Относительная деформация просадочности esl - отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его замачивания при заданном давлении (давление вышележащего грунта плюс давление от сооружения) к высоте образца природной влажности.
Относительная деформация просадочности грунта определяется на основе испытаний грунта в лабораторных условиях по формуле:
где h и h1 - высота образца, соответственно природной влажности и после его полного водонасыщения при давлении р.
h0 - высота, того же образца природной влажности
Начальное просадочное давление psl - это минимальное давление, при котором проявляются просадочные свойства грунта при его полном водонасыщении.
За начальное просадочное давление psl принимают давление, соответствующее давлению, при котором относительная деформация просадочности esl = 0,01.
. Начальная просадочная влажность Wsl - это минимальная влажность, при которой от внешней нагрузки и (или) собственного веса грунта проявляются его просадочные свойства и относительная деформация просадочности esl = 0,01.
Относительная деформация просадочности грунта esl тем больше, чем больше приложенное к грунту давление
Лабораторные и полевые методы определения характеристик просадочности грунтов.
В соответствии с ГОСТ 23161-2012 характеристики просадочности определяют по относительной деформации, полученной по результатам испытаний образцов грунта ненарушенного сложения в компрессионных приборах.
Испытания проводят на образцах грунта с замачиванием их водой при давлении, последовательно увеличиваемом ступенями.
Испытания просадочных грунтов в компрессионных приборах выполняют по схемам:
«одной кривой» - для определения относительной просадочности при одной заданной величине давления;
«двух кривых» - для определения относительной просадочности при различных давлениях и начального просадочного давления.
При испытаниях по схеме «одной кривой» нагрузку штампа на образец грунта с природной влажностью производят ступенями до заданного давления Рi. После условной стабилизации осадки образца грунта на ступени давления, соответствующей Рi, образец грунта замачивают водой, продолжая замачивание до условной стабилизации просадки.
Испытания по схеме «двух кривых» проводят на двух образцах грунта, отобранных из одного монолита. Один образец испытывают при природной влажности, а второй образец замачивают до его нагрузки до полного водонасыщения. Замачивание начинают не менее чем за 3 ч до начала испытания для просадочных супесей и 6 ч - для просадочных суглинков и глин. Затем производят нагрузку на образец ступенями до заданного давления Р3, продолжая замачивание. Величину Р3 в испытаниях по схеме «двух кривых» принимают в интервале 0,2 - 0,4 МПа.
Величины относительной просадочности esl для различных давлений при испытаниях по схеме «двух кривых» определяют как разность значений относительного сжатия образцов в водонасыщенном состоянии ew и природной влажности ee или разности ординат соответствующих кривых графика e = f(p) (рис. 7).
Значения характеристик просадочности могут быть определены также в полевых условиях по испытаниям грунта штампом с замачиванием. Используют методы, называемые комбинированным и упрощенным. При первом методе испытания проводят двумя стандартными штампами, установленными на расстоянии 3 - 4 м друг от друга. В первом пункте штамп устанавливают на просадочный грунт естественной влажности, нагружают его отдельными ступенями до заданного давления, после чего грунт основания штампа замачивают до стабилизации просадки. Во втором пункте грунт предварительно водонасыщается на глубину 0,8 - 1 м и в дальнейшем штамп нагружают ступенями до заданной нагрузки с непрерывным замачиванием грунта (рис. 9 а).
По упрощенному методу испытания просадочного грунта при естественной влажности и в водонасыщенном состоянии проводят на одном штампе. Сначала штамп нагружают отдельными ступенями при естественной влажности грунта до давления, близкого к начальному просадочному давлению. Затем при этом давлении грунт замачивают до полного водонасыщения на глубину не менее 0,8 - 1 м и после этого продолжают нагружение штампа при непрерывном замачивании до заданной нагрузки. При обработке результатов испытаний (рис.9 б) кривая осадки грунта в водонасыщенном состоянии экстраполируется влево до р = 0, а кривая осадки при естественной влажности - вправо. Начальное просадочное давление определяется по построенным кривым зависимости осадки от нагрузки для водонасыщенного состояния и принимается равным пределу пропорциональности на графике «нагрузка-осадка», характеризующему переход фазы уплотнения просадочного грунта в фазу просадки.