Относительная просадочность

Относительная просадочность представляет собой отношение изменения толщины слоя грунта при его замачивании под заданным давлением к его первоначальной толщине в природном залегании.

Относительная просадочность лессовых грунтов определяется, как правило, в компрессионных приборах на образцах ненарушенной структуры  путем испытания их методами;
одной кривой с испытанием одного образца грунта и замачиванием его на конечной ступени нагрузки. Метод позволяет определить сжимаемость грунта при природной или заданной влажности и относительную просадочность при заданном давлении на грунт;

двух кривых, основанном на испытании двух образцов грунта с одинаковой степенью плотности, из которых один испытывается при природной влажности, а другой  в водонасыщенном состоянии. Этот метод обеспечивает определение сжимаемости грунта при природной влажности и полном водонасыщении, относительной просадочности в интервале изменения давления от нуля до конечного, начального просадочного давления;
комбинированным, представляющим собой сочетание методов одной и двух кривых упрощенным, основанным на испытании одного образца грунта и загружении его вначале при природной влажности до давления 0,1 МПа, но менее природного от собственного веса грунта, замачивании грунта при этом давлении и последующем догружении до заданного давления при непрерывном замачиваний. Метод позволяет определить те же характеристики грунта, что и метод двух кривых.

Иногда применяется также упрощенный метод, включающий испытание одного образца грунта при природной влажности до давления 0,2—0,3 МПа с последующим его замачиванием и догружением и экстраполяцией сжатия грунта в водонасыщенном состоянии по логарифмической кривой.

При определении относительной просадочности грунтов в компрессионных приборах по любому методу следует иметь ввиду, что получаемые результаты имеют значительную вариантность вследствие чего отдельные значения  даже при испытаниях одного образца могут отличаться в 1,5—3 и даже 5 раз. Столь значительные колебания в значениях могут быть объяснены малыми размерами образцов, некоторой неоднородностью грунта вследствие карбонатных и других включений или, наоборот, наличием пор повышенного размера, неизбежными ошибками при проведении исследований и др. факторами.

Многочисленные исследования показывают, что относительная просадочность зависит в основном от: давления на грунт, степени плотности грунта природной влажности и его состава, степени повышения влажности.

Зависимость относительной просадочности от давления на грунт выражается характерной кривой, в соответствии с которой при увеличении давления относительная просадочность вначале возрастает до максимального значения, а затем по мере повышения давления снижается до нуля. Давление на грунт, при котором относительная просадочность достигает максимальной величины, М. Н. Гольдштейн  называет первым порогом просадочности. Обычно для лессов, лессовидных супесей и суглинков оно равняется 0,2—0,5 МПа, лессовидных глин 0,4—0,6 МПа. По аналогии вторым порогом просадочности является давление, соответствующее снижению относительной просадочности до нуля. Это давление чаще всего изменяется в пределах 1—2 МПа.

Зависимость относительной просадочности от давления вызывается тем, что при нагружении просадочного грунта природной влажности при определенной величине нагрузки происходит разрушение его структуры с резким увеличением сжатия без повышения влажности грунта. При этом деформация сжатия образца по мере повышения давления продолжается до тех пор, пока не будет достигнуто предельно плотное состояние грунта, определяемое составом его минеральной части. В процессе испытания просадочного грунта при полном водонасыщении  разрушение его структуры происходит при значительно меньшем давлении на грунт и по мере повышения давления также при определенном его значении достигается предельная степень плотности грунта. Недоуплотненное состояние просадочных грунтов при повышении степени их плотности снижается и в связи с этим относительная просадочность по мере, повышения объемной массы скелета грунта уменьшается. Аналогичным образом с увеличением природной или исходной влажности грунта относительная просадочность снижается  и при степени влажности 0,7—0,8 чаще всего оказывается меньше 0,01.

Ранее считалось, что по мере повышения степени влажности грунта при его замачивании относительная просадочность возрастает и достигает максимального значения при полном водонасыщении грунта. Однако выполненные НИИОСП  в последнее время исследования показали, что относительная просадочность с повышением конечной влажности возрастает до определенного предела, а затем, несмотря на увеличение влажности, снижается. По данным этих исследований максимальная величина относительной просадочности проявляется не при полном водонасыщении, а при некоторой более низкой влажности, при которой создаются наиболее оптимальные условия для уплотнения и проявления просадки грунта. Влажность, при которой достигается наибольшая относительная просадочность по аналогии со стандартным уплотнением, названная оптимальной, оказывается близкой к границе раскатывания.

Зависимость относительной просадочности от состава грунта выражается тем, что с увеличением числа пластичности уменьшается, т. е. наибольшей просадочностью при прочих равных условиях обычно обладают супеси, а меньшей — глины.