Оптимальная влажность и максимальная плотность.
Оптимальная влажность – влажность, при которой эффект от уплотнения будет максимальным.
Определяется оптимальная влажность в лабораторных условиях следующим образом. Берут некоторый объем грунта нарушенной структуры общей массой 10…15 кг. Этот грунт делят на несколько проб (минимум пять) по 2…2,5 кг, которым придают различную влажность. Затем эти пробы уплотняют одинаковым способом в приборе стандартного уплотнения. Грунт засыпают в три приема, после каждого производят 40 ударов грузом по штампу, после чего определяют плотность и влажность пробы грунта.
На рис. 2.5 показан график зависимости плотности сухого грунта d, достигнутой в результате стандартного уплотнения, в зависимости от влажности w. На графике максимальному значению плотности сухого грунта соответствует определенное значение влажности.
Таким образом, максимальная плотность (стандартная плотность) d,max наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения. Оптимальная влажность wopt значение влажности грунта, при которой достигается максимальная плотность сухого грунта.
Механические свойства грунтов. Упругие и пластические деформации. Механические характеристики.
Механические свойства грунтов определяют их способность сопротивляться внешней нагрузке. Грунты в той или иной мере проявляют все основные типы механических свойств, присущих твердым телам – упругость, пластичность и ползучесть. Упругость – это способность материалов, в том числе и грунтов, восстанавливать свою форму после снятия нагрузки, пластичность – это способность приобретать остаточные деформации, а ползучесть – это способность деформироваться во времени при постоянной нагрузке.
Прочность – свойство материала сопротивляться разрушению под действием напряжений, возникающих под воздействием внешних сил. Деформируемость — способность материала принимать необходимую форму под влиянием внешних сил (нагрузки) без разрушения и при меньшем сопротивлении нагрузке.
Наблюдаемые при строительстве и эксплуатации инженерных сооружений деформации грунта отличаются значительной величиной, развиваются во времени и, как правило, не исчезают полностью после снятия нагрузки. При деформировании грунтов преимущественно проявляются свойства пластичности и ползучести, т.е. пластические деформации. Упругие деформации также имеют место, но они незначительные и развиваются при специальных режимах нагружения. Упругое деформирование грунтов в области больших давлений, например в насыпях железных дорог или в основаниях фундаментов машин с динамическими нагрузками, обеспечиваются искусственной подготовкой грунтовых массивов к упругому режиму работы.
Для количественной оценки возникающих в грунтовых массивах напряжений и деформаций необходимо иметь идеализированные модели. Для каждой из них при выполнении практических расчетов необходимо иметь набор расчетных параметров, пригодных для любого напряженного состояния. Такие параметры называют механическими характеристиками. Прочностные: сопротивление грунта сдвигу τ (Мпа), угол внутреннего трения φ (°), удельное сцепление с (кПа). Деформационные: модуль поперечной деформации Е (Модуль Юнга и модуль упругости) (Мпа), коэффициент Пуассона ν (поперечной деформации).