Прочностные и деформационные характеристики грунтов. Характеристики грунтов удельное сцепление


Прочностные характеристики грунтов

Прочность грунта определяет его способность удерживать строение в вертикальном положении. От прочностных характеристик зависит, насколько глубоким должен быть фундамент, насколько высоким может быть строение. Прочность грунтового основания обеспечивает вертикальное положение стен, отсутствие наклонов, трещин, просаживаний и других капитальных разрушений. Как определяются прочностные характеристики для грунтов? Какие приборы и методы используются для исследования качества грунтов перед капитальным строительством?

Как определяют прочность?

Для определения прочности любого материала его подвергают воздействию нагрузки и отслеживают наличие и размер деформаций после нагружения. В зависимости от деформационных свойств, материал может выдерживать определённую нагрузку без изменений размеров и  формы или деформироваться под воздействием внешних сил.

Виды грунтовВиды грунтов

 

Почва или грунт — это материалы, у которых есть определённая прочность и стойкость к деформациям. Плотная почва (глина) хорошо держит нагрузку и не деформируется. Сыпучий грунт (песок) нагрузки не выдерживает, сдвигается и вызывает разрушение стен строения. Кроме того, способность не деформироваться под нагрузкой зависит от состояния грунта (насыщенности водой, промерзания). Какие нагрузки должен выдерживать грунт под фундаментом здания?

Какие нагрузки выдерживает здание

Силы, которые воздействуют на строениеСилы, которые воздействуют на строение

 

Здание испытывают воздействие вертикальных нагрузок (давление атмосферы, снега, дождя) и горизонтальных нагрузок (давление ветра). Поэтому испытание на лабораторных приборах определяет способность образцов грунта выдерживать вертикальные и горизонтальные нагрузки. В ходе испытаний также определяется критическое значение, при котором образец грунта разрушается (сдвигается, получает значительную деформацию или рассыпается).

 

Среди прочностных характеристик грунтов наиболее  важна стойкость к касательным (сдвигающим) деформациям (горизонтальным нагрузкам).

Лабораторные испытания прочности грунта

Для определения прочностных характеристик грунтов проводят лабораторные испытания грунтовых проб на специальных приборах. Способы и методы исследований определяются ГОСТом 12248-96.

 

Чаще испытание проводят на приборе, который прилагает усилие сдвига в одной плоскости. Такое исследование называют «методом одноплоскостного среза». Сначала к образцам грунта (не меньше 3-х) прикладывают горизонтальную сдвигающую нагрузку и наращивают её до разрушения образца. После , к трём другим образцам грунта прикладывают вертикальную нагрузку и также наращивают её до разрушения образца.

Медленное наращивание нагрузки увеличивается с шагом 0,1а (где «а» — атмосферное давление). Нагрузку наращивают до тех пор, пока образец не разрушится или пока его деформация (сдвиг) не превысит 5 мм.

График лабораторных исследованийГрафик лабораторных исследований

 

Данные исследований заносят в график, где вдоль осей обозначают размер нагрузки (сдвигающего усилия) и величину сдвига. По данному графику определяют внутреннее трение грунта, удельное сопротивление срезу и его удельное сцепление.

Полученные показатели сравнивают с обозначенными допустимыми характеристиками грунтов, указанными в ГОСТе. После выносят рекомендации о возможности строительства здания на данном грунте.

В лаборатории исследования грунтовВ лаборатории исследования грунтов

 

Когда проводят исследование

Исследование прочностных характеристик грунтов проводится в ходе геолого-разведывательных работ перед строительством здания. Особенно это важно для высотных многоэтажных построек, которые имеют значительный вес и должны выдерживать большие ветровые нагрузки.

Забор грунта для испытаний на приборах называют монолитом. Его берут из шурфов — скважин, глубина которых равна глубине фундамента будущего дома. Пробу грунтов берут через каждые 1-2 м вдоль всей глубины шурфа. В качестве образцов для исследований берут пробы с неразрушенной внутренней структурой грунта (без перекапывания, рыхления и др.).

 

Испытания на приборах проводят на образцах в сухом и водонасыщенном (намокшем) состоянии, а также на предварительно уплотнённых образцах или без их предварительного уплотнения.

Геодезическая разведка . Так выглядит проба грунта

Приборы для определения прочности

Для лабораторных исследований используются следующие приборы:

  • Устройство компрессионного сжатия ГТ1.1.4 — измеряет деформируемость, просадочность почвы.
  • Установки трёхосного сжатия ГТ0.3.10., ГТ0.3.13., ГТ0.3.14.
  • Установки для одноплоскостного среза ГТ0.2.1., ГТ1.2.9.
  • Установка предварительного уплотнения образцов ГТ1.2.5. и прибор для уплотнения ГТ1.4.1
  • Установки одноосного сжатия ГТ0.5.3., ГТ0.5.4
  • Установки сжатия и растяжения для исследования скальных грунтов ГТ0.6.3., ГТ0.6.4.
  • Установка одноплоскостного среза для мёрзлого грунта ГТ0.2.2.
  • Приспособления для подготовки образцов.
Установка одноплоскостного срезаУстановка одноплоскостного среза

 

С помощью лабораторных исследований определяют прочностные характеристики грунта.

Прочность грунтов: характеристики

Деформационные свойства почвы измеряются следующими показателями:

  • Прочность грунта — способность сопротивляться внешнему воздействию — оценивается пределом прочности на одноосное сжатие (максимальной нагрузкой, которую грунт выдерживает без разрушения). Измеряется в МПа.
  • Угол трения — зависит от вида грунта, для песчаников равен 25-45 единиц, для пылеватых глин — от 7 до 30 единиц. Также показателем прочностных характеристик грунта является коэффициент внутреннего трения.
  • Удельное сцепление — сопротивление удельных связей внутри грунта перемещению его частиц. Измеряется в кПа или кгс/см2.
  • Модуль деформации Е (характеристика жёсткости грунта) — коэффициент зависимости деформации от напряжения.

Характеристики прочности грунта могут изменяться в зависимости от времени года, водонасыщения, температуры.

 

Что влияет на прочность грунта?

Что влияет на деформационные характеристики грунтов:

  • Гранулометрический состав грунта (размер его частиц). Чем мельче частицы, тем выше плотность и ниже деформационные свойства.
  • Пористость почвы (чем плотнее почва, тем выше её прочностные характеристики и ниже способность деформироваться под нагрузкой).
  • Влажность грунта (намокание грунта снижает характеристики прочности).
  • Колебания подземных вод (подъём их уровня снижает прочностные свойства грунта).
Работа геодезистов - начало строительстваРабота геодезистов — начало строительства

 

Определение деформационных свойств грунтов требует профессиональных знаний и геологических расчетов.

 

rfund.ru

Прочностные характеристики грунтов, способы определения.

⇐ ПредыдущаяСтр 3 из 27Следующая ⇒

Прочностными характеристиками просадочных, как и обычных, грунтов являются удельное сцепление и угол внутреннего трения, которые зависят от их степени влажности, структурной прочности и плотности

Угол внутреннего трения — характеризует трение между частицами грунта и в большей степени зависит от величины вертикального давления на грунт. Угол внутреннего трения φ для различных видов нескальных грунтов колеблется в следующих пределах: песчаных 25-43°; пылевато-глинистых 7-30°.

Коэффициент внутреннего трения - отношение приращения разрушающего касательного напряжения к соответствующему приращению нормального напряжения на поверхности сдвига.

Под сцеплением понимается сопротивление структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц грунта. Сцепление присуще пылевато-глинистым грунтам. Сопротивление сдвигу нескальных грунтов определяется силами трения и сцепления, величины которых зависят от вида грунта и его влажности. Сопротивление грунтов сдвигу является их важнейшим прочностным показателем. Оно необходимо для расчета устойчивости и прочности оснований, оценки устойчивости откосов, расчета давления грунтов на подпорные стенки и других инженерных расчетов. Разрушение грунта основания под фундаментом сооружения наступает, если действующие здесь касательные напряжения превышают сопротивление грунта сдвигу. Прочностные характеристики являются параметрами линейной зависимости τ = f(p). Для песчаных грунтов эта зависимость выражается формулой τ = P*tgφ, где:

τ - сопротивление грунта сдвигу (срезу), МПа; P - вертикальное давление на грунт, МПа; tgφ - коэффициент внутреннего трения; φ- угол внутреннего трения, град.

Графически указанная зависимость изображается прямой, проходящей через начало координат (рис. 4.1).

В глинистых грунтах - τ = P*tgφ + C, где: С - удельное сцепление грунта.

Графически указанная зависимость изображается прямой, отсекающей отрезок на оси ординат. Угол внутреннего трения является углом наклона этой прямой к оси абсцисс. (рис. 4.1)

1- песчаный грунт, 2- глинястый грунт

Сдвиговые характеристики С и φ определяются экспериментальным путем в полевых или лабораторных условиях. Стандартная методика лабораторного определения сопротивления сдвигу песчаных и глинистых грунтов устанавливается Государственным стандартом. Определение сопротивления грунтов сдвигу производится методами:

- консолидированного (медленного) сдвига, при котором до приложения сдвигающего усилия образец уплотняют соответствующим вертикальным давлением. Испытание проводится в условиях свободного оттока воды (дренирования). Метод применяется для исследования грунтов в условиях уплотненного состояния и дает возможность оценить прочность основания построенного сооружения;

- неконсолидированного (быстрого) сдвига, при котором сдвигающее усилие прикладывается без предварительного уплотнения образца в условиях отсутствия дренирования. Метод применяется для исследования грунтов в условиях нестабилизированного состояния (для суглинков и глин при степени влажности Sr=0,85 и показателе текучести JL =0,5).

Определение τ необходимо производить не менее чем при трех различных величинах вертикального давления P на трех образцах грунта, вырезанных из одного однородного по строению и составу монолита или, в необходимых случаях, на образцах, подготовленных в лаборатории.

Прочностные характеристики определяют по формулам

tg φ=(τ3- τ1)/(P3-P1), С = τ1 - P1 *tg φ.

 

mykonspekts.ru

Удельное сцепления - Энциклопедия по машиностроению XXL

Грунты глинистые (расчетное удельное сцепление грунта 0,005... 0,2 кг/см ) 0,39. .. 1,28 0,43 ... 1,4 0,49. .. 1,6  [c.88]

Нормативная усталостная прочность на разрыв находится в зависимости от нормативного удельного сцепления грунта С по формуле  [c.35]

За нормативное удельное сцепление грунта С" принимается среднее значение сцепления поверхностного слоя грунта в состоянии капиллярного водонасыщения при полной влагоемкости, полученное по данным испытаний путем вдавливания сферического штампа, проведенных непосредственно на трассе проектируемого канала на отобранных на трассе образцах грунтов.  [c.35]

Значения нормативного удельного сцепления можно принимать по нормативам (см. табл. П.16.3).  [c.35]

Произведение нормативного удельного сцепления С" на коэффициент однородности грунта к принимают в качестве расчетного удельного сцепления  [c.35]

Значения нормативного удельного сцепления можно принимать по СНиП.  [c.329]

По поверхности смещения действуют в каждом г-м отсеке силы сцепления сг/г и трения Здесь с — удельное сцепление,  [c.170]

Последовательность расчетов при заданной поверхности возможного смещения. 1. По справочным данным или путем специального определения принимаются исходные данные — коэффициенты внутреннего трения и удельные сцепления, объемные веса и соответствующие им коэффициенты пористости грунтов для разных состояний и разновидностей грунтов, коэффициенты сотрясения  [c.179]

Яс=5с— сопротивление сцеплению грунта с поверхностью (с — удельное сцепление грунта).  [c.82]

Сопротивление сдвигу, являющееся основной характеристикой прочности грунта, зависит от двух факторов трения частиц одна о другую и удельного сцепления между частицами. Сцепление характерно для глинистых грунтов, но существует и в песчаных правда, значение его в последнем случае очень мало (в нормативной литературе удельное сцепление для песков называется параметром линейности). Математически сопротивление грунта сдвигу выражается зависимостью  [c.268]

Нормативные значения удельных сцеплений (с , даН/см ), углов внутреннего трения ( в градусах) и модулей деформаций ( , даН/см ) песчаных грунтов (независимо от происхождения и возраста)  [c.269]

Таким образом, нормативными характеристиками грунтов основания являются угол внутреннего трения ф", удельное сцепление с", модуль деформации Е, коэффициент бокового расширения л, сопротивление на боковой поверхности сваи /, давление на основание / , сопротивление в плоскости острия свай  [c.270]

Нормативные значения удельных сцеплений (с", даН/см ) и углов внутреннего трения ( в градусах) глинистых грунтов четвертичных отложений  [c.270]

Для пыли, частицы зерен которой имеют размеры от 0,002 до 0,02 мм, влияние адсорбированных пленок становится уже более заметным, чем для песка. В табл. 3 приведены значения удельного сцепления, угла внутреннего трения и модуля деформации для глинистых грунтов в зависимости от влажности на границе раскатывания и от коэффициента пористости по СН 200—62. Расчетное сцепление для глинистых грунтов меняется в широких пределах — от 0,08 до 0,60 кг/см , а углы внутреннего трения — от 22 до 16 град. Неучет сцепления для глинистых грунтов может привести к существенным ошибкам.  [c.11]

Приводим выражение (1. 7) к одночленному виду, в котором вводится отношение удельного сцепления к тангенсу угла внутреннего трения  [c.66]

Грунты глинистые (расчетное удельное сцепление грунта от 0,005 до 0,2 кГ/см )........... 0,39-1,28 0,43-1,4 0,49—1,6  [c.77]

На рис. 15.12 показана двухдисковая фрикционная муфта, соединенная со звездочкой для четырехрядной цепи привода буровой установки. Определить необходимое давление воздуха для включения этой муфты и проверить удельное давление на поверхности дисков, если номинальный передаваемый момент = = 2000 н-м коэффициент запаса сцепления Р = 1,4. Основные размеры муфты наружный диаметр асбестовой обкладки = = 430 мм внутренний диаметр = 270 лш кольцевой поршень  [c.253]

Если к сухому насыщенному пару, характеризующемуся точкой с (состояние очень неустойчивое), продолжать подводить теплоту (процесс с Т ), а удельный объем увеличится v > г"). Пар в точке (1 получается перегретым. Чем выще температура перегретого пара, тем ближе его свойства к свойствам идеального газа вследствие снижения влияния сил межмолекулярного сцепления и относительного уменьщения совокупного объема молекул по сравнению с объемом, занимаемым перегретым паром (г > г").  [c.34]

Количество тепла, которое нужно сообщить 1 кг кипящей воды, чтобы она превратилась в сухой насыщенный пар, называют теплотой парообразования и обозначают буквой л Часть этой теплоты, называемая внутренней теплотой парообразования и обозначаемая буквой р, затрачивается на изменение внутренней энергии пара, расходуемой на преодоление внутренних сил сцепления между его молекулами. Другая часть этой теплоты, называемая внешней теплотой парообразования, затрачивается на совершение работы расширения, обусловленной увеличением удельного объема при превраще-пии воды в сухой насыщенный пар. Величина этой работы, учитывая, что процесс парообразования происходит при постоянном давлении, равна p(v"—v ). Отсюда следует, что  [c.104]

Такой ход кривых а = /(р) можно объяснить с молекулярной точки зрения. Действительно, при увеличении давления вследствие повышения температуры насыщения и удельного объема жидкости возрастает кинетическая энергия молекул и, наоборот, ослабевают силы сцепления между ними, т. е. работа выхода, а следовательно, и энергия поверхностного слоя становится меньше. Подтверждением этому служит отрицательный знак производной da/dT (для подавляющего большинства жидкостей da/d7 паровой фазы и соответственно растет число действующих центров парообразования.  [c.190]

При ориентировочных расчетах сила трения может быть вычислена по формуле (7.1) в предположении, что коэффициент трения постоянен. Значения коэффициентов сцепления и трения скольжения для некоторых материалов приведены в табл. 7.1. Однако при больших скоростях движения и переменных нагрузках необходимо учитывать влияние на коэффициент трения величин скорости, удельного давления, а также условий работы узла трения  [c.154]

В качестве армирующих элементов слоистых и волокнистых композиционных материалов с металлической матрицей применяются волокна из углерода, бора, карбида кремния, оксида алюминия, высокопрочной стальной проволоки (сетки), бериллиевой, вольфрамовой и других проволок. Для обеспечения химической стойкости в расплаве матрицы и сцепления волокна с матрицей применяют защитные барьерные покрытия на волокнах из карбидов кремния, титана, циркония, гафния, бора, из нитридов и окислов этих и других элементов. При этом получается сложная многокомпонентная система матрица — переходный слой продуктов химического воздействия матрицы с барьерным покрытием — слой волокна. Механические свойства за счет армирования повышаются в 1,5—3 раза (удельные в 2—5 раз) в зависимости от объемной доли и способа введения армирующих волокон.  [c.78]

В своем капитальном труде Н. С. Курнаков рассматривает измеримые физические свойства веществ, применяемые в физико-химическом анализе. Общее число таких свойств достигает 30. Среди них тепловые свойства — плавкость и растворимость, теплота образования, теплоемкость, теплопроводность электрические свойства — электрическое сопротивление, электродвижущая сила, термоэлектрическая сила, диэлектрическая проницаемость объемные свойства — удельный вес и удельный объем, объемное сжатие, коэффициент теплового расширения. При физико-химическом анализе измеряются также основные оптические свойства объектов исследования, свойства, основанные на молекулярном сцеплении (вязкость, твердость, давление истечения, поверхностное натяжение и др.)) магнитные свойства и многие другие. В физико-химическом анализе широко применяется изучение микроструктуры систем, позволяющее определить их фазовый состав. В последние десятилетия физико-химический анализ пополнился таким важным методом исследования, как рентгенография, который позволяет установить параметры и структуру кристаллографических решеток твердых фаз изучаемой системы  [c.159]

Среди покрытий мягкими металлами оловянные покрытия дают хорошие результаты при жестких режимах трения. Олово обладает значительной пластичностью, стойкостью к коррозии, имеет низкую температуру плавления (231,9° С) и способно многократно деформироваться без разрушения. Это обеспечивает успешное применение оловянного покрытия для поршневых колец и поршней двигателей внутреннего сгорания. Оловянное покрытие при условии хорошего сЦепления с основой детали действует при трении как жидкая смазка, локализуя процесс металлического взаимодействия поверхностей в слое олова, и устраняет, таким образом, заедание при значительных удельных давлениях (рис. 82, 83), облегчает приработку.  [c.163]

Менделеев (1860 г.) исследовал поверхностное натяжени жидкости на границе с ее паром в капиллярных трубках малс го диаметра. Было обнаружено, что при нагревании жидкост в закрытом сосуде уменьшается ее удельное сцепление, числен но равное высоте подъема жидкости в капилляре, и мениск пс степенно выравнивается. При некоторой температуре менис исчезает и жидкость полностью превращается в пар (эфир npi  [c.6]

Электрохимический способ укрепления грунтов состоит в пропуске через грунт постоянного электрического тока посредством забитых в грунт электродов. Сущность этого процесса заключается в следующем частицы воды перемещаются от анода к катоду и в зоне, расположенной у анода, влажность уменьшается. При этом, кроме осушения грунтов, происходит изменение их физических свойств—повышение коэффициента трения, увеличение удельного сцепления и сопротивления размокаемости.  [c.124]

Примечание. Знаки плюс или минус берутся так же, как в фауму-ле (32). Первые дьа случая соответствуют отсутствию трення и сцепления по контакту АД поддерживающего сооружения с грунтом. В третьем случае удельное сцепление и коэффициент внутреннего трення приняты такими же, как н по плоскости АВ возможного смещения.  [c.173]

Расчетные характеристики грунтов. Для приближенных расчетов расчетные значения углов внутреннего трения ф° и удельного сцепления с, кГ1см , указаны в табл. 67. При этом значения ф и с Песчаных грунтов относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20% полевого шпата и не более 5% различных примесей (слюда, глауконит и др.) независимо от влажности значения ф и с для глинистых грунтов относятся к грунтам четвертичных отложений при содержании растительных остатков не более 5% при условии полного заполнения пор водой (степень влажности С 0,8). Данные табл. 67 не распространяются на глинистые грунты текучей консистенции (т. е. грунты с коэффициентом консистенции В > 1).  [c.179]

Таблица67. Значения углов внутреннего трения и удельного сцепления различных грунтов  [c.180]

Коническая фрикционная постоянно замкнутая муфта (рис. 15.10) должна передавать номинальную мощность Л/ = 40 кет при п = 1600 об1мин. Средний диаметр конуса — 400 мм рабочая длина образующей Ь = 70 мм а = 22° внутренний конус имеет асбестовые обкладки. Проверить удельное давление на обкладках, приняв коэффициент запаса сцепления Р = 1,5. Определить усилие пружины, обеспечивающее постоянное сцепление муфты.  [c.251]

Задача 1234 (рис. 651). Механизм стрелочного индикатора расположен в горизонтальной ллоскостн. Движение зубчатой рейки мерительного штифта 1 передается шестерне 2, на оси которой укреплена шестерня 3, сцепленная с шестерней 4, несущей стрелку. Штифт имеет массу тик нему приложена сила F = Hsmkt (Н и Л —постоянные). Шестерни считать однородными дисками с одинаковыми толщинами и удельными весами, их массы т = 2т т = 8т-, 7714 =/п. Радиус шестерни 2 равен т. Определить движение стрелки, пренебрегая ее массой и трением в осях. Считать, что в  [c.439]

В 1-2 было указано, что температура есть мера средней кинетической энергии поступательного движения молекул газа. Более подробное изучение поведения молекул газа показывает, что между поступательным и вращательным движениями имеется вполне определенная зависимост1з, вследствие чего температура газа определяет и вращател] -ное движение молекул. Третий вид энергии молекул — энергия внутримолекулярных колебаний — также определяется температурой. Таким образом, сумма перечисленных трех видов энергии молекул зависит только от т е м-пературы газа. Четвертый вид энергии — потенциальная энергия, обусловленная силами сцепления, — зависит для данного газа от того, насколько молекулы находятся близко друг к другу, т. е. от того, какой удельный объем при данной температуре занимает 1 кг газа, или, иначе, под каким давлением при данной температуре находится газ.  [c.55]

Для улучшения сцепления зерна со связкой, а следовательно, для уменьшения расхода алмаза применяют гальваническую или плазменную металлизацию алмазных зерен. На рис. 18 приведены два графика зависимости удельного расхода алмаза и эффективной мощности шлифования от степени металлизации алмазов в инструментах на связках М013 и М04, которые наиболее эффективны при обработке твердого сплава [25]. Металлизация проводилась электролитическим путем с наложением ультразвука. Как следует из графиков, круги на связке МО 13 при металлизации 25—30% имели минимальный удельный расход алмаза, причем он оказался в 2 раза меньше, чем у кругов из неметаллизированных алмазов. Удельный расход алмаза в кругах на связке М04 при обработке твердого сплава совместно со сталью при такой же степени металлизации в 5—7 раз меньше, чем в кругах с неметаллизированными зернами.  [c.60]

СЧ 21-40 Условные напряжения изгиба примерно до 300 i.I / jii Условные удельные далления между трущимися поверхностями > 5 кГ/см О 1,5 кГ1см в отливках весом более 10 гп) или подверженность поверхностей закалке Высокая герметичность Станины долбежных станков, вертикальные стойки фрезерных, строгальных и расточных станков Станины с направляющими большинства металлорежущих станков, шестерни, маховики, тормозные барабаны, диски сцепления Гидроцилиндры, гильзы, корпусы гидронасосов, золотников и клапанов среднего давления (до 80 vF/ m )  [c.50]

mash-xxl.info