Коэффициент уплотнения и модуль объемной деформации грунта

Степень сжимаемости грунта иногда выражается коэффициентом уплотнения в виде:

В выражении (6.9) Ap дается в кг/см2 = т/фут2. Коэффициент av, как это следует из рис. 6.5, а, представляет собой наклон компрессионной кривой к горизонту. Он имеет размерность см2/г по причинам, о которых говорится далее.

Из рис. 6.8 вытекает, что общая деформация сжатия, или осадка S, некоторого слоя грунта будет

Часто используется и другой коэффициент — модуль объемной деформации:

Для практических целей при прогнозе величины осадки сооружений удобнее принимать модуль объемной деформации mv в см2/кг, т. е.

Таким образом, модуль mv представляет собой величину, эквивалентную модулю Юнга E в его обратном виде, и в силу этого они могут иногда взаимозаменяться (см. задачу 9.1). Такая замена, однако, ограничивается тем, что модуль Юнга E обычно связывается только с упругими деформациями, в то время как модуль объемной деформации обычно определяется с учетом как упругих, так и пластических деформаций, а также деформаций, вызванных консолидацией грунта.

Модуль mv' выражает конечную деформацию сжатия (в метрах) слоя грунта мощностью 1 м при среднем давлении в пределах этого слоя 1 кг/см2. Численные значения этого модуля остаются неизменными, если как S, так и H выражаются в футах (или в дюймах), a Ap в т/фут2 (1 т/фут2 с точностью до 3% равна 1 кг/см2). Этот модуль (в то время он обозначался X) был предложен Чеботаревым в связи с изучением им осадки некоторых зданий в Египте, так как он позволяет непосредственно сравнивать полученные из опытов в отдельных лабораториях показатели сжимаемости со средним их значением, найденным из наблюденных осадок действительных сооружений в полевых условиях. Использование этого модуля имеет еще одно практическое преимущество: он может быть найден расчетом на любой стадии лабораторного компрессионного опыта непосредственно из показаний мессур с помощью выражения (6.13) независимо от определения влажности и коэффициента пористости грунта в конце испытания. В этом случае должна быть установлена начальная высота образца H1, но ошибка, вызванная этим неизбежно приближенным измерением, не превышает 5%. Выигрыш во времени, который достигается при таком методе, отнюдь не мал, и им нельзя пренебрегать при ориентировочных расчетах, когда необходима быстрая предварительная оценка возможной осадки проектируемого сооружения. Для завершения же компрессионного опыта может потребоваться до двух недель времени.