CCF20091008082

(wg K. Al Roomi, 1991): 1 — próbka naturalna, 2 — próbka nasycona roztworem o stężeniu 10 g/dm³, 3 — próbka nasycona roztworem o stężeniu 40 g/dm³, 4 — próbka nasycona roztworem o stężeniu 100 g/dm³

toda polega na umieszczeniu próbki w nieodkształcalnym pierścieniu (ryc. 61), co zapewnia trójosiowy stan naprężeń w tej próbce, przy jednoosiowym stanie odkształceń. Pierścień umieszczony jest na podstawie, umocowanej w aparacie trój-

Ryc. 61. Schemat konsolidometru (wg Z. Glazera i J. Malinowskiego, 1991): 1 — kopulka, 2 — pierścień, 3 — podstawa, 4 — uszczelki, 5 — próbka, 6 — filtr, 7 — podłączenie do urządzenia do pomiaru ciśnienia wody w porach gruntu

osiowym. Daje to możliwość pomiaru wartości ciśnienia w porach gruntu («_w). Próbkę poddaje się najpierw obciążeniu o wartości 0,01 MPa, które zapewnia jej konsolidację. Po zaniku odkształceń zwiększa się obciążenie ze stałą prędkością. Po uzyskaniu zakładanej wartości obciążenia utrzymywana jest stała prędkość odkształcenia. Wartość modułu określana jest z przybliżonego wzoru:

M₀ =

gdzie:

a' — naprężenie efektywne (a - 2/3u_H ), a — całkowite naprężenie pionowe, e — odkształcenie próbki (Ah : h_t), uh — ciśnienie wody w porach gruntu.

g. Osiadanie zapadowe

Osiadaniem zapadowym nazywamy zdolność gruntu, znajdującego się pod określonym obciążeniem, do szybkiej zmiany objętości pod wpływem nasycenia wodą. Cechę tę wykazują niektóre lessy. J. Malinowski (1971) podaje zestaw cech warunkujących osiadanie zapadowe lessów, zaliczając do nich: skład granulometryczny (przewagę frakcji pyłowej z małą ilością części koloidalnych), skład mineralny, wapnistość, zasolenie powyżej 0,3%, wilgotność naturalną niższą od granicy plastyczności oraz makroporowatość dobrze widoczną i porowatość powyżej 45%. Tak więc np. lessy o niewielkiej wilgotności naturalnej charakteryzują się niewielką ściśliwością oraz zazwyczaj zdolnością do osiadania zapadowego. Natomiast lessy o wysokiej wilgotności wykazują stosunkowo dużą ściśliwość i brak zdolności do osiadania zapadowego (E. Myślińska, 1984). J. Malinowski (1964) zwraca uwagę, że proces osiadania zapadowego nie jest zależny tylko od obecności makroporów. Wniosek ten opiera on przede wszystkim na fakcie, że w lessach osiadających zapadowo makropory stanowią niekiedy niewielki procent porowatości ogólnej. Także B. Grabowska-Olszewska (1988) stwierdza, że makropory powinny odgrywać pewną rolę w procesie osiadania zapadowego, ale wydaje się, że nie tak znaczną, jak się do tej pory przyjmowało. Najprostsze wyjaśnienie mechanizmu zjawiska osiadania zapadowego sprowadza się do uznania, że w wyniku zetknięcia się z wodą zostają przerwane wiązania istniejące między elementami szkieletu (pierwotnymi cząstkami i ziarnami oraz agregatami), a wobec dużej porowatości następuje załamanie się całej struktury szkieletowej lessów. Pozostaje jednak do wyjaśnienia, co powoduje powstawanie zjawiska i jakie typy wiązań zostają przerwane. Jako jedną z przyczyn uznaje się niszczenie wiązań krystaliza-cyjnych utworzonych z różnych soli nietrwałych w obecności wody oraz wypłukiwanie pierwotnych ziam tych soli. Według niektórych autorów (B. Grabowska-Olszewska, 1988) przyczyną załamania struktury „są tzw. mostki ilaste dające wiązania typu punktowo-koagulacyjnego między elementami strukturalnymi, które są uwarunkowane siłami o charakterze jonowo-elektrostatycznym”. Jeśli przyjąć takie wyjaśnienie, należałoby szukać korelacji między zawartością frakcji iłowej w lessach a wskaźnikiem osiadania zapadowego. Należy przy tym brać pod uwagę, że siła wiązań koagulacyjnych wzrasta ze wzrostem nacisków zewnętrznych, prowadzących do zagęszczenia próbki przed badaniem osiadania zapadowego, a więc raczej zwiększenia ich trwałości. Niewykluczone jest również, że istniejące mostki ilaste pod wpływem wody, powodującej zmniejszenie tarcia wewnętrznego ułatwiają przesuwanie się cząstek i zmianę trwałości struktury. Nie znaleziono jednak wyraźnej zależności między zawartością frakcji iłowej w próbkach osia-

177