Сцепление грунта (с) – это один из параметров, от которого зависит прочность грунта при сдвиге. Его вычисляют по формуле соотношением вертикального и касательного напряжений или определяют на графике. Измеряется сцепление в килопаскалях (кПа).
На показатель влияет тип химических связей в породе. Свойство характерно для глинистых и скальных грунтов. Устойчивость к сдвигу несвязных дисперсных грунтов обеспечивает трение между отдельными зернами, поэтому сцепление в этом случае играет минимальную роль.
От чего зависит сцепление грунта и на что оно влияет
Сцепление обеспечивают химические связи между молекулами минеральных компонентов грунтов.
Основные разновидности связей:
- Коллоидные – это электрохимические контакты между молекулами минералов и воды
- Цементационные – связи между частицами и минералами, которые играют роль цемента
- Кристаллизационные – связи между отдельными молекулами, образующими кристаллические решетки
Наименьшей силой обладают коллоидные или водно-коллоидные связи. Больше всего на них влияет влажность. Но это единственный тип структурных связей, способный восстанавливаться после разрушения. Встречаются они в глинистых грунтах.
Цементационные связи достаточно прочные. Они характерны для литифицированных (окаменевших) глин и некоторых скальных грунтов. После разрушения такие связи не восстанавливаются. Но они могут опять возникать в массивах через несколько десятилетий или столетий.
Кристаллизационные связи присутствуют в скальных грунтах и некоторых глинистых. Они прочные, но необратимо разрушаются при нагрузках. Кристаллические решетки в обычных условиях не восстанавливаются, так как для их образования нужны высокие температуры и давление.
Прочные контакты между элементами обеспечивают упругость грунта – способность после уменьшения нагрузки восстанавливать свой объем и форму. Коллоидные контакты даже после смещения частично возобновляются. Это увеличивает способность грунтов сопротивляться сдвигу.
На сцепление влияют и другие характеристики:
- Пористость и плотность
Сцепление рыхлого грунта с большим количеством пор всегда слабее. - Влажность
При высокой влажности вокруг мелких глинистых частиц образуются пленки воды. Чем больше их толщина, тем слабее связи между зернами и агрегатами, а значит – и сцепление. Влажность влияет в основном на показатели глинистого грунта. - Минеральный состав
Минералы грунта определяют тип связей между его химическими элементами. Самые прочные они у магматических и метаморфических пород, образованных в недрах земли при высоких температурах и давлении. Несколько ниже сцепление у осадочных скальных и глинистых связных грунтов.
Сцепление бывает:
- Структурным – оно обеспечивается химическими контактами между отдельными элементами грунта; присутствует в нем изначально
- Удельным – оно определяется во время испытаний на сдвиг и напрямую зависит от вертикальных нагрузок
Сцепление обеспечивает устойчивость грунта при воздействии касательных сдвигающих сил, влияет на прочность и несущую способность. При высоком показателе грунтовый массив становится надежным основанием под фундаментом или дорожным полотном.
Практическое значение показателя
Удельное и структурное сцепление больше всего влияет на прочность скальных и глинистых грунтов при сдвиге. У песков этот параметр больше зависит от угла внутреннего трения. Сцепление лишь незначительно влияет на прочность пылеватых и мелких песков.
Сцепление можно определить в ходе опытов или взять готовую цифру из нормативных документов. Показатель используется для расчета напряжений при испытаниях на сдвиг.
Информация о сцеплении грунтов необходима при:
- Закладке фундаментов и возведении домов любого типа
- Строительстве промышленных объектов
- Прокладке автомобильных трасс, железных дорог, взлетных полос аэродромов
- Прокладке грунтовых дорог, обустройстве пешеходных зон
- Строительстве дамб, плотин, трубопроводов, путепроводов
- Разработке карьеров и подземных шахт
- Укреплении речных берегов и горных склонов
- Прогнозировании горных обвалов, размыва берегов во время наводнений
Подробно о всех перечисленных пунктах, а также о расчете напряжений при испытаниях на сдвиг вы можете прочитать в статье Прочность грунта на сдвиг.
Определение удельного сцепления и других прочностных характеристик грунта требует опыта и специального оборудования. Поэтому услугу по определению этого показателя нужно заказывать у специалистов.
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 #удельное сцепление грунта #характеристики грунтов #строительные советы #грунт #строительный грунт #сцепление грунтов #сцепление