Při navrhování základů budov a konstrukcí je třeba vzít v úvahu mnoho faktorů. Zvláštní pozornost by měla být věnována složení a struktuře půdy. Některé z jeho druhů jsou schopny ochabnout, když se vlhkost zvýší vlastní vahou nebo z vnějšího zatížení. Odtud název těchto půd - "klesání". Zvažte dále jejich vlastnosti.
Zobrazení
Uvažovaná kategorie zahrnuje:
- Sprašové půdy (kejda a spraš).
- Jíly a hlíny.
- Samostatné typy krycích suspenzí a jíl.
- Hromadný průmyslový odpad. Patří sem zejména popel, roštový prach.
- Hlinité jílovité půdy s vysokou strukturální pevností.
Specific
V počáteční fázi organizace výstavby je nutné provést studii složení půdy v místě, aby se identifikovaly možné deformace. Jejich výskytkvůli zvláštnostem procesu tvorby půdy. Vrstvy jsou v nedostatečně zhutněném stavu. Ve sprašové půdě může takový stav přetrvávat po celou dobu své existence.
Zvýšení zatížení a vlhkosti obvykle způsobí dodatečné zhutnění ve spodních vrstvách. Protože však deformace bude záviset na síle vnějšího vlivu, zůstane nedostatečné zhutnění tloušťky vzhledem k vnějšímu tlaku převyšujícímu napětí z vlastní hmoty.
Schopnost fixovat měkké půdy je v laboratorních testech určena poměrem snížení pevnosti při smáčení k působícímu tlaku.
Vlastnosti
Kromě nedostatečného zhutnění se klesající půdy vyznačují nízkým obsahem přirozené vlhkosti, prašným složením a vysokou strukturální pevností.
Nasycení půdy vodou v jižních oblastech je zpravidla 0,04-0,12. V oblastech Sibiře, středním pásmu, je indikátor v rozmezí 0,12-0,20. první případ je 0, 1-0, 3, ve druhém - 0, 3-0, 6.
Strukturální pevnost
Je to hlavně kvůli adhezi cementu. Čím více vlhkosti se dostane do země, tím nižší je pevnost.
Výsledky výzkumu ukázaly, že tenké vodní filmy mají na útvary klínový efekt. Působí jako lubrikant a usnadňují klouzání částic opadávající půdy. Fólie poskytují hustší pokládání vrstev pod vnějšími vlivy.
Spojka nasycenávlhkost klesající půdy je určena vlivem síly molekulární přitažlivosti. Tato hodnota závisí na stupni hustoty a složení Země.
Procesní charakteristika
Stahování je složitý fyzikální a chemický proces. Projevuje se ve formě zhutnění půdy vlivem pohybu a hustším (kompaktním) nabalováním částic a agregátů. Díky tomu je celková pórovitost vrstev snížena na stav odpovídající úrovni působícího tlaku.
Zvýšení hustoty vede k určité změně individuálních charakteristik. Následně pod vlivem tlaku pokračuje zhutňování, respektive pevnost dále narůstá.
Podmínky
Pro čerpání:
- Zatížení od základu nebo jeho vlastní hmoty, která, když je vlhká, překoná kohezní síly částic.
- Dostatečná úroveň vlhkosti. Pomáhá snižovat sílu.
Tyto faktory by měly spolupracovat.
Vlhkost určuje dobu trvání deformace klesající zeminy. Zpravidla se vyskytuje v relativně krátké době. To je způsobeno skutečností, že půda je převážně ve stavu s nízkou vlhkostí.
Deformace ve stavu nasyceném vodou trvá déle, protože voda filtruje půdou.
Metody pro stanovení hustoty půdy
Relativní pokles je určen vzorky nenarušené struktury. K tomu se používá kompresní zařízení -měřič hustoty půdy. Ve studii se používají následující metody:
- Jedna křivka s analýzou jednoho vzorku a jeho promočením v konečné fázi aktuální zátěže. Pomocí této metody je možné určit stlačitelnost půdy při dané nebo přirozené vlhkosti, stejně jako relativní tendenci k deformaci při určitém tlaku.
- Dvě křivky testující 2 vzorky se stejným stupněm hustoty. Jeden je zkoumán při přirozené vlhkosti, druhý - v nasyceném stavu. Tato metoda umožňuje určit stlačitelnost za plné a přirozené vlhkosti, relativní tendenci k deformaci, když se zatížení změní z nuly na konečnou.
- Kombinované. Tato metoda je modifikovanou kombinací předchozích dvou. Test se provádí na jednom vzorku. Nejprve se zkoumá v přirozeném stavu do tlaku 0,1 MPa. Použití kombinované metody umožňuje analyzovat stejné vlastnosti jako metoda 2 křivek.
Důležité body
Během testování na měřičích hustoty půdy pomocí kterékoli z výše uvedených možností je třeba vzít v úvahu, že výsledky studií se velmi liší. V tomto ohledu se některé ukazatele, dokonce i při testování jednoho vzorku, mohou lišit 1, 5-3 a v některých případech dokonce 5krát.
Takové výrazné výkyvy jsou spojeny s malou velikostí vzorků, heterogenitou materiálu způsobenou uhličitany a jinými inkluzemi nebo přítomností velkých pórů. Nevyhnutelnéchyby výzkumu.
Ovlivňující faktory
V průběhu četných studií bylo zjištěno, že indikátor sklonu půdy k poklesu závisí hlavně na:
- Tlak.
- Stupně hustoty půdy s přirozenou vlhkostí.
- Složení sesedající půdy.
- Úroveň zvýšení vlhkosti.
Závislost na zatížení se promítá do křivky, podle které s nárůstem ukazatele dosáhne nejprve své maximální hodnoty i hodnota relativního sklonu ke změně. S následným zvýšením tlaku se začne blížit nule.
Zpravidla pro sprašovité písčité hlíny, spraše, hlíny je tlak 0,2-0,5 MPa a pro sprašovité jíly - 0,4-0,6 MPa.
Závislost je způsobena tím, že v procesu zatěžování sesedající půdy s přirozeným nasycením na určité úrovni začíná destrukce struktury. V tomto případě je zaznamenáno ostré stlačení bez změny nasycení vodou. Deformace v průběhu rostoucího tlaku bude pokračovat, dokud vrstva nedosáhne svého extrémně hustého stavu.
Závislost na složení půdy
Vyjadřuje se tím, že s rostoucím počtem plasticity klesá ukazatel relativní tendence k deformaci. Jednoduše řečeno, větší míra variability struktury je charakteristická pro kejdu, menší - pro jíl. Přirozeně, aby toto pravidlo platilo, ostatní podmínky musí být stejné.
Počáteční tlak
Při navrhování základů budov a konstrukcípočítá se zatížení konstrukcí na zemi. V tomto případě se stanoví počáteční (minimální) tlak, při kterém začíná deformace při plném nasycení vodou. Narušuje přirozenou strukturální pevnost půdy. To vede k tomu, že je narušen normální proces zhutňování. Tyto změny jsou zase doprovázeny strukturální restrukturalizací a intenzivním zahušťováním.
S ohledem na výše uvedené se zdá, že ve fázi návrhu při organizování výstavby by měl být počáteční tlak blízko nule. V praxi tomu tak však není. Zadaný parametr by měl být použit tak, aby tloušťka byla považována za nespadnoucí podle obecných pravidel.
Přiřazení indikátoru
Počáteční tlak se používá při navrhování základů na klesající zemině k určení:
- Návrhová zátěž, při které nedojde k žádným změnám.
- Velikost zóny, ve které dojde ke zhutnění od hmoty základu.
- Požadovaná hloubka deformace půdy nebo tloušťka půdního polštáře, zcela bez deformace.
- Hloubka, od které začínají změny od hmoty půdy.
Počáteční vlhkost
Nazývá se indikátorem, při kterém začnou zeminy ve stresovém stavu klesat. Při určování počáteční vlhkosti se za normální hodnotu bere relativní hodnota 0,01.
Metoda stanovení parametru je založena na kompresních laboratorních testech. Pro studii je potřeba 4-6 vzorků. Používají se dva způsobykřivky.
Jeden vzorek je testován při přirozené vlhkosti se zatížením až do maximálního tlaku v samostatných krocích. S ním se půda nasákne, dokud se pokles nestabilizuje.
Druhý vzorek se nejprve nasytí vodou a poté se za nepřetržitého namáčení naplní na konečný tlak ve stejných krocích.
Vlhčení zbývajících vzorků se provádí na indikátory, které rozdělují limit vlhkosti od počátečního po úplné nasycení vodou do relativně stejných intervalů. Poté jsou vyšetřeny v kompresních zařízeních.
Zvýšení se dosáhne nalitím vypočteného objemu vody do vzorků s dalším držením po dobu 1-3 dnů, dokud se hladina nasycení nestabilizuje.
Deformační charakteristiky
Jsou to koeficienty stlačitelnosti a její variability, modul deformace, relativní stlačení.
Modul přetvoření se používá k výpočtu pravděpodobných ukazatelů sedání základů a jejich nerovnoměrnosti. Zpravidla se určuje v terénu. K tomu se vzorky zeminy testují statickým zatížením. Hodnota modulu deformace je ovlivněna obsahem vlhkosti, úrovní hustoty, strukturální soudržností a pevností zeminy.
S rostoucí hmotou půdy se tento ukazatel zvyšuje, s větším nasycením vodou klesá.
Faktor variability stlačitelnosti
Je definován jako poměr stlačitelnosti za stálé nebo přirozené vlhkosti k charakteristikám půdy ve stavu nasyceném vodou.
Odpovídajícíkoeficienty získané v terénních a laboratorních studiích, ukazuje, že rozdíl mezi nimi je nevýznamný. Pohybuje se v rozmezí 0,65-2 krát. Pro praktickou aplikaci tedy stačí stanovit indikátory v laboratoři.
Koeficient variability závisí především na tlaku, vlhkosti a míře jejího nárůstu. S nárůstem tlaku se indikátor zvyšuje, s nárůstem přirozené vlhkosti se snižuje. Při úplném nasycení vodou se koeficient blíží 1.
Sílová charakteristika
Jsou to úhel vnitřního tření a specifická soudržnost. Závisí na strukturální pevnosti, úrovni nasycení vodou a (v menší míře) hustotě. Se zvyšující se vlhkostí se přilnavost snižuje 2-10krát a úhel se snižuje o 1,05-1,2. Se zvyšující se pevností konstrukce se zvyšuje přilnavost.
Typy pokleslých půd
Jsou celkem 2:
- Prohýbání se vyskytuje hlavně v deformovatelné zóně základny působením zatížení základu nebo jiného vnějšího faktoru. Přitom deformace od jeho hmotnosti téměř chybí nebo není větší než 5 cm.
- Možný pokles půdy z její hmoty. Vyskytuje se převážně ve spodní vrstvě tloušťky a přesahuje 5 cm Působením vnějšího zatížení může dojít k sedání i v horní části v hranicích deformovatelné zóny.
Typ sedání se používá při posuzování podmínek výstavby, vypracování protisesuvných opatření, navrhování základů,základ, samotná budova.
Další informace
Pokles se může objevit v jakékoli fázi výstavby nebo provozu konstrukce. Může se objevit po zvýšení počáteční sesedací vlhkosti.
Během nouzového namáčení se půda propadá v hranicích deformovatelné zóny poměrně rychle – během 1-5 cm/den. Po zastavení přísunu vlhkosti se po několika dnech odběr stabilizuje.
Pokud k počátečnímu máčení došlo v hranicích části deformační zóny, při každém dalším nasycení vodou dojde k sesedání, dokud nebude celá zóna zcela navlhčena. V souladu s tím se bude zvyšovat se zvyšujícím se zatížením půdy.
Při intenzivním a nepřetržitém máčení závisí pokles půdy na pohybu vlhčící vrstvy směrem dolů a vytvoření zóny nasycené vodou. V tomto případě pokles začne, jakmile zvlhčující přední strana dosáhne hloubky, ve které se půda propadne svou vlastní vahou.
