Влияние уплотнения на свойства грунта

Уплотнение — это процесс вытеснения воздуха из пустот, имеющихся в грунте. В строительной сфере это важный процесс, поскольку он в значительной степени улучшает инженерные свойства грунта. Влияние уплотнения на различные свойства грунта описано в этой статье.

Известно, что при уплотнении грунт становится плотным. Чтобы облегчить уплотнение, в грунт добавляют некоторое количество воды, а содержание воды, при котором можно получить максимальную сухую плотность грунта, известно как оптимальная влажность. Это можно увидеть на кривой уплотнения (рис. 1).

Если количество добавляемой воды меньше оптимального содержания влаги, то это называется сухость оптимального уплотнения. Если количество добавляемой воды больше, чем оптимальное содержание влаги, то это называется влажным оптимальным уплотнением. Влияние уплотнения на инженерные свойства грунта кратко рассмотрено ниже.

Кривая уплотнения Кривая уплотнения

Влияние уплотнения на свойства грунта

Ниже перечислены свойства грунта, на которые влияет уплотнение:

  • Проницаемость
  • Сжимаемость
  • прочность на сдвиг
  • Структура почвы
  • Набухание почвы
  • Усадка почвы
  • Давление поровой воды
  • Напряженно-деформированное поведение почвы
  • 1. Проницаемость

    • Уплотнение уменьшает пустоты, имеющиеся в почве.
      следовательно, проницаемость также уменьшается.
    • При определенной плотности, для одного и того же образца почвы
      проницаемость больше для почв, которые уплотнены до оптимального сухого состояния.
      чем у почв, уплотненных до влажного состояния.

    2. Сжимаемость

    • Сжимаемость уплотненного грунта изменяется в зависимости от величины приложенного давления.
    • При низком давлении сжимаемость больше для почв, уплотненных до влажного оптимального состояния, чем для почв, уплотненных до сухого оптимального состояния.
    • Аналогично, для диапазонов высокого давления сжимаемость больше для почв, уплотненных в сухом состоянии от оптимального, чем для почв, уплотненных во влажном состоянии от оптимального.

    3. Прочность на сдвиг

    • Прочность на сдвиг грунта, уплотненного до оптимального сухого состояния, выше, чем грунта, уплотненного до оптимального влажного состояния, при более низких деформациях.
    • При более высоких деформациях почва, уплотненная до оптимального влажного состояния, будет иметь большую прочность на сдвиг.
    • Тип уплотнения, условия дренажа и тип почвы также влияют на прочность на сдвиг уплотненной почвы.

    Уплотнение грунта с помощью катка Уплотнение почвы с помощью катка с овечьими ногами

    4. Структура почвы

    • Почва, уплотненная до оптимального сухого состояния, имеет флокулированную структуру из-за притяжения между частицами почвы вследствие низкого содержания воды.
    • Почва, уплотненная до влажного состояния, имеет дисперсную структуру из-за отталкивающей силы между частицами почвы вследствие высокого содержания воды.

    Влияние уплотнения на структуру грунта Влияние уплотнения на структуру почвы

    5. Набухание почвы

    • Когда почва уплотнена до сухого состояния от оптимального, почва нуждается в воде и легко набухает при контакте с водой.
    • Когда почва уплотнена до влажного оптимального состояния, частицы почвы ориентированы дисперсно, и набухание не происходит.
    • Поэтому, чтобы избежать набухания, почву следует уплотнять до оптимальной влажности.

    6. Усадка почвы

    • Усадка больше для почвы, уплотненной до влажного состояния
      оптимальной влажности, чем в сухом состоянии.
    • В случае сухого оптимального уплотнения, частицы почвы
      частицы имеют случайную ориентацию и находятся в стабильном состоянии.
    • Но в случае влажного оптимального уплотнения частицы почвы
      имеют параллельную ориентацию и они нестабильны, что облегчает
      упаковка частиц, вызывающая усадку.

    Усадочные трещины во влажном уплотненном грунте Усадочные трещины во влажном уплотненном грунте

    7. Давление поровой воды

    • Давление поровой воды велико для тех грунтов, в которых
      содержание воды высокое. Следовательно, грунты, уплотненные до влажного оптимального уплотнения, будут
      демонстрируют большее давление поровой воды, чем почва, уплотненная сухим способом.

    8. Напряженно-деформированное поведение почвы

    • Почва, уплотненная в сухую сторону от оптимальной, воспринимает большее напряжение при малой деформации, поэтому кривая напряжение-деформация этого типа почвы намного круче, а модуль упругости больше. В этом случае происходит хрупкое разрушение.
    • Аналогично, грунты, уплотненные до влажного состояния, будут создавать большее напряжение даже при малой деформации. Следовательно, кривая «напряжение — деформация» в этом случае гораздо более плоская, и разрушение пластического типа происходит при большей деформации. Этот тип грунтов имеет низкий модуль упругости.

    Кривая напряжение - деформация Напряженно-деформированное поведение уплотненного грунта

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
    Центрсельстрой