Ғимараттар мен құрылыстардың іргетасын жобалау кезінде көптеген факторларды ескеру қажет. Топырақтың құрамы мен құрылымына ерекше назар аудару керек. Оның кейбір түрлері ылғалдылық өз салмағынан немесе сыртқы жүктемеден жоғарылағанда салбырап қалуға қабілетті. Сондықтан мұндай топырақтардың атауы – «шөгу». Олардың мүмкіндіктерін қарастырыңыз.
Көрулер
Қарастырылып отырған санат мыналарды қамтиды:
- Лесс топырақтары (шұңқыр және лесс).
- Саздар мен саздар.
- Қақпалы суспензиялар мен сазбалшықтардың бөлек түрлері.
- Өндірістік қалдықтар. Оларға, атап айтқанда, күл, үккіш шаң кіреді.
- Құрылымдық беріктігі жоғары сазды сазды топырақтар.
Ерекшеліктер
Құрылысты ұйымдастырудың бастапқы кезеңінде ықтимал деформацияларды анықтау үшін учаскенің топырақ құрамын зерттеу қажет. Олардың пайда болуытопырақ түзілу процесінің ерекшеліктеріне байланысты. Қабаттар жеткіліксіз тығыздалған күйде. Лёсс топырақта мұндай күй бүкіл өмір сүру уақытында сақталуы мүмкін.
Жүктеме мен ылғалдылықтың жоғарылауы әдетте төменгі қабаттарда қосымша тығыздауды тудырады. Дегенмен, деформация сыртқы әсердің күшіне байланысты болатындықтан, өз массасының кернеуінен асатын сыртқы қысымға қатысты қалыңдықтың жеткіліксіз тығыздалуы сақталады.
Жұмсақ топырақтарды бекіту мүмкіндігі ылғалданған кезде беріктіктің төмендеуінің әсер етуші қысымға қатынасымен зертханалық сынақтарда анықталады.
Сипаттар
Нығыздаудан басқа, шөгетін топырақтар төмен табиғи ылғалдылығымен, шаңды құрамымен және жоғары құрылымдық беріктігімен сипатталады.
Топырақтың сумен қанығуы оңтүстік облыстарда, әдетте, 0,04-0,12. Сібір, ортаңғы белдеу аудандарында көрсеткіш 0,12-0,20 аралығында. Ылғалдылық дәрежесі бірінші регистр 0, 1-0, 3, екіншісінде - 0, 3-0, 6.
Құрылымдық беріктік
Бұл негізінен цементтің адгезиясына байланысты. Ылғал жерге неғұрлым көп түссе, соғұрлым беріктік төмендейді.
Зерттеу нәтижелері жұқа су пленкаларының формацияларға сына әсер ететінін көрсетті. Олар майлаушы ретінде әрекет етеді, бұл шөгетін топырақ бөлшектерінің сырғуын жеңілдетеді. Фильмдер сыртқы әсерде қабаттардың тығызырақ төселуін қамтамасыз етеді.
Муфта қаныққаншөгетін топырақтың ылғалдылығы молекулалық тартылыс күшінің әсерімен анықталады. Бұл мән жердің тығыздығы мен құрамына байланысты.
Процесс сипаттамасы
Тығыздау – күрделі физикалық және химиялық процесс. Ол бөлшектер мен агрегаттардың қозғалысы мен тығызырақ (ықшам) орауы салдарынан топырақтың тығыздалуы түрінде көрінеді. Осының арқасында қабаттардың жалпы кеуектілігі әсер етуші қысым деңгейіне сәйкес келетін күйге дейін азаяды.
Тығыздықтың жоғарылауы жеке сипаттамалардың біршама өзгеруіне әкеледі. Кейіннен қысымның әсерінен тығыздау жалғасады, сәйкесінше беріктік арта береді.
Шарттар
Тіркеулер болуы үшін:
- Ылғалды кезде бөлшектердің когезия күштерін жеңетін іргетастың немесе меншікті массаның жүктемесі.
- Ылғалдылықтың жеткілікті деңгейі. Бұл күшті азайтуға көмектеседі.
Бұл факторлар бірге жұмыс істеуі керек.
Ылғалдылық шөгетін топырақтардың деформациясының ұзақтығын анықтайды. Әдетте, ол салыстырмалы түрде қысқа уақыт ішінде орын алады. Бұл жердің негізінен ылғалдылығы төмен күйде болуына байланысты.
Суға қаныққан күйдегі деформация ұзағырақ уақыт алады, өйткені су топырақ арқылы сүзіледі.
Топырақ тығыздығын анықтау әдістері
Салыстырмалы шөгу бұзылмаған құрылым үлгілерімен анықталады. Ол үшін қысу құрылғысы қолданылады -топырақ тығыздығын өлшегіш. Зерттеуде келесі әдістер қолданылады:
- Бір үлгіні талдау және оны ағымдағы жүктеменің соңғы сатысында сіңіру бар жалғыз қисық. Бұл әдіс арқылы топырақтың берілген немесе табиғи ылғалдағы сығылғыштығын, сондай-ақ белгілі қысымда деформацияға салыстырмалы бейімділігін анықтауға болады.
- Тығыздық дәрежесі бірдей 2 үлгіні сынайтын екі қисық. Біреуі табиғи ылғалдылықта, екіншісі қаныққан күйде зерттеледі. Бұл әдіс толық және табиғи ылғалдылық кезінде сығымдауды, жүктеме нөлден соңғыға дейін өзгерген кезде деформацияға салыстырмалы бейімділігін анықтауға мүмкіндік береді.
- Біріктірілген. Бұл әдіс алдыңғы екеуінің өзгертілген комбинациясы. Сынақ бір үлгіде жүргізіледі. Ол алдымен табиғи күйінде 0,1 МПа қысымға дейін зерттеледі. Біріктірілген әдісті пайдалану 2 қисық әдісі сияқты қасиеттерді талдауға мүмкіндік береді.
Маңызды ұпайлар
Жоғарыда аталған опциялардың кез келгенін пайдалана отырып, топырақ тығыздығын өлшегіштерде сынау кезінде зерттеулердің нәтижелері айтарлықтай өзгеретінін ескеру қажет. Осыған байланысты кейбір көрсеткіштер, тіпті бір үлгіні сынау кезінде де 1, 5-3, ал кейбір жағдайларда тіпті 5 есе ерекшеленуі мүмкін.
Мұндай елеулі ауытқулар үлгілердің шағын өлшемдерімен, карбонатты және басқа қосындылармен байланысты материалдың гетерогенділігімен немесе үлкен тесіктердің болуымен байланысты. Еріксіззерттеу қателері.
Әсер ететін факторлар
Көптеген зерттеулер барысында топырақтың шөгуге бейімділігінің көрсеткіші негізінен мыналарға байланысты екені анықталды:
- Қысым.
- Табиғи ылғалдылығы бар топырақтың тығыздық дәрежесі.
- Шөгу топырағының құрамы.
- Ылғалдылықтың жоғарылау деңгейі.
Жүктемеге тәуелділік қисық сызықта көрсетіледі, оған сәйкес индикатордың жоғарылауымен салыстырмалы бейімділіктің мәні бірінші кезекте өзінің максималды мәніне жетеді. Қысымның кейінгі жоғарылауымен ол нөлге жақындай бастайды.
Ереже бойынша лесс тәрізді құмды саздақ, лесс, саздақ үшін қысым 0,2-0,5 МПа, ал лесс тәрізді саздар үшін - 0,4-0,6 МПа.
Тәуелділік белгілі бір деңгейде табиғи қаныққан шөгу топырағының жүктелу процесінде құрылымның бұзылуының басталуынан туындайды. Бұл жағдайда судың қанықтылығын өзгертпестен күрт қысу байқалады. Қысымның жоғарылауы кезінде деформация қабат өзінің өте тығыз күйіне жеткенше жалғасады.
Топырақ құрамына тәуелділік
Ол пластикалық санының жоғарылауымен деформацияға салыстырмалы бейімділік көрсеткішінің төмендеуімен өрнектеледі. Қарапайым тілмен айтқанда, құрылымның өзгергіштігінің үлкен дәрежесі суспензияға, ал азырақ - сазға тән. Әрине, бұл ереже дұрыс болуы үшін басқа шарттар тең болуы керек.
Бастапқы қысым
Ғимараттар мен құрылыстардың іргетасын жобалау кезіндеқұрылымдардың жердегі жүктемесі есептеледі. Бұл жағдайда бастапқы (минималды) қысым анықталады, бұл кезде деформация сумен толық қаныққан кезде басталады. Ол топырақтың табиғи құрылымдық беріктігін бұзады. Бұл қалыпты тығыздау процесінің бұзылуына әкеледі. Бұл өзгерістер, өз кезегінде, құрылымдық қайта құрылымдаумен және қарқынды тығыздаумен бірге жүреді.
Жоғарыда айтылғандарды ескере отырып, құрылысты ұйымдастыру кезінде жобалау кезеңінде бастапқы қысымды нөлге жақын қабылдау керек сияқты. Алайда іс жүзінде олай емес. Көрсетілген параметрді қалыңдығы жалпы ережелерге сәйкес шөгіп қалмайтындай етіп пайдалану керек.
Индикатор тағайындау
Бастапқы қысым шөгетін топырақтарда іргетастарды жобалау кезінде мыналарды анықтау үшін қолданылады:
- Ешқандай өзгеріс болмайтын дизайн жүктемесі.
- Іргетастың массасынан тығыздау болатын аймақтың өлшемі.
- Топырақ деформациясының қажетті тереңдігі немесе топырақ жастығының қалыңдығы, деформацияны толығымен алып тастайды.
- Топырақтың массасына қарай өзгеретін тереңдік.
Бастапқы ылғалдылық
Оны кернеулі күйдегі топырақтар шөге бастайтын көрсеткіш деп атайды. Бастапқы ылғалдылықты анықтау кезінде қалыпты мән ретінде 0,01 салыстырмалы мән алынады.
Параметрді анықтау әдісі компрессиялық зертханалық сынақтарға негізделген. Зерттеу үшін 4-6 үлгі қажет. Екі әдіс қолданыладықисықтар.
Бір үлгі бөлек қадамдармен максималды қысымға дейін жүктеу арқылы табиғи ылғалдылықта сыналады. Оның көмегімен топырақ шөгу тұрақтанғанша суланады.
Екінші үлгі алдымен суға қанықтырылады, содан кейін үздіксіз жібіту арқылы бірдей қадамдармен ең жоғары қысымға дейін жүктеледі.
Қалған үлгілерді ылғалдандыру ылғалдылық шегін бастапқыдан толық суға қанығуға дейінгі салыстырмалы тең аралықтарға бөлетін көрсеткіштерге дейін жүргізіледі. Содан кейін олар қысу құрылғыларында зерттеледі.
Үлгілерге судың есептелген көлемін қанығу деңгейі тұрақтанғанша 1-3 күн бойы ұстап тұру арқылы ұлғайту арқылы қол жеткізіледі.
Деформация сипаттамалары
Олар сығылу коэффициенттері және оның өзгергіштігі, деформация модулі, салыстырмалы қысу.
Деформация модулі іргетастың отыруының ықтимал көрсеткіштерін және олардың біркелкі еместігін есептеу үшін қолданылады. Әдетте, ол далада анықталады. Ол үшін топырақ үлгілері статикалық жүктемелермен сыналады. Деформация модулінің мәніне ылғалдылық, тығыздық деңгейі, құрылымдық біріктіру және топырақтың беріктігі әсер етеді.
Топырақ массасы ұлғайған сайын бұл көрсеткіш артады, сумен қаныққан сайын ол төмендейді.
Сығылудың өзгергіштік факторы
Тұрақты немесе табиғи ылғалдағы сығылу қабілетінің суға қаныққан күйдегі топырақ сипаттамаларына қатынасы ретінде анықталады.
Сәйкестікдалалық және зертханалық зерттеулерде алынған коэффициенттер олардың арасындағы айырмашылықтың шамалы екенін көрсетеді. Ол 0,65-2 есе аралығында. Сондықтан практикалық қолдану үшін зертханада көрсеткіштерді анықтау жеткілікті.
Өзгергіштік коэффициенті негізінен қысымға, ылғалдылыққа және оның өсу деңгейіне байланысты. Қысымның жоғарылауымен индикатор артады, табиғи ылғалдылықтың жоғарылауымен ол төмендейді. Сумен толық қаныққан кезде коэффициент 1-ге жақындайды.
Күш сипаттамалары
Олар ішкі үйкеліс бұрышы және меншікті когезия. Олар құрылымдық беріктікке, судың қанығу деңгейіне және (аз дәрежеде) тығыздыққа байланысты. Ылғалдылық жоғарылағанда адгезия 2-10 есе, ал бұрыш 1,05-1,2 азаяды. Құрылымдық беріктік артқан сайын адгезия артады.
Шөгу топырақтарының түрлері
Жалпы 2 бар:
- Шалу негізінен іргетас жүктемесінің немесе басқа сыртқы фактордың әсерінен негіздің деформацияланатын аймағында орын алады. Бұл ретте оның салмағы бойынша деформация дерлік жоқ немесе 5 см-ден аспайды.
- Массасынан топырақтың шөгуі мүмкін. Ол негізінен қалыңдықтың төменгі қабатында болады және 5 см-ден асады. Сыртқы жүктеменің әсерінен деформацияланатын аймақтың шекарасында жоғарғы бөлігінде шөгу де болуы мүмкін.
Шөгу түрі құрылыс жағдайларын бағалауда, шөгуге қарсы шараларды әзірлеуде, іргетастарды жобалауда,іргетас, ғимараттың өзі.
Қосымша ақпарат
Шөгу құрылыстың кез келген сатысында немесе құрылымды пайдалануда болуы мүмкін. Ол бастапқы шөгу ылғалдылығы артқаннан кейін пайда болуы мүмкін.
Төтенше жібіту кезінде топырақ деформацияланатын аймақтың шекарасында өте тез – 1-5 см/тәулігіне шөгеді. Ылғал беруді тоқтатқаннан кейін, бірнеше күннен кейін судың түсуі тұрақтанады.
Егер бастапқы сулану деформация аймағының бір бөлігінің шекарасында орын алса, әрбір келесі суға қаныққан сайын, шөгу бүкіл аймақ толығымен ылғалданғанша болады. Тиісінше, ол топыраққа түсетін жүктеме артқан сайын артады.
Интенсивті және үздіксіз сулау кезінде топырақтың шөгуі ылғалдану қабатының төмен қарай жылжуына және суға қаныққан аймақтың пайда болуына байланысты. Бұл жағдайда ылғалдану фронты топырақтың өз салмағынан шөгетін тереңдігіне жеткенде шөгу басталады.
