В этой статье мы рассмотрим, от чего зависит и как отличается прочность при растяжении у разных типов грунтов.
Мы опишем особенности следующих материалов:
- Скальных
- Связных дисперсных
- Мерзлых
Прочность на растяжение скальных грунтов
При растяжении скального грунта в нем сначала возникают упругие деформации. После увеличения нагрузки они становятся необратимыми. Материал раскалывается с образованием неровного шероховатого раскола. Такой тип разрушения называется хрупким.
Прочность при растяжении зависит от:
- Структуры грунта
- Дисперсности
- Выветрелости
- Наличия дефектов
- Влажности
Детальнее об этих факторах вы можете прочитать в наших статьях Прочность грунта и Прочность грунта на сжатие.
Большее сопротивление оказывают магматические и метаморфические грунты с кристаллизационными связями. Это прочные связи между молекулами минералов породы, образующими кристаллические решетки разной формы.
Осадочные разновидности более слабые из-за преобладания смешанных связей (цементационных и коагуляционных). Цементационные образуются за счет соединения отдельных частиц глиной, известняком, кремнием оксидами железа. Коагуляционные формируются слабыми контактами между отдельными молекулами, которые ослабевают и разрушаются под воздействием воды.
Прочность мелкозернистых и мелкокристаллических грунтов больше, чем у крупнокристаллических и крупнозернистых. Показатель всегда выше при растягивании вдоль слоистости. Это обусловлено тем, что связи внутри слоев прочнее, чем между ними.
В таблице ниже дана прочность на растяжение некоторых видов скальных грунтов.
У одного и того же типа грунтов прочность на растяжение может меняться в зависимости от степени выветрелости, трещиноватости и наличия крупных пор.
Кроме особенностей самого грунта на прочность при растяжении влияют и внешние факторы:
- Влажность
При повышении этого показателя прочность уменьшается. - Состав поровой жидкости
Прочность на растяжение падает при высоком содержании сульфатов, карбонатов и гидрокарбонатов.
Прочность на растяжение связных дисперсных грунтов
У дисперсных грунтов прочность на растяжение зависит от типа внутренних связей и консистенции. Литифицированные (окаменевшие) разновидности с кристаллическими связями значительно дольше сопротивляются разрыву, чем грунты с цементационными и коагуляционными контактами между частицами. Прочность выше у глинистых грунтов, чем у пылеватых. Она снижается при появлении примесей песка.
Самый высокий показатель прочности у грунтов твердой консистенции. У них возникают как упругие, так и пластические деформации. Разрушение образцов идет по хрупкому типу.
У грунтов пластичной консистенции показатель падает в 10-20 раз. При нагрузке преобладают пластичные деформации. Это связано с ослаблением связей между частицами за счет образования водной пленки, разрушения цементирующего вещества и кристаллической решетки.
Прочность на растяжение мерзлых грунтов
Прочность на растяжение мерзлых грунтов обеспечивается криогенными связями. Они образуются за счет сцепления кристаллов льда с породой. Сопротивляться разрыву могут даже крупнообломочные и песчаные разновидности с высокой льдистостью.
На прочность мерзлых грунтов влияют такие фактор
- Количество льда
Чем выше оледенение грунта, тем он прочнее. - Тип включений
Прочность на растяжение выше у грунтов с ледяными прослойками и глыбами, чем с мелкими ледяными включениями в порах - Форма включений
Если кристаллы льда неправильной формы проникают в грунтовые поры, они лучше скрепляют частицы между собой. - Тип грунта
Глинистые мерзлые грунты имеют более высокую сопротивляемость растяжению, чем крупнообломочные или песчаные. Это обусловлено дополнительными цементирующими и коагуляционными связями между мелкими частицами. У торфа неразложившиеся остатки растений играют роль своеобразной арматуры, что значительно повышает его прочность на растяжение. - Засоленность
При высоком содержании солей падает температура замерзания воды, снижается льдистость грунта, а значит и его прочность. - Температура
При снижении температуры прочность на растяжение возрастает, а при ее повышении падает.
После оттаивания льда прочность на разрыв мерзлых грунтов резко падает. У песка или крупнообломочного грунта она приближается к нулю.
Растяжение грунта чаще всего происходит под влиянием гравитации, воздействием водных и воздушных потоков. Поэтому показатель важно знать при создании креплений подземных выработок, возведении дамб и плотин, изучении эрозии плодородных почв. В частном строительстве его часто игнорируют. Но при планировке зданий на склоне и обустройстве подвальных помещений этот показатель лучше определить.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#грунты #полезные советы #свойства грунтов #растяжение #характеристики грунтов #строительные советы #грунт #строительный грунт #растяжение грунтов #одноосное растяжение грунта