Главная
Новости
Строительство
Ремонт
Дизайн и интерьер




14.09.2019


14.09.2019


08.09.2019


03.09.2019


26.08.2019


13.08.2019


13.08.2019


08.08.2019


06.08.2019


30.07.2019





Яндекс.Метрика
         » » Типы компрессионных кривых

Типы компрессионных кривых

14.12.2017

Компрессионные свойства различных песчаных и глинистых пород неодинаковы. Их начало сжатия (эффективное давление — структурная прочность) и общая сжимаемость, деформируемость предопределены многими факторами, связанными с геологической историей их образования и существования в земной коре. Поэтому компрессионные кривые различных групп горных пород имеют свой характерный вид. Они резко отличаются у пород особого строения (лёссовые породы при замачивании), состава (засоленные породы при выщелачивании), физического состояния (мерзлые породы при оттаивании) и сложения (рыхлые породы при воздействии на них вибрации, сейсмических колебаний).

Все это дает основание выделять определенные типы компрессионных кривых и в зависимости от особенностей исследуемых пород и решаемых инженерных задач применять те или иные схемы при испытании их на компрессию.
На рис. VIII-30 приведены три характерных типа компрессионных кривых: для позднеледниковых ленточных глин, моренных суглинков валдайского оледенения и послеледниковых иольдневых глин. У ленточных глин эффективное давление оказывается равным природному. Это указывает на соответствие их плотности природному давлению и на их состояние внутреннего статического равновесия, нормальную уплотненность. У моренных суглинков эффективное давление значительно больше, чем природное, под воздействием которого они находятся. Это указывает на переуплотненное состояние породы, при котором плотность ее оказывается выше плотности, соответствующей природному давлению. Последнее является результатом их уплотнения большим давлением в прошлом. Наконец, если плотность пород меньше плотности, соответствующей природному давлению, как это имеет место у послеледниковых глин, то это указывает на недоуплотненное состояние породы. Уплотнение таких пород продолжается, состояние равновесия, консолидация их еще не достигнуты. Недоуплотненное состояние пород-при котором их плотность не соответствует природному давлению, иногда может быть обусловлено физико-химическими факторами, возникновением структурных связен, задерживающих уплотнение пород.

Следует заметить, что установление природного состояния пород по данным компрессионных испытаний значительно осложняется, когда образцы пород извлекаются из разведочных выработок разрыхленными, разуплотненными и не дают точного представления об их свойствах в условиях естественного залегания. Это особенно заметно у слабых пород или извлекаемых с глубины более 10 м, т. е. с глубин, где они испытывают природное повышенное давление (более 0,1—0,15 МПа) а также у пород газонасыщенных.
На рис. VIII-31 приведены характерные компрессионные кривые лёссовых пород. По компрессионным свойствам эти породы отличаются от обычных глинистых. При замачивании без увеличения нагрузки они нередко дают значительные дополнительные осадки (просадки) провального характера. Основная причина просадочности лёссовых пород состоит в том, что под воздействием воды в них разрушаются структурные связи и строение, происходит оплывание макропор. Выявление просадочности этих пород по данным компрессионных испытаний заключается в определении коэффициентов макропористости и относительной просадочности. Если взять единицу объема лёссовой породы, то в ее сложении можно выделить объем скелета т, объем нормальных пор n' и объем макропор n''.

Сумма п' + п" составляет общий объем пор п в единице объема породы. Коэффициент пористости такой породы равен

е0 = n/m = (n'+n'')/m.

Отношение n'/m представляет собой коэффициент нормальной пористости породы; отношение n''/m, т. е. отношение объема макропор к объему скелета, называют коэффициентом макропористости и обозначают еm. При компрессионных испытаниях этот коэффициент вычисляют по формуле

em = eo—e'o.

где еo — коэффициент пористости породы, уплотненной давлением о, МПа (рис. VIII-31); е'o — коэффициент пористости того же образца породы после искусственного увлажнения при том же давлении, МПа.

Считают, что если еm больше нуля, то порода обладает просадочными свойствами; если еm равен нулю или меньше его — порода обладает устойчивым сложением (образец не проседает, а иногда и набухает).

В процессе исследований часто оказывается более удобным пользоваться значениями относительной деформации (коэффициент относительной сжимаемости а0), т. е. отношением измеренной осадки образца к его первоначальной высоте

а0 = Ah/h.

Для лёссовых пород необходимо знать значение относительной деформации породы от действия одного лишь замачивания, которое называют коэффициентом относительной просадочностн аm. Его по аналогии с вышеприведенной формулой вычисляют следующим образом;

am = a'o—ao

где а0 — относительная деформация породы после уплотнения ее давлением а, МПа; а0 — относительная деформация того же образца породы после искусственного увлажнения при том же давлении а, МПа.

Аналитическое определение коэффициента относительной просадочности аm производят по формуле

am = em/(I+eo).

Если аm больше 0,02. порода обладает просадочными свойствами, если аm меньше 0,02, порода не реагирует на замачивание, сложение ее устойчиво. Значения коэффициента макропористости еm и коэффициента относительной просадочности am, различны при различном удельном давлении; максимальное значенне еm и аm часто набпюдается в интервале давлений от 0,2 до 0,4 МПа.
На рис. VIII-32 приведены еще три характерные компрессионные кривые для пород глинистых засоленных, глинистых мерзлых и песчаных рыхлого сложения. Из кривых видно, что резкое уплотнение всех трех типов пород (просадка) происходит без увеличения внешнего давления. У пород засоленных оно обусловлено выщелачиванием солей, у мерзлых — оттаиванием, у пород рыхлого сложения — воздействием колебательных движений. Этим определяются специфические деформационные свойства пород, которые необходимо учитывать при проектировании и строительстве на них сооружений.