Тема 4. Грунты с неустойчивыми структурными связями

Содержание

Слайд 2

К таким грунтам относят грунты, которым свойственна способность к резкому снижению

К таким грунтам относят грунты, которым свойственна способность к резкому снижению

прочности структурных связей между частицами при некоторых обычных для строительства и эксплуатации сооружений воздействиях:
При нагревании до положительной температуры;
При увлажнении;
При быстром нагружении;
При вибрационном воздействии.
Слайд 3

Структурные связи в этих грунтах обусловлены легко поддающимися разрушению факторами. К

Структурные связи в этих грунтах обусловлены легко поддающимися разрушению факторами.
К структурно

– неустойчивым грунтам относятся:
Мерзлые;
Вечномерзлые;
Лессовые;
Набухающие;
Слабые водонасыщенные глинистые грунты;
Засоленные;
Насыпные;
Торфы и заторфованные грунты.
Слайд 4

Мерзлые и вечномерзлые грунты Грунты всех видов относятся к мерзлым, если

Мерзлые и вечномерзлые грунты
Грунты всех видов относятся к мерзлым, если они

имеют отрицательную температуру и содержат в своем составе лед.
Грунты называются вечномерзлыми, если в условиях природного залегания они находятся в мерзлом состоянии непрерывно (без оттаивания) в течение 3 и более лет.
Слайд 5

Мерзлые и вечномерзлые грунты при отрицательной температуре являются очень прочными и

Мерзлые и вечномерзлые грунты при отрицательной температуре являются очень прочными и

малодеформируемыми из-за сцементирования их льдом.
При оттаивание порового льда структурные ледоцементные связи лавинно разрушаются и возникают значительные деформации. Некоторые грунты при этом могут переходить в разжиженное состояние.
Слайд 6

Деятельные слой грунта – попеременно замерзающий и оттаивающий слой. (Зимой промерзает,

Деятельные слой грунта – попеременно замерзающий и оттаивающий слой. (Зимой промерзает,

летом оттаивает. Ниже залегает талый грунт).
 Схема расположения слоев грунта
1 — деятельный спой;
2 — талый грунт;
3 — слой сезонного оттаивания;
4 — вечномерзлый грунт;
5 — слой сезонного промерзания.
Слайд 7

Деятельный слой, залегающий на вечномерзлом грунте называется: Слоем сезонного оттаивания, если

Деятельный слой, залегающий на вечномерзлом грунте называется:
Слоем сезонного оттаивания, если он

зимой сливается с вечномерзлым грунтом;
Слоем сезонного промерзания, если между ним и кровлей вечной мерзлоты находится слой талого грунта.
а) – Европейская часть России, кроме Кольского полуострова, Западная Сибирь, Средняя Азия.
б) и в) – Северная и Восточная Сибирь.
Слайд 8

Различают текстуру мерзлых грунтов: Массивная (слитная), когда лед содержится только в

Различают текстуру мерзлых грунтов:
Массивная (слитная), когда лед содержится только в порах

грунта (крупнообломочные, песчаные и маловлажные глинистые);
Слоистая, когда лед содержится в грунте в виде удлиненных включений (шлиров), ориентированных примерно в одном направлении (глины, промерзающие при подтоке воды);
Сетчатая (ячеистая), когда шлиры и прослои льда образуют сложную сеть (сильно обводненные глинистые и скальные грунты).
Корковая, когда лед образует корки и линзы вокруг частиц грунта (рыхлые, крупнооболочные грунты)
Слайд 9

При промерзании глинистых грунтов связная вода не замерзает даже при значительных

При промерзании глинистых грунтов связная вода не замерзает даже при значительных

отрицательных температурах.
Физические характеристики грунтов рассмотрены в СНиП 2.02.04-88 «Основания и фундаменты на вечномерзлых грунтах»
Главной особенностью мерзлых грунтов является их просадочность при оттаивании – т. е. резкое уменьшение объема грунта при таянии льда и отжатии воды, что может приводить к чрезмерным деформациям построенных на этих грунтах сооружений.
Слайд 10

При оттаивании мерзлых грунтов возникают быстропротекающие осадки оттаивания – просадки. Относительная просадка:

При оттаивании мерзлых грунтов возникают быстропротекающие осадки оттаивания – просадки. Относительная

просадка:
Слайд 11

Морозное пучение - абсолютное значение поднятия поверхности промерзающего слоя грунта, толщиной - коэффициент морозного пучения:

Морозное пучение - абсолютное значение поднятия поверхности промерзающего слоя грунта, толщиной


- коэффициент морозного пучения:
Слайд 12

Оттаивание грунтов сопровождается разрушением льдоцементационных связей. При этом резко уменьшаются удельное

Оттаивание грунтов сопровождается разрушением льдоцементационных связей. При этом резко уменьшаются удельное

сцепление с (иногда доходит до 0) и угол внутреннего трения φ, сопротивление сдвигу τ.
Уплотнение грунта после оттаивания под действием собственного веса и восстановление структурных связей приводит к увеличению сопротивлению сдвигу.
Слайд 13

Лессовые грунты Распространение: Украина, Крым, Северный Кавказ, Поволжье, Белоруссия, часть Средней

Лессовые грунты
Распространение: Украина, Крым, Северный Кавказ, Поволжье, Белоруссия, часть Средней Азии

и Западной Сибири.
На 80-90% состоит из кварца, полевого шпата и растворимых минералов. Около 60% частиц – пылеватые, остальные – глинистые, малая часть – пески.
Представляет собой маловлажную слабосцементированную горную породу, пыльную в сухом состоянии. По Ip относится к пылеватым супесям и суглинкам.
Слайд 14

Для лессов характерно наличие различимых невооруженным глазом пор, которые представляют собой

Для лессов характерно наличие различимых невооруженным глазом пор, которые представляют собой

вертикальные трубочки с d до 1 мм. Размер пор значительно превышает размер частиц, поэтому лессовые грунты относят к макропористым.
При природной влажности лессы обладают заметной прочностью, держат вертикальный откос до 10 м. Увлажнение лессов сопровождается резкой потерей прочности грунтов, значительными и быстро развивающимися деформациями уплотнения – просадками, поэтому лессовые грунты называются просадочными. Величина просадки может достигать нескольких десятков сантиметров.
Слайд 15

Слайд 16

Набухающие грунты Поволжье, Закавказье, Казахстан и Крым. К набухающим относят глинистые

Набухающие грунты
Поволжье, Закавказье, Казахстан и Крым.
К набухающим относят глинистые грунты

с большим содержанием гидрофильных глинистых минералов (монтмориллонит, каолинит, гидрослюды) и малой влажностью в природном состоянии
Поступающая в такие грунты влага адсорбируется поверхностью глинистых частиц, образуя гидратные оболочки. Частицы при этом раздвигаются, увеличивая объем. Таким образом набухающие грунты отличаются набуханием при увлажнении и усадкой при высыхании.
Слайд 17

Слайд 18

Слабые водонасыщенные глинистые грунты К ним обычно относятся: илы; ленточные глины;

Слабые водонасыщенные глинистые грунты
К ним обычно относятся:
илы;
ленточные глины;
водонасыщенные лёссовые грунты;

Характерные особенности:
высокая пористость в природном состоянии;
насыщенность водой;
малая прочность;
большая деформируемость.
Слайд 19

е

е

Слайд 20

-

-

Слайд 21

Илы и глины характеризуются индексом чувствительности: где и - предельное сопротивление

Илы и глины характеризуются индексом чувствительности:
где и - предельное сопротивление сдвигу

при ненарушенной и нарушенной структуре.
Слайд 22

Засоленные грунты Казахстан, Средняя Азия, Азербайджан, Украина. Представлены крупнообломочными, песчаными и

Засоленные грунты
Казахстан, Средняя Азия, Азербайджан, Украина.
Представлены крупнообломочными, песчаными и глинистыми

грунтами, содержащими легко – и среднерастворимые соли (галит, сода, гипс, кальцит и др.)
Основная опасность строительства на засоленных грунтах связана с выносом солей фильтрующими водами (химическая суффозия), разрушением текстуры грунта и развитием вследствие этого неравномерных просадок.
Слайд 23

Насыпные грунты К насыпным относятся грунты природного происхождения с нарушенной естественной

Насыпные грунты
К насыпным относятся грунты природного происхождения с нарушенной естественной структурой,

а также минеральные отходы промышленного производства, твердые бытовые отходы, образовавшиеся их отсыпкой или гидронамывом.
В этих грунтах постепенно происходят различные физические, физико-химические, биологические и другие процессы, приводящие к их упрочнению, с одной стороны, и к распаду, разложению, т. е. разупрочнению, с другой стороны.
Характеристики (прочностные и др.) со временем в таких грунтах будут изменяться.
Слайд 24

Торф и заторфованные грунты Торфом называют органические отложения, не менее чем

Торф и заторфованные грунты
Торфом называют органические отложения, не менее чем на

50% сухой массы состоящие из остатков растительности.
Органоминеральные образования — песчаные, пылеватые и глинистые, содержащие торф в количестве от 10 до 50% массы сухого вещества, называют заторфованными грунтами.
Беларусия, Прибалтика, Север, Западная Сибирь.
Торфы относятся к наиболее сжимаемым грунтам, дают значительные осадки, которые затухают очень медленно. Крайне неблагоприятны в качестве оснований сооружений.