Lors de la conception des fondations des bâtiments et des structures, de nombreux facteurs doivent être pris en compte. Une attention particulière doit être portée à la composition et à la structure du sol. Certaines de ses espèces sont capables de s'affaisser lorsque l'humidité augmente sous son propre poids ou sous l'effet d'une charge externe. D'où le nom de ces sols - "affaissement". Examinez davantage leurs fonctionnalités.
Vues
La catégorie considérée comprend:
- Sols de loess (lisier et loess).
- Argiles et limons.
- Types distincts de boues de couverture et de limons.
- Déchets industriels en vrac. Ceux-ci incluent, en particulier, les cendres, la poussière de grille.
- Sols limono-argileux à haute résistance structurale.
Spécificités
Au stade initial de l'organisation de la construction, il est nécessaire de mener une étude de la composition du sol du site pour identifier d'éventuelles déformations. Leur occurrenceen raison des particularités du processus de formation du sol. Les couches sont dans un état insuffisamment compacté. Dans un sol de loess, un tel état peut persister pendant toute la durée de son existence.
L'augmentation de la charge et de l'humidité provoque généralement un compactage supplémentaire dans les couches inférieures. Cependant, comme la déformation dépendra de la force de l'influence extérieure, le compactage insuffisant de l'épaisseur par rapport à la pression extérieure dépassant la contrainte de sa propre masse restera.
La capacité à fixer les sols mous est déterminée lors d'essais en laboratoire par le rapport entre la réduction de la résistance lorsqu'il est mouillé et la pression d'action.
Propriétés
En plus du sous-compactage, les sols qui s'affaissent se caractérisent par une faible teneur en humidité naturelle, une composition poussiéreuse et une résistance structurelle élevée.
La saturation du sol en eau dans les régions du sud est généralement de 0,04 à 0,12. Dans les régions de Sibérie, la zone médiane, l'indicateur est compris entre 0,12 et 0,20. Le degré d'humidité dans le premier cas est 0, 1-0, 3, dans le second - 0, 3-0, 6.
Résistance structurelle
C'est principalement dû à l'adhérence de la cimentation. Plus l'humidité pénètre dans le sol, plus la résistance est faible.
Les résultats de la recherche ont montré que les minces films d'eau ont un effet de calage sur les formations. Ils agissent comme un lubrifiant, facilitant le glissement des particules de sol qui s'affaissent. Les films permettent une pose plus dense des couches sous influence extérieure.
Embrayage saturél'humidité du sol qui s'affaisse est déterminée par l'influence de la force d'attraction moléculaire. Cette valeur dépend du degré de densité et de la composition de la terre.
Caractéristiques de processus
Drawdown est un processus physique et chimique complexe. Il se manifeste sous la forme d'un compactage du sol dû au mouvement et au tassement plus dense (compact) des particules et des agrégats. De ce fait, la porosité totale des couches est réduite à un état correspondant au niveau de pression agissant.
L'augmentation de la densité entraîne une certaine modification des caractéristiques individuelles. Par la suite, sous l'influence de la pression, le compactage continue, respectivement, la résistance continue d'augmenter.
Conditions
Pour que les prélèvements se produisent:
- La charge de la fondation ou sa propre masse, qui, lorsqu'elle est mouillée, va vaincre les forces de cohésion des particules.
- Niveau d'humidité suffisant. Il aide à réduire la force.
Ces facteurs doivent fonctionner ensemble.
L'humidité détermine la durée de déformation des sols qui s'affaissent. En règle générale, cela se produit dans un délai relativement court. Cela est dû au fait que la terre est principalement dans un état de faible humidité.
La déformation dans un état saturé d'eau prend plus de temps car l'eau filtre à travers le sol.
Méthodes pour déterminer la densité du sol
L'affaissement relatif est déterminé par des échantillons de structure non perturbée. Pour cela, un dispositif de compression est utilisé -densimètre du sol. Les méthodes suivantes sont utilisées dans l'étude:
- Courbe unique avec analyse d'un échantillon et son trempage à l'étape finale de la charge actuelle. Avec cette méthode, il est possible de déterminer la compressibilité du sol à une humidité donnée ou naturelle, ainsi que la tendance relative à se déformer à une certaine pression.
- Deux courbes testant 2 échantillons avec le même degré de densité. L'un est étudié à l'humidité naturelle, le second - à l'état saturé. Cette méthode vous permet de déterminer la compressibilité sous humidité totale et naturelle, la tendance relative à la déformation lorsque la charge passe de zéro à finale.
- Combiné. Cette méthode est une combinaison modifiée des deux précédentes. Le test est effectué sur un seul échantillon. Il est d'abord examiné dans son état naturel à une pression de 0,1 MPa. L'utilisation de la méthode combinée permet d'analyser les mêmes propriétés que la méthode des 2 courbes.
Points importants
Lors des essais dans des densimètres de sol utilisant l'une des options ci-dessus, il faut tenir compte du fait que les résultats des études varient considérablement. À cet égard, certains indicateurs, même lors du test d'un échantillon, peuvent différer de 1, 5-3 et, dans certains cas, même de 5 fois.
De telles fluctuations importantes sont associées à la petite taille des échantillons, à l'hétérogénéité du matériau due au carbonate et à d'autres inclusions, ou à la présence de grands pores. L'inévitableerreurs de recherche.
Facteurs d'influence
Au cours de nombreuses études, il a été établi que l'indicateur de la tendance du sol à l'affaissement dépend principalement de:
- Pression.
- Degrés de densité du sol avec humidité naturelle.
- Composition du sol d'affaissement.
- Niveau d'augmentation de l'humidité.
La dépendance à la charge se reflète dans la courbe, selon laquelle, avec une augmentation de l'indicateur, la valeur de la propension relative à changer en premier atteint également sa valeur maximale. Avec l'augmentation subséquente de la pression, elle commence à se rapprocher de zéro.
En règle générale, pour les loams sableux de type loess, les loesses, les loams, la pression est de 0,2 à 0,5 MPa et pour les argiles de type loess - de 0,4 à 0,6 MPa.
La dépendance est causée par le fait que dans le processus de chargement du sol d'affaissement avec une saturation naturelle à un certain niveau, la destruction de la structure commence. Dans ce cas, une forte compression est notée sans modification de la saturation en eau. La déformation au cours de l'augmentation de la pression se poursuivra jusqu'à ce que la couche atteigne son état extrêmement dense.
Dépendance à la composition du sol
Il s'exprime par le fait qu'avec une augmentation du nombre de plasticité, l'indicateur de la tendance relative à la déformation diminue. En termes simples, un plus grand degré de variabilité de la structure est caractéristique du lisier, un plus petit - pour l'argile. Naturellement, pour que cette règle soit vraie, les autres conditions doivent être égales.
Pression initiale
Lors de la conception des fondations des bâtiments et des structuresla charge des structures au sol est calculée. Dans ce cas, la pression initiale (minimale) est déterminée, à laquelle la déformation commence à pleine saturation en eau. Il viole la résistance structurelle naturelle du sol. Cela conduit au fait que le processus normal de compactage est perturbé. Ces changements, à leur tour, s'accompagnent d'une restructuration structurelle et d'une densification intense.
Compte tenu de ce qui précède, il semble qu'au stade de la conception lors de l'organisation de la construction, la pression initiale devrait être prise proche de zéro. Cependant, dans la pratique, ce n'est pas le cas. Le paramètre spécifié doit être utilisé de telle sorte que l'épaisseur soit considérée comme non affaissement selon les règles générales.
Affectation des indicateurs
La pression initiale est utilisée lors de la conception des fondations sur des sols en affaissement pour déterminer:
- Charge de conception à laquelle il n'y aura pas de modifications.
- La taille de la zone dans laquelle le compactage se produira à partir de la masse de la fondation.
- La profondeur requise de déformation du sol ou l'épaisseur du coussin de sol, en excluant complètement la déformation.
- La profondeur à partir de laquelle les changements de la masse du sol commencent.
Hygrométrie initiale
C'est ce qu'on appelle l'indicateur auquel les sols dans un état stressé commencent à s'affaisser. Lors de la détermination de l'humidité initiale, une valeur relative de 0,01 est prise comme valeur normale.
La méthode de détermination du paramètre est basée sur des tests de compression en laboratoire. 4 à 6 échantillons sont nécessaires pour l'étude. Les deux méthodes sont utiliséescourbes.
Un échantillon est testé à l'humidité naturelle avec chargement jusqu'à la pression maximale en étapes séparées. Avec lui, le sol est trempé jusqu'à ce que l'affaissement se stabilise.
Le deuxième échantillon est d'abord saturé d'eau, puis, avec un trempage continu, chargé à la pression ultime dans les mêmes étapes.
L'hydratation des échantillons restants est effectuée selon des indicateurs qui divisent la limite d'humidité de la saturation initiale à la pleine saturation en eau en intervalles relativement égaux. Ensuite, ils sont examinés dans des dispositifs de compression.
L'augmentation est obtenue en versant le volume d'eau calculé dans les échantillons avec un maintien supplémentaire pendant 1 à 3 jours jusqu'à ce que le niveau de saturation se stabilise.
Caractéristiques de déformation
Ce sont les coefficients de compressibilité et sa variabilité, module de déformation, compression relative.
Le module de déformation est utilisé pour calculer les indicateurs probables de tassement des fondations et leur non-uniformité. En règle générale, il est déterminé sur le terrain. Pour cela, des échantillons de sol sont testés avec des charges statiques. La valeur du module de déformation est affectée par la teneur en humidité, le niveau de densité, la cohésion structurelle et la résistance du sol.
Avec l'augmentation de la masse du sol, cet indicateur augmente, avec une plus grande saturation en eau, il diminue.
Facteur de variabilité de compressibilité
Il est défini comme le rapport de la compressibilité sous humidité constante ou naturelle aux caractéristiques du sol dans un état saturé en eau.
Correspondancecoefficients obtenus dans des études de terrain et de laboratoire, montre que la différence entre eux est insignifiante. Il est compris entre 0,65 et 2 fois. Par conséquent, pour une application pratique, il suffit de déterminer les indicateurs en laboratoire.
Le coefficient de variabilité dépend principalement de la pression, de l'humidité et de son niveau d'augmentation. Avec une augmentation de la pression, l'indicateur augmente, avec une augmentation de l'humidité naturelle, il diminue. Lorsqu'il est complètement saturé d'eau, le coefficient approche 1.
Caractéristiques de résistance
Ce sont l'angle de frottement interne et de cohésion spécifique. Ils dépendent de la résistance structurelle, du niveau de saturation en eau et (dans une moindre mesure) de la densité. Avec l'augmentation de l'humidité, l'adhérence diminue de 2 à 10 fois et l'angle diminue de 1,05 à 1,2. À mesure que la résistance structurelle augmente, l'adhérence augmente.
Types de sols d'affaissement
Il y en a 2 au total:
- L'affaissement se produit principalement dans la zone déformable de la base sous l'action de la charge de la fondation ou d'un autre facteur externe. Dans le même temps, la déformation due à son poids est presque absente ou ne dépasse pas 5 cm.
- Éventuel affaissement du sol de par sa masse. Il se produit principalement dans la couche inférieure de l'épaisseur et dépasse 5 cm Sous l'action d'une charge extérieure, un affaissement peut également se produire dans la partie supérieure à l'intérieur des limites de la zone déformable.
Le type d'affaissement est utilisé pour évaluer les conditions de construction, développer des mesures anti-affaissement, concevoir des fondations,fondation, le bâtiment lui-même.
Informations complémentaires
L'affaissement peut survenir à n'importe quelle étape de la construction ou de l'exploitation d'une structure. Il peut apparaître après une augmentation de l'humidité de subsidence initiale.
Lors d'un trempage d'urgence, le sol s'affaisse assez rapidement dans les limites de la zone déformable - de 1 à 5 cm/jour. Après l'arrêt de l'apport d'humidité, après quelques jours, le rabattement se stabilise.
Si le trempage initial a eu lieu dans les limites d'une partie de la zone de déformation, à chaque saturation en eau ultérieure, un affaissement se produira jusqu'à ce que toute la zone soit complètement humidifiée. En conséquence, il augmentera avec l'augmentation de la charge sur le sol.
Avec un trempage intensif et continu, l'affaissement du sol dépend du mouvement descendant de la couche d'humidification et de la formation d'une zone saturée en eau. Dans ce cas, l'affaissement commencera dès que le front d'humidification atteindra la profondeur à laquelle le sol s'affaisse sous son propre poids.
