Главная страница >> Водонасыщенные глинистые грунты >> Разрушение коагуляционных структур первичных каолинов под воздействием одноосного и трехосного сжатия

Разрушение коагуляционных структур первичных каолинов под воздействием одноосного и трехосного сжатия

Интересные исследования разрушения коагуляционных структур первичных каолинов под воздействием одноосного и трехосного сжатия были проведены А. Я. Туровской. До приложения нагрузки каолин не обнаруживал ориентации частиц. Под воздействием нагрузки частицы каолина занимали сначала перпендикулярное положение к направлению перемещения частиц, а с появлением зоны сдвига поворачивались под углом 450.

Следует отметить, что, по данным Лэмба, структура «карточный домик» под воздействием внешних сил переходит в более упорядоченную структуру с нормальным расположением граней частиц по отношению к нормальным или касательным силам. Для плотных глин этот эффект усиливается с увеличением влажности. Данные Лэмба хорошо согласуются с результатами исследований А. Я. Туровской.

Изучая характер относительного расположения частиц глинистых грунтов так называемого сложения «карточный домик», М. Н. Гольдштейн высказал предположение, что при уплотнении нагрузками глинистый грунт не сразу приобретает конечное плотное «пакетное» сложение, а имеет промежуточное «пакетно-карточное» сложение.

Для изучения механизма деформации глинистых коллоидных структур под воздействием внешних сил Рельтов провел наблюдение за изменением электропроводности призм, состоящих из смеси графита с трансформаторным маслом и перемятой нижнекембрийской глиной, в процессе их скашивания. Графитовые частицы, имеющие пластинчатую форму, образовали в трансформаторном масле структуры типа «карточного домика». Электропроводность смеси обусловливалась пробоем тонких слоев масла в зазорах между частицами. В результате многочисленных исследований удалось установить, что при приложении нормальных или сдвигающих нагрузок к структурам типа «карточный домик» углы, образуемые плоскими гранями контактирующих частиц, изменяются. Среди различных видов деформаций встретятся и такие, при которых острые углы между гранями будут уменьшаться, а тупые увеличиваться. При мгновенном приложении нагрузок разной величины угловые деформации могут происходить настолько быстро, что в зонах соприкосновения гидратных слоев в углах контактирующих частиц жидкость не успевает вытесняться. В этой области возникнут напряжения, которые разрушат сцепление в контактах между частицами и будут стремиться оторвать их друг от друга. С увеличением расстояния между частицами взаимное притяжение частиц ослабевает и общая прочность системы уменьшается.

По-видимому, именно так происходит нарушение природной структуры сильносжимаемых водонасыщенных глинистых грунтов при приложении динамических нагрузок.

Измерения сопротивления сдвигу образцов речного ила (Архангельск и Рига), водонасыщенного лёсса (Оби-Киик, Грозный) и озерного ила (Красноармейск), проведенные нами на срезном приборе конструкции Маслова-Лурье и методом шариковой пробы Н. А. Цытовича, также показали, что после нарушения природного сложения грунта его прочность (сопротивление сдвигу) значительно снижается. Аналогичные результаты получены Г. И. Тер-Степаняном при исследовании иольдовых глин, Л. Бьеррумом и И. Розенквистом при исследовании норвежских плывунных глин и др.

Исследования В. И. Савельева, проведенные на морских илах из различных районов, на сжимаемость показали, что с увеличением глубины залегания сжимаемость грунтов уменьшается. Образцы илов с глубины, до 2,5 м значительно деформировались при нагрузках, больших 0,25 кгс/см2, тогда как илы с глубины 7,5 м и более сжимались только при нагрузках более 2 кгс/см2, что свидетельствует об их высокой структурной прочности.