Исследования на раннем этапе инженерного изучения грунта

На первом этапе много исследований по изучению свойств грунтов было выполнено не для строительных целей, и потому их результаты не могли быть прямо использованы в фундаментостроении. Весьма обширные исследования свойств грунтов были проведены почвоведами и геологами, естественно, для нужд их собственной специальности.

Ученые-почвоведы касались главным образом изучения свойств грунтов в поверхностных отложениях, в пределах нескольких футов по глубине, как почв, способных играть роль в отношении роста растений. Тем не менее некоторые работы, выполненные ими, имели значение для понимания свойств всех грунтов. Сюда, например, относятся химические процессы, приводящие к нарушению прочности грунтов и их выщелачиванию, влияние преобладающих климатических факторов на характер химических процессов, сопровождающих выветривание пород, а также некоторые вопросы, связанные с дренированием толщи грунтов, и ряд им подобных. Эти исследования носят специальный характер, но изучение их результатов тем не менее рекомендуется инженерам-строителям, специализирующимся на лабораторных исследованиях грунтов, а также на укреплении грунтов в полотне дорог и на аэродромах. Такое же значение имеют некоторые интересные подходы к изучению глин, выполненные инженерами керамической промышленности и химиками.

Подход геологов к проблемам, касающимся грунтов, естественно, отличается от подхода инженеров. Геолог будет называть породой любой материал, слагающий земную кору, независимо от того, твердый он или мягкий, и интересуется главным образом происхождением пород и условиями их образования. Систематическое изучение поведения грунтов под нагрузкой, в чем в основном заинтересованы строители, геологами не предпринималось. Однако в других отношениях они могут оказать инженерам совершенно необходимую в их работе помощь. Сотрудничество геологов и инженеров, следовательно, оказывается весьма существенным.

Инженеры-строители, таким образом, были вынуждены сами решать свои проблемы, связанные с грунтами. Одна из наиболее ранних попыток в этой области была сделана Кулоном. Его работа была связана с определением величины давления грунта на подпорные стенки. Несмотря на то что работа Кулона справедлива лишь для несвязных грунтов и жестких стенок, она с некоторыми ограничениями сохраняет свое значение по сегодняшний день, что весьма примечательно.

Другие ранние попытки относятся главным образом к полевым испытаниям грунтов пробными нагрузками с использованием малых штампов и одиночных свай, а также к измерению сопротивления, встречаемого при забивке свай. Их интерпретация ввиду полного отсутствия основных сведений, касающихся зависимости между напряжениями и деформациями в грунтах, и других их важных физических свойств, а также законов распределения напряжений в толще грунтов, была чисто эмпирической. Отсюда возникало множество ошибочных выводов.