Экспериментальные исследования, проведенные в полевых и лабораторных условиях на слабых водонасыщенных глинистых грунтах Риги, Мурманска, г. Фао (Ирак) и др., показали, что различные грунты (даже сильносжимаемые) уплотняются по-разному. Осадка некоторых из них практически полностью затухает после падения порового давления до нуля или до постоянной величины. Осадка других продолжается и после этого и достигает 80% осадки, обусловленной фильтрационной консолидацией. Этот вопрос весьма важен, так как тот или иной метод уплотнения грунтов выбирается в зависимости от характера их уплотнения и причин, их вызывающих. Как было указано, если уплотнение грунтов определяется отжатием воды из водонасыщенного основания, то для уплотнения основания следует применять вертикальные песчаные дрены, песчаные подушки и т. п. Если однако большая часть осадки (более 40%) основания обусловлена процессами вторичной консолидации, применение этих методов нецелесообразно и основания следует уплотнять песчаными и известковыми сваями, электрохимическими методами и т. д.

Следует отметить, что в последние годы было проведено много исследований, посвященных ползучести грунтов при сдвиге, так как эта проблема связана с устойчивостью откосов, оползнями, длительной прочностью и т. п.

К сожалению, проблеме ползучести грунтов при сжатии, т. е. изучению процессов вторичной консолидации, уделяется очень мало внимания. Автор совместно с А. З. Поповым в 1969-1972 гг. исследовал ползучесть слабых глинистых грунтов при их сжатии (вторичная консолидация).

Для решения этой проблемы были созданы экспериментальные стенды с компрессионным прибором, рассчитайным на испытание образца площадью 60 см² и высотой до 3 см.
Поровое давление в опытах измерялось на нижнем торце образца в условиях одномерной задачи консолидации гидравлическим и струнным датчиками (рис. IV.1), которые обеспечивали точность измерения до 10 гс/см².

Осадку штампа компрессионного прибора определяли двумя индикаторами часового типа с точностью измерения 0,001 мм.

Опыты проводились по следующей схеме: образцы грунта с ненарушенной структурой помещали в компрессионный прибор экспериментального стенда и загружали давлением, при котором исследовались процессы ползучести при сжатии. Опыты проводились по открытой системе, т. е. при возможности отжатая поровой воды из уплотняемого в компрессионном приборе образца к верхнему пористому штампу. Продолжительность опыта достигала трех-шести месяцев. За стабилизацию осадки образца грунта при данном давлении принималась скорость осадки, равная 0,001 мм за четверо суток.

Рис. IV.I. Схема компрессионных приборов для определения характеристик ползучести грунтов при сжатии
а - с гидравлическим датчиком; б - со струнным датчиком; 1 - образец грунта; 2 - корпус прибора; 3 - пористый камень; 4 - перфорированный штамп; 5 - мессуры; 6 - нуль-индикатор; 7 - цилиндр давления; 8 - манометр; 9 - струнный датчик

Более 30 испытаний образцов ила из Мурманска, оз. Сиваш и г. Фао показали следующее. Осадка, обусловленная процессами фильтрационной консолидации, для илов оз. Сиваш составляет 87-93%, для илов г. Фао (Ирак)-78-89%, а для илов с макропористой структурой из Мурманска-56-71% общей величины осадки. Таким образом, очевидно, что грунты различного происхождения, состава и физико-механических свойств характеризуются различной степенью ползучести при сжатии (вторичной консолидации), и для выбора методов уплотнения грунтов необходимо точно знать, какую часть от общей осадки составляет осадка, определяемая процессами вторичной консолидации.

Совершенно очевидно, что опыты по установлению роли вторичной консолидации занимают длительное время (несколько месяцев), трудоемки и дорогостоящи, В связи с этим в настоящее время автором и А. З. Поповым разработаны новые методы определения характеристик вторичной консолидации слабых водонасыщенных глинистых грунтов с использованием прибора для измерения релаксации напряжений. По предлагаемой методике доля осадки, определяемая процессами фильтрационной консолидации, и доля осадки, обусловленной процессами вторичной консолидации, определяется за 4-6 суток, так как экспериментально доказано, что кривые изменения осадки во времени при ползучести грунтов в процессе сжатия подобны кривым падения напряжений в образцах того же грунта при том же напряженном состоянии. Используя предложенные методы, можно достаточно быстро определить и характеристики ползучести грунтов при сжатии.

Анализ затухания осадок различных гражданских и промышленных сооружений, расположенных на водонасыщенных глинистых грунтах в Риге, Мурманске, Фао (Ирак), Кемерово и др., показал, что фактические осадки по величине и скорости достаточно хорошо совпадают с осадками, рассчитанными с учетом вторичной консолидации. При этом в расчетах использовались характеристики ползучести при сжатии грунта, определяемые по изложенной выше методике.

Однако следует отметить, что при строительстве сооружений на илах в различных районах СССР в подавляющем большинстве случаев осадка, обусловленная процессами вторичной консолидации, составляет всего 5-15% общей величины осадки, и поэтому расчеты, выполненные по теории фильтрационной консолидации, получаются достаточно строгими.