Гидротехнические сооружения - Сведения из механики грунтов

Глава 15
Осадка земляных плотин и сооружений
§ 15-1. КРАТКИЕ СВЕДЕНИЯ ИЗ МЕХАНИКИ ГРУНТОВ

Приведем классификацию грунтов по гранулометрическому составу (табл. 15—1).

Таблица 15—1

Приведенная в таблице 15—1 классификация грунтов до некоторой степени помогает предусмотреть строительные свойства грунтов, однако она недостаточна для их более точной оценки¹.
Остановимся на наиболее употребительных характеристиках грунтов, обозначив:
п — пористость, т. е. объем пор в единице объема грунта;
т — объем частиц грунта (скелета) в единице объема грунта;
Δ — удельный вес частиц грунта;
δ — объемный вес скелета, т. е. вес единицы объема сухого грунта (при 105® С);
γ — объемный вес (объемная масса) грунта, т. е. вес единицы объема грунта с учетом веса воды в порах (естественный грунт);
ε — коэффициент пористости, равный отношению п к т;
е — весовая влажность грунта, равная отношению веса воды в порах к весу скелета;
— объемная влажность, равная отношению объема воды в порах ко всему объему грунта.
Можно написать следующие зависимости:

Диаграммы пористости (компрессионные кривые). Для глинистых в мелкозернистых грунтов изучение зависимости между внешним давлением на грунт и сжатием грунта производится в целях устранения влияния сил поверхностного натяжения на образцах грунта, покрытых водой.

Зависимость между сжатием слоя грунта, характеризуемым коэффициентом пористости и равномерно распределенной нагрузкой на него без возможности бокового расширения грунта, представлена на рисунке 15—1.

¹ Н. Я. Денисов. Строительные свойства глинистых пород и их использование в гидротехническом строительстве. Энергоиздат, 1956; Н и ТУ проектирования естественных оснований зданий и промышленных сооружений (Н и ТУ 127—55), М., 1955. 

Формула осадки (15—10) относится к случаям, когда вся поверхность грунта загружена равномерной загрузкой и когда толщина грунта Т сравнительно невелика. Ока неприменима к учету осадки фундаментов, имеющих размеры, меньшие, чем площадь сжимаемого грунта, и неприменима, когда толщина сжимаемого слоя грунта весьма велика — теоретически бесконечна. Для определения осадки фундамента в таких случаях проф. Н. А. Цытовичем введено понятие эквивалентного слоя сжимаемого грунта толщиной Тs, осадка которого без бокового расширения грунта равна осадке фундамента заданных размеров на массиве грунта, имеющем бесконечно большие размеры в глубину и в стороны.

1 СИ и 11 ч. И-Б. 3—62. Основания гидротехнических сооружений. Нормы проектирования. М., 1962.

Η. Л. Цытович предлагает следующую формулу для эквивалентной толщины сжимаемого грунта в зависимости от ширины фундамента δ и отношения длины фундамента а к ширине b:
(15-11)
Значения коэффициента N выбирают по таблице 15—2.
При сравнительно небольшой мощности Т сжимаемого слоя грунта, т. е. в случае, когда коренная, практически несжимаемая порода (скала) залегает неглубоко, отыскание величины эквивалентного слоя грунта ведется
Таблица 15-2

Таблица 15-3