Консолидация

В практике анализа и расчетов консолидации глинистых грунтов пользуются только начальным градиентом напора, величина которого определяется чаще всего экспериментальным путем по результатам фильтрационных испытаний, реже используется расчетный способ. Теоретические предпосылки для определения этого показателя как одним, так и другим способом являются одинаковыми. Одним из главных положений для получения начального градиента напора служит сохранение жесткости и неподвижности скелета грунта. Давление обязательно передается столбом воды. Следовательно, начальный градиент напора получают при ненарушенных структурных связях в грунте или при любой заранее за- данной и постоянной плотности-влажности.В то же время фильтрационная консолидация может иметь место только при условии разрушения структурных связей в грунте, когда поровое давление в процессе перераспределения внешней нагрузки между скелетом и водой достигнет определенной величины. Следует также учитывать, что для структурированных жидкостей существуют представления о коэффициентах вязкости при действии нормальных и касательных напряжений. Между этими коэффициентами имеется определенное соотношение п* =3^, где п* и п - соответственно вязкости воды при действии нормальных и касательных напряжений. Следует также иметь в виду, что существует принципиальная разница между передачей внешнего давления столбом воды и с помощью штампа (фундамента, земляных соору- жений и т.п.). На это отличие было указано еще П. Рендуликом. На показаны результаты динамики развития давления в поровой воде при передаче внешнего давления через водяной и жесткий металлический штампы. Давление от столба воды полностью передается на поровую воду в глинистых грунтах малой степени литификации (прямая проходит через начало координат под углом 45°. Существенные отклонения от 45° имеет прямая, которая характеризует развитие давления в поровой воде в грунтах средней степени литификации. В глинистых грунтах высокой степени литификации давления в поровой воде имеют минимальные значения и очевидно представляют практиче- ский интерес только при действии высоких напоров воды. Если при создании давления столбом воды (водяным штампом) во всех исследованных типах грунтов регистрируется давление в поровой воде, то при передаче давлений с помощью жесткого штампа даже в грунтах малой степени литификации давление в поровой воде развивается постепенно и максимума достигает при определенной величине внешнего давления в зависимости от гранулометрического типа грунта и степени его уплотненности. При этом наибольшие давления в поровой воде составляют лишь 30-35% от величины внешнего давления.При создании давлений жестким штампом в определенном интервале, зависящем от степени литификации и глинистости грунта, его деформация может протекать без ощутимого повышения давления в поровой воде за счет ползучести скелета, в ходе которой происходит так называемое «приспособление» грунта к новому напряженному состоянию, в связи с чем возможность интенсивного роста давления в поровой воде на начальных этапах нагружения грунта уменьшается. Следовательно, фильтрационная консоли- дация может протекать только при достижении определенных градиентов напора, отличных от градиентов, вызывающих фильтрацию воды при неподвижности скелета грунта.Для глинистых грунтов средней степени литификации величина сомножителя соответственно возрастает. По мере роста степени уплотнения все меньше сказывается влияние гранулометрического состава грунтов и, в первую очередь, соотношения между содержанием пылеватой и песчаной фракций. Для глинистых грунтов средней степени литификации, таких как моренные суглинки и супеси, этот сомножитель равен 120, для разуплотненных нижнекембрийских синих глин верхней зоны он повышается до 150.Обсуждаемые результаты испытаний относятся к одномерной задаче уплотнения при возможности двустороннего оттока воды из грунта. Сравнение начального градиента напора с градиентом начала фильтрационной консолидации приведены.Градиент начала фильтрационной консолидации на порядок и более выше, чем градиент фильтрации. Такое различие является следствием особенностей распределения напряжений между скелетом грунта и поровой водой при передаче внешнего давления с помощью столба воды и штампа.Необходимо отметить, что факторы, влияющие на величину начального градиента напорной фильтрации, такие как гранулометрический и минеральный состав грунта, степень его уплотнения, являются определяющими.В литературе практически отсутствуют результаты исследований, имеющие отношение к дифференциации градиентов, используемых при оценке фильтрации воды через глинистые грунты и фильтрационной консолидации. Исключение составляют эксперименты А.И. Котова, который изучал динамику развития порового давления в процессе фильтрационной консолидации глини- стых грунтов. В этих опытах отмечалось, что падение порового давления происходит до некоторых остаточных значений. Величина остаточных давлений в воде позволяет рассчитать те градиенты, при которых прекращался от- ток воды из образца при уплотнении. А.И.Котов сравнивал начальный градиент напора для легких суглинков, определенный путем фильтрации воды через образец под действием давления столба воды, со значением градиента напора, полученного путем расчетов по значениям остаточного порового давления. ЗАКЛЮЧЕНИЕРассмотрено в историческом аспекте зарождение и развитие теории фильтрационнойконсолидации водонасыщенных глинистыхгрунтов от К. Терцаги до наших дней.СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫНормативно правовые акты1.1 ГОСТ Р 57564–2017. Организация и проведение работ по международной стандартизации в Российской Федерации = Organization and implementation of activity on international standardization in Russian Federation : национальный стандарт Российской Федерации : издание официальное : утвержден и введен в действие Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 28 июля 2017 г. № 767-ст : введен впервые : дата введения 2017-12-01 / разработан Всероссийским научноисследовательским институтом стандартизации и сертификации в машиностроении (ВНИИНМАШ). – Москва : Стандартинформ, 2017. – V, 43, [1] с. ; 29 см. – 33 экз. – Текст непосредственныйЛитература1.Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М., Стройиздат, 1971, 1973, 1979.2.Роза С.А. Результаты экспериментального изучения начального фильтрационного напора в плотных глинах. - В кн.: Вопросы механики грунтов, 19533.Флорин В.А. Основы механики грунтов , Л.-М., Госстрой издат, 19594.Месчян С.Р. Ползучесть глинистых грунтов. Ереван, Изд. АН Арм. ССР , 1967.5.Арье А.Г. К вопросу о существовании начального градиента фильтрации. Материалы I Всесоюзной гидрогеологической конференции “Формирование подземных вод как основа гидрогеологических прогнозов”, т.1, М., изд. Наука, 1982.6 Абелев М.Ю. Слабые водонасыщенные глинистые грунты как основания промышленных и гражданских сооружений. Автореф. дис. докт. технич. наук, МИСИ, М., 1980.7 Зарецкий Ю.К. О реологических свойствах грунтов и осадке штампа. - Основания, фундаменты и механика грунтов, 19728.Маслов Н.Н. Основы механики грунтов и инженерной геологии. М., Автотрансиздат, 19839.Ксенофонтов А. И. Фильтрационная и релаксационная теория консолидации. Труды МИИХ Инженерная геология и механика грунтов. 196810.Гольдин А.Д., Горелик Л.В., Нуллер Б.М, Влияние ползучести и газонасыщенности на процесс консолидации грунтов. Труды VIII Международному конгрессу по механике грунтов и фундаментостроению. М., Стройиздат, 197311. Прохоров А. М. Большая советская энциклопедия (в 30 томах)/ гл.ред.А. М. Прохоров– Изд-е №3. Москва : «Советская энциклопедия», 1976. т.17Интернет ресурсы12. URL: https://ru.wikipedia.org/wiki (дата обращения: 04.04.2021)– материал взят с сайта Википедия https://ru.wikipedia.org/wiki/%D0%A2%D0%B5%D1%80%D0%B0%D0%BA%D1%82_%D0%BD%D0%B0_%D0%94%D1%83%D0%B1%D1%80%D0%BE%D0%B2%D0%BA%D0%B5