процесс уплотнения грунта

Процесс уплотнения грунта, сопровождающийся отжатием воды из пор, называется фильтрационной консолидацией (иногда просто консолидацией).

Консолидацию слоя полностью водонасыщенного грунта, при действии равномерной нагрузки интенсивностью удобно пред­ставить в виде простейшей механической модели Терцаги  -  Герсеванова. Здесь сосуд с несжимаемой водой, дыр­чатым поршнем и пружиной имитирует некоторый объем грунта, причем пружина с определенной жесткостью соответствует сжима­емому .скелету грунта, отверстия в поршне  -  диаметру пор в грунте, а вода  -  поровой жидкости.

Эта модель в общем виде учитывает дискретность грунта и позволяет рассматривать раз­дельно напряжения, возникающие в скелете грунта и поровой жидкости.

В момент приложения нагрузки поровая вода еще не успевает отжаться через отверстия, скелет грунта еще не деформируется, поэтому вся нагрузка воспринимается только водой. В ре­зультате в начальный момент в воде возникает избыточное (по­ровое) давление, равное приложенной к поршню нагрузке.

Избыточное давление в воде приводит к ее отжатию через поры грунта (отверстия в поршне) в области с меньшим давлением. Поршень опускается, все сильнее сжимая скелет грунта (пружину) и создавая в нем увеличивающееся эффективное напряжение. По­скольку в любой момент времени должно выполняться условие равновесия системы, с увеличением эффективного напря­жения поровое давление уменьшается.

Когда пружина сожмется до такой степени, что полностью воспримет внешнюю нагрузку, поровое давление упадет до нуля и дальнейшее отжатие воды прекратится. Это означа­ет, что к моменту времени консолидация грунта завершилась, его уплотнение прекратилось и наступило стабилизированное состояние.