Page 19 - 6705

Лекція №3:
Стисливість грунтів під впливом зовнішніх навантажень

Тривала експлуатаційна надійність наземних і підземних споруд об’єктів
нафтової та газової промисловості значною мірою залежить від поведінки
грунту під навантаженнями, які створюються цими спорудами.
Різні грунти мають різну здатність стискатися при дії однакових

навантажень. Так, щільний скельний грунт стискається за рахунок пружних
деформацій скелі, а якщо грунт тріщинуватий, то додаткове стискання такого
скельного грунту відбувається за рахунок зменшення товщини тріщин. Значно

складнішим є процес ущільнення пухких піщаних і глинистих грунтів. Піщані
грунти при дії статичного навантаження ущільнюються за рахунок більш
щільного укладання частинок, а при навіть короткочасній дії динамічного

навантаження їхня стисливість буде ще більш значною, оскільки при цьому
відбувається переукладання частинок, внаслідок чого пористість грунту різко
зменшується. Ущільнення глинистих грунтів також відбувається за рахунок

більш компактного укладання мінеральних частинок та зменшення товщини
їхніх водноколоїдних оболонок.
Якщо процес ущільнення водонасичених піщаних грунтів відбувається
швидко, то ущільнення водонасичених глинистих грунтів – дуже повільно. Це

пояснюється тим, що для зменшення пористості грунту необхідний час для
відтискання води з пор, а швидкість руху води в порах глинистих грунтів є

дуже малою. Оскільки багато видів грунтів мають структурні зв’язки, то процес
більш щільного укладання частинок може розпочатися лише після їхнього
руйнування. До цього моменту стисливість грунтів буде визначатися пружними
деформаціями як частинок, так і структурних зв’язків, які представляють в

сукупності своєрідне суцільне пружне тіло. В механіці грунтів розроблений
метод, який дозволяє врахувати різноманіття особливостей кожного
конкретного виду грунту. Цей метод полягає в побудові кривої залежності між

напруженнями в скелеті і змінами пористості, отриманими на підставі
лабораторних досліджень стисливості грунту з непорушеною природною
структурою.

Дослідження проводяться зазвичай на приладі одноосьового стискання
зразків грунту. Основна робоча частина приладу – циліндричне кільце 1, в яке
закладається зразок досліджуваного грунту (рисунок 3.1). За допомогою

поршня 3 на грунт 2 передається стискувальне навантаження p, значення якого
відоме. Знаючи площу поршня, можна обчислити тиск q на одиницю поверхні
грунту. Оскільки бокове розширення грунту неможливе, то стискувальні
напруження  (z ) в скелеті грунту дорівнюють за величиною q. Послідовно

13