CCF20091008078

i stopień mineralizacji wody porowej, a także tck-

miennego oraz skład ch sturę gruntu.

Ze wzrostem zawai    ę ikcji iłowej wzrasta porowatość gruntu, wzrasta

jego hydrofilność, a wi$    % iwość. Spośród trzech głównych grup minerałów

ilastych obecność miner. ipy montmorillonitu, czyli minerałów o wysokiej hydrofilności, powoduje wyższą ściśliwość danego gruntu. W ten sam sposób zaznacza się wpływ składu kompleksu wymiennego na ściśliwość gruntów. Obecność jonów o dużej hydrofilności, a więc o niskiej wartościowości, wpływa na wzrost ściśliwości i odwrotnie — obecność jonów o wysokiej wartościowości powoduje obniżenie ściśliwości.

Badania ściśliwości gruntów w laboratorium przeprowadza się w edometrach (ryc. 56). W przyrządach tych próbka gruntu znajduje się w metalowym pierście

niu i wobec tego nie ma możliwości rozszerzania się na boki. W związku z tym obciążenie wywierane na próbkę powoduje tylko odkształcenie pionowe próbki, czyli zmianę wysokości. Zmiana wysokości próbki w tym przypadku (przy stałym jej przekroju w trakcie badania) jest wprost proporcjonalna do zmian jej objętości. Tak więc ściśliwość gruntu w warunkach zapewnianych w edometrze może być charakteryzowana przez zmiany wysokości próbki. Podstawowy cykl badania w edometrze polega na zwiększaniu obciążenia próbki do określonej wartości, odciążeniu oraz powtórnym obciążeniu.

Ściśliwość gruntu można scharakteryzować przez: krzywą ściśliwości, moduł ściśliwości oraz krzywe konsolidacji.

Krzywa ściśliwości charakteryzuje zależność zmian wysokości próbki od przyłożonego obciążenia, przy czym wyróżnia się krzywą ściśliwości pierwotnej i wtórnej oraz krzywą odprężenia (ryc. 57). Przebieg krzywej ściśliwości i krzywej odprężenia wskazuje, że grunt po każdym obciążeniu i odciążeniu odkształca się częściowo sprężyście i częściowo trwale, a więc po zdjęciu obciążenia nie wraca do swojej pierwotnej wysokości. Z ryciny 57 wynika ponadto, że grunt przy

Ryc. 57. Krzywe ściśliwości i odprężenia gruntu: 1 — krzywa ściśliwości pierwotnej. 2 — krzywa odprężenia, 3 — krzywa ściśliwości wtórnej obciążeniu wtórnym jest mniej ściśliwy niż przy obciążeniu pierwotnym, na co wskazuje znacznie mniejsze nachylenie krzywej ściśliwości wtórnej w porównaniu z krzywą ściśliwości pierwotnej.

Moduł ściśliwości uzyskany na podstawie badań w edometrze jest nazywany edometrycznym modułem ściśliwości, przy czym przy pierwszym obciążeniu próbki mówi się o edometrycznym module ściśliwości pierwotnej. Wartość tego modułu określa się ze wzoru, który przyjmuje się według prawa Hooke’a, z zastrzeżeniem, że stosuje się go dla niedużych zakresów obciążenia:

gdzie:

M_a — edometryczny moduł ściśliwości pierwotnej (kG/cm² = x 10² kPa = X 10-' MPa),

Aa — przyrost obciążenia jednostkowego próbki (kG/cm² = x 10² kPa = x 10-' MPa),

b — odkształcenie jednostkowe próbki.

Analogicznie można mówić o module odprężenia oraz — w przypadku powtórnego obciążenia próbki — o module ściśliwości wtórnej M.

Krzywe na tycinie 58 pokazują zależność zmian wysokości od czasu przy danym stopniu obciążenia (krzywe konsolidacji).

Badania ściśliwości w edometrach przeprowadza się na próbkach gruntu o strukturze nienaruszonej bądź naruszonej, w zależności od naturalnych warunków, w jakich dany grunt będzie pracował. W zależności też od tych warunków badania prowadzi się bądź „na sucho”, a więc na próbkach o wilgotności naturalnej, zabezpieczonych przed wysychaniem, bądź też pod wodą, doprowadzaną do próbki w aparacie.

\J

Próbki obciąża się stopniowo, zwiększając obciążenie za każdym razem dwu-krotnie w stosunku do poprzedniego, zaczynając na ogół od obciążenia 12,5 kPa. Przy odciążaniu nacisk zmniejsza się również dwukrotnie. Przy każdej zmianie obciążenia wykonuje się odczyty na czujniku po określonym czasie, licząc od

169