Просадки грунтов от собственного веса

Просадки поверхности грунтов от собственного веса при замачивании их сверху характеризуются: вертикальными перемещениями, называемыми просадками; наклоном; кривизной поверхности и горизонтальными перемещениями, т. е. практически теми же видами деформаций, что и при горных выработках.

Величина просадки поверхности грунта от собственного веса в средней части замачиваемой площади вследствие возникающих сил трения и сцепления между увлажненной зоной и окружающим ее неувлажненным массивом грунта в значительной мере зависит от ширины замачиваемой площади. При недостаточных размерах ширины замачиваемой площади даже при обильном увлажнении грунта на глубину, превышающую границу, с которой происходит просадка грунта от собственного веса, последняя часто отсутствует. Это означает, что для возникновения просадки грунта от собственного веса для каждого вида грунта необходимы определенные размеры замачиваемой площади или увлажненной зоны. Одновременно с этим полная просадка грунта начинает проявляться только при определенных размерах источников замачивания.

Горизонтальные перемещения грунтов при просадках от собственного веса

Выполненные в разное время исследования позволили установить, что горизонтальные перемещения поверхности грунта — это следствие неравномерных вертикальных перемещении — просадок и изменения напряженного состояния грунта вследствие замачивания и его просадки.

Эксперименты показывают, что в первый период замачивания наблюдаются только просадка грунтов при отсутствии горизонтальных перемещений. Последние появляются лишь при относительной разности просадки около 3—5 мм на 1 м и в дальнейшем по мере увеличения разности просадки увеличиваются до максимальной величины, соответствующей данному виду грунта и условиям замачивания.

В плане горизонтальные перемещения проявляются практик чески в пределах тех же участков, на которых происходят неравномерные просадки грунта, т. е. на криволинейных участках кривой просадки поверхности грунта. С увеличением времени развития неравномерных просадок соответственно возрастает область горизонтальных перемещений грунта.

В начальных точках криволинейного участка кривой просадки грунта горизонтальные перемещения равняются нулю. По мере удаления от этих точек горизонтальные перемещения увеличиваются до некоторой максимальной величины, при дальнейшем удалении абсолютная величина горизонтальных перемещений уменьшается до нуля. Векторы горизонтальных перемещений поверхности грунта направлены к центру замачиваемой площади.
Максимальная величина горизонтальных перемещений наблюдается, как правило, в точках, где величина просадки грунта равняется половине максимальной величины на рассматриваемом поперечнике.

В общем случае при замачивании площадей значительных в плане размеров горизонтальные перемещения поверхности грунта характеризуются наличием трех зон: зон горизонтального уплотнения, зон горизонтального разуплотнения грунта и нейтральной зоны.

В пределах зон горизонтального уплотнения происходит уплотнение грунта с перемещением его от периферии в сторону центра замачиваемой площади. По мере удаления от границы нейтральной зоны абсолютная величина горизонтальных перемещений поверхности грунта увеличивается до максимальной величины на границе с зоной горизонтального разуплотнения.

В пределах зон горизонтального разуплотнения грунта так же происходят горизонтальные перемещения поверхности грунта в сторону оси замачиваемой площади. Но так как с удалением от границы зоны уплотнения полная величина горизонтальных перемещений постепенно уменьшается до нуля, они приводят к разуплотнению грунта у поверхности. Разуплотнение грунта выражается появлением в нем растягивающих напряжений и образованием просадочных трещин, которые, как правило, располагаются только в пределах этой зоны.

Границы зон горизонтального уплотнениями разуплотнения грунта, характеризуемые максимальной абсолютной величиной горизонтальных перемещений, практически совпадают с участком максимального наклона кривой просадки грунта от собственного веса. В связи с этим для аналитических расчетов ширину распространения каждой из этих зон в плане можно принять одинаковой и равной половине длины криволинейного участка кривой просадки.

В нейтральной зоне, совпадающей в плане с горизонтальным участком просадки грунта, в пределах которого просадки грунта практически равномерные, горизонтальные перемещения поверхности отсутствуют. При замачивании лессового грунта с площадей ограниченной ширины, например из каналов, траншей и т. п. источников нейтральная   зона  пропадает  и  горизонтальные   перемещения  будут характеризоваться  наличием зон уплотнения и разуплотнения грунта.

В процессе просадки грунта при постепенном увеличении размеров увлажненной зоны происходит постепенное перемещение границ описанных выше зон, вследствие чего,  плавный характер распределения горизонтальных перемещений будет искажаться.

На ровном участке и при горизонтальном напластовании грунтов горизонтальные перемещения развиваются практически симметрично относительно центра замачиваемой площади. При наклонных напластованиях грунтов максимальная величина развития горизонтальных перемещений смещается в сторону, противоположную падению слоев. На косо-горных участках горизонтальные перемещения развиваются в основном в верхней части и абсолютная величина их резко возрастает.

Изучение горизонтальных перемещений в массиве показало, что с увеличением глубины они уменьшаются в зоне горизонтального разуплотнения практически по прямолинейному закону, а в зоне горизонтального уплотнения — по криволинейному. Подобный характер развития горизонтальных перемещений в массиве грунта обуславливается тем, что в результате просадок за пределами замачиваемой площади происходит образование призм обрушения и поворот их относительно некоторой оси.

Эпюра развития горизонтальных перемещений по глубине показывает, что с глубиной уменьшается не только абсолютная величина горизонтальных перемещений, но и зона их развития. Области развития горизонтальных перемещений по глубине имеют форму, близкую к полуэллипсу.

Под влиянием горизонтальных перемещений, вследствие возникающих дополнительных напряжений, в зонах горизонтального уплотнения происходит некоторое повышение степени плотности верхнего слоя грунта, залегающего от поверхности до глубины, с которой происходит просадка грунта от собственного веса.