11.1.2. Механични характеристики на дисперсните почви
Механичните характеристики на дисперсните почви определят тяхната работа при натоварване - деформационни свойства, от които зависи слягането на основите, поведението на почвите в откоси и др.
Една от основните характеристики на свиваемостта на почвата е общият модул на деформация E (MPa), който се определя чрез лабораторни или полеви изпитвания на почвите под натоварване.
Ориз. 11.3. а) Схема на устройството за компресионни изпитвания; 1 - изследваната почва, 2 - поресто бутало; 3 - метален пръстен; 4 - индикатор за измерване на слягането на почвата под налягане; 5 - поресто дъно; 6 - баня; б) Крива на компресия: 1 - крива на натоварване; 2 - крива на разтоварване
При изследване на почвата в компресионно устройство, почвата, която ще се изследва, се поставя в пръстен и върху нея се прилага последователно нарастващо натоварване чрез бутало. Буталото и дъното са порести, така че водата да може да излиза и да влиза в земята. Ако почвата при естествени условия е била под нивото на подземните води, водата се излива във ваната. Според индикатора се измерва слягането на почвата при различни налягания. След изпитване на почвата се изгражда диаграма (крива на компресия) (фиг. 11.3, b), на която по абсцисата се нанася налягането q, а по ординатата - коефициентът на порьозност e (изчислен от почвените утайки в устройството). Съгласно кривата на компресия се определя коефициентът на компресия tx:
След това се изчислява общият модул на деформация:
където e е коефициентът на порьозност на почвата в нейното естествено състояние;
p е безразмерен коефициент, който отчита напречните деформации на почвата (например за пясъци p = 0,76, за глини p = 0,42).
Модулът на общата деформация на почвите може да се определи и от резултатите от полеви изпитвания.
За изчисляване на основите е необходимо да се знае ъгълът на вътрешно триене f и специфичнияткохезия на почвата. Има нормативни и изчислени стойности на ъгъла на вътрешно триене и кохезията на почвата. При изчисленията за втората група гранични състояния φn = φn; cn = cn (индекс "II" показва, че изчислението се извършва за втората група гранични състояния).
Кохезията и ъгълът на вътрешно триене на почвата могат да се определят от резултатите от полеви изследвания и в лаборатория. В лабораторни условия тези характеристики се определят на устройства за срязване (фиг. 11.4).
Ориз. 11.4. Схема на устройството за изпитване на почвата за срязване:
1,2 - метални цилиндри; 3 - печат; 4 - индикатор
Проба от почва, поставена в устройство за срязване, се срязва от сила T при различни налягания, произтичащи от натоварването N. Въз основа на резултатите от изпитването се начертава графика на срязване на почвата (фиг. 11.5) и се определят специфичната кохезия и ъгълът на вътрешно триене. Графиката е построена в осите p-m, където налягане p = N/Ai съпротивление на срязване на почвата m = T/A (A е площта на напречното сечение на пробата).
Устойчивостта на почвата на срязване се изразява чрез зависимостта
Под натиска на основата почвата се изстисква изпод основата (измества) и характеристиките на нейната работа при срязване (специфична адхезия c и коефициент на вътрешно триене f) са необходими за определяне на носещата способност на почвата. Тяхната стойност се влияе от размера на частиците, коефициента на порьозност и влажността на почвата.
След установяване на наименованието на почвата, коефициента на порьозност, а за глинестите почви също и индекса на течливост, сцеплението и ъгълът на вътрешно триене на почвите могат да бъдат определени от таблиците (таблици 11.5, 11.6). По-точните стойности на адхезията и ъгъла на вътрешно триене се определят чрез директно изпитване на почвите.