды.

Метод уплотнения грунта:

Достигнутая сухая плотность зависит не только от величины уплотняющего усилия, но и от метода уплотнения. При одинаковой величине уплотняющего усилия сухая плотность зависит от того, какой метод уплотнения используется: разминающий, динамический или статический.
Например, в Гарвардском испытании на миниатюрное уплотнение грунт уплотняется за счет разминающего воздействия, поэтому полученная кривая уплотнения отличается от кривой, полученной при других обычных испытаниях, в которых прикладывается равное уплотняющее усилие.
Различные методы дают свои собственные кривые уплотнения. Следовательно, линии оптимумов также различны.

Кривые уплотнения для различных почв

Читайте далее: