Гидротехнические сооружения. Том II

Казалось слишком трудным и дорогим получать большие образцы ненарушенного грунта с помощью бурения. Брались также образцы с помощью труб. Но пришлось признать, что и этот метод более или менее нарушает консистенцию грунта, не меняя содержания воды. Если образец с измененной таким образом кон систенцией сжат в приборе, то, начиная с содер жания воды W, можно получить компрессион ную кривую а, не проходящую через р, т. е. через точку, отвечающую ненарушенному есте ственному образцу грунта. Компрессионная кривая для ненарушенного образца показана на рис. 187а со знаком Д. Очевидно, что образец в приборе более сжи маем, чем в его естественном состоянии. Чтобы воспроизвести начальную кривую в, практика прибегнула к приему добавления воды к образцу и перемешивания его с ней до консистенции, весьма напоминающей предел текучести по Аттер бергу. Затем приступают к сжатию образца, начи ная с того его состояния, что давало кривую с, размещающуюся между кривыми Л и Д. Если бы было возможно вести эксперименты с ненарушенным образцом, то этот последний не сжался бы заметным образом под действием на грузки, возрастающей от Р, под которой образец был сжат в естественных условиях его залегания. Последующее возрастание давления вызвало бы сжатие образца во всем согласно кривой Д. СТРУКТУРЫ ГЛИНЫ В УСЛОВИЯХ ЕЕ ЕСТЕСТВЕННОГО ЗАЛЕГАНИЯ (по A. CASAGRANDE) До сих пор не было дано объяснения причины, вызывающей разницу в физических свойствах глины в ее естественном и в нарушенном состоя ниях. С т о ч к и з р е н и я о с н о в а н и й и ф у н д а - м е н т о в н е т н у ж д ы з н а т ь э т у п р и ч и н у . Так же как способы улучшения свойств стали или цемента нередко открывались эмпирическим путем и использовались в инженерном искусстве значительно ранее, чем было установлено значе ние физических свойств, в той же мере мы можем использовать в основаниях и фундаментах свой ства сжимаемости глины в ее естественном виде и в нарушенном. Однако, если бы мы смогли найти объяснение, которое соответствовало накопленным до сего времени наблюдениям, это объяснение было бы весьма желательно. Вот гипотеза, которая как будто удовлетвори тельно объясняет наблюденные явления. В течение процесса осаждения частиц в прес ной воде ил и крупные глинистые частицы отла гались независимо одна от другой, тогда как кол лоидальные частицы глины собирались сначала в большие хлопья, замедленно оседавшие. В соле ной поде сгущающее действие солей столь значи тельно, что частицы глины более крупных разме ров и даже и мелкие песчиики начинали соста влять хлопья во время их оседания. Когда эти хлопья и отдельные частицы достигали дна, они давали структуру, характерную тем, что они отде лены друг от друга. Эта структура напоминает пчелиные соты (рис. 188). Хлопья и отдельные частицы не уплотнялись, переходя в более ком пактную структуру, но оставались, вообще говоря, в том же положении, в котором они коснулись дна в первоначальный момент. Это происходит 3. ПОПЫТКА ОБЪЯСНЕНИЯ

длиннее путь фильтрации, тем больше потребуется времени до полной осадки. Если бы можно было определить величину сжатия, которому подвер гается глина под нагрузкой, и темп возрастания сжатия, то была бы разрешена задача прибли женного определения величины осадки, которой подвергнется сооружение, построенное на этой глине. Проф. Терцаги изобрел эксперименталь ный метод, позволяющий определить сжимаемость образца глины. Образец сжимается между двумя пористыми гранями, которые обеспечивают свободный дренаж воды через грани. Верхняя грань образует осно вание поршня, посредством которого прилагается нагрузка к образцу. Сжатие этого последнего из меряется с помощью очень чувствительного при бора. Он поддерживает постоянную нагрузку, которую можно увеличить или уменьшить.

г Ö . 8 L •с:

—

ô *

\ \ л

\

'—.

\

N k \

СоBe o/t at1Шо _ воды 6 перво- нииалыюм состоянии Wf ' M i l сроер/нанй ѳ иииы после

\

S Р.

i \

•о \

\ k \

k

*

k П [4 \ В с 4 ч

' S

«J

1

ния h\

-л

t

=1

do 8л 57 ив о нг/схГ

i l

Рис. 187а. Компрессорные кривые При сжатии образца вода из него вытекает, объем образца уменьшается. При заданной на грузке глина приобретает плотность, которая отве чает нагрузке. С увеличением нагрузки сжатие продолжается. Доведя нагрузку до максимума и обратно умень шая ее до нуля, получим логарифмическую кри вую, изображающую отношение между давлением и толщиной образца (или процентом пустот). На основании показаний прибора можно по строить кривую сжатия грунта в функции вре мени. По кривой указанного рода для образца тол щиной к г легко построить кривую для образца того же грунта толщиной Л 5 или для всего слоя глины в основании. Достаточно умножить мас f h« У штаб времени на ) " Если образец глины толщиной в Va Д м - — 12,5 мм за 10 часов дости гает 9G94 своего сжатия, то слой в 30 м толщи ной потребует 670 лет для той же степени уплот нения. В течение многих лет образцы глины испыты вались в нарушенном состоянии.