664003, ул. Академика Курчатова 3, офис 306
8 (800) 101-64-42

Модуль деформации грунта

Модуль деформации – это одна из характеристик грунта, которая позволяет оценить его сжимаемость, с точки зрения теории упругости – это величина, связывающая напряжения с деформациями. Необходимость в определении этой характеристики возникает, если нужно рассчитать основания по деформациям. Известно, что расчет оснований по второй группе предельных оснований является основным, поэтому переоценить значение этой характеристики невозможно. В связи с тем, что грунт не является упругим телом, то использование модуля упругости приведет к большим расхождениям с экспериментом. Поэтому, в практике геотехники и механики используется модуль общей деформации грунта – это характеристика линейной взаимосвязи приращений давления и деформаций грунта, с использованием допущений работы грунта как упругого тела. Одно из этих допущений – работа грунта в условиях однократного нагружения, без фазы разгрузки. Действительно для задач массового проектирования и нового строительства грунт испытывает поэтапное нагружение в процессе строительства без фазы разгрузки. Однако, есть задачи в геотехнике, например, проектирование глубоких котлованов, расчет влияния нового строительства, где грунт испытывает снятие бытовых давлений, поэтому в решении этих задач также используется модуль упругости или модуль на ветви вторичного нагружения грунта. Соотношение устанавливается экспериментально, для предварительных расчетов пользуются зависимостью Еur=5Е, где Eur – модуль упругости, МПа.

Чтобы определить деформационные свойства грунтов, используются несколько способов. Одним из эффективных методов определения модуля деформации считают его оценку по результатам штамповых испытаний. С их помощью выполняется исследование в условиях природного залегания грунтов, а также искусственных оснований для контроля качества уплотнения путем сравнения с проектной деформацией. Модуль деформации, определенный таким способом, принято называть штамповым. Это значение используется в известных аналитических формулах при расчете осадки фундамента (модель слоя конечной толщины, метод послойного суммирования, метод эквивалентного слоя, метод Бронина и др.).

Методы определения модуля деформации грунта

Штамповый метод испытания предусматривает использование винтовых и плоских штампов. Он предназначен для применения на любых промышленных или общественных объектах первого и второго уровня ответственности. К таким объектам можно отнести:

  • промышленные сооружения;
  • жилые многоэтажные дома;
  • складские помещения;
  • логистические комплексы;
  • офисные центры;
  • ТРЦ;
  • газопроводы;
  • емкости;
  • газгольдеры и т.д.

На деформацию влияет степень напряжения в грунте, которая возникает в результате нагрузки от фундаментов сооружений. Исходя из этого, данный параметр необходимо определять при уровне деформации, соответствующем рассматриваемой глубине под подошвой основания здания.

В большинстве современных сооружений показатель вертикальной деформации составляет 0,01-0,1%. Такой показатель вынуждает использовать штампы и прессиометры. Данные способы определения модуля деформации считаются прямыми. Это обусловлено тем, что для определения модуля применяются результаты проведенных испытаний и решения теории упругости.

Существуют и другие методы полевых исследований, но они считаются косвенными. Данный факт обусловлен тем, что они предусматривают использование корреляционных зависимостей, а не решений теории упругости.

Алгоритм расчета модуля упругости грунта и модуля деформации

Для определения этих данных выполняются следующие действия:

  • Построение графика зависимости осадки штампа от изменения уровня давления. Для создания этого графика используются сведения, полученные в ходе исследований.
  • Определение диапазона давлений. Он размещается на линейном участке графика.
  • Определение приращения осадки для определенного диапазона давлений.
  • Если используется винтовой штамп, то потребуется определение коэффициента заглубления.
  • Расчет показателей согласно ГОСТ 20276.1-2020.

Для расчета модуля деформации используется специальная формула ГОСТ 20276.1-2020:

E  = (1-ν2) · K1· D· Δp / ΔS

В этой формуле v означает коэффициент Пуассона. Это показатель деформируемости грунта, который характеризует соотношение продольных и поперечных деформаций. Для определения данного коэффициента проводятся исследования в приборах трехосного сжатия или компрессионных приборах с измерением бокового давления.

Чтобы определить модуль деформации для винтового штампа, используется несколько видоизмененная формула:

E=(1-ν2) ∙ K∙ K∙ D ∙ ∆/ ∆S

Ключевое отличие этой формулы — наличие коэффициента Kp. Он зависит от степени заглубления штампа. Для его определения необходимо разделить глубину расположения на диаметр штампа.

Пример определения модуля деформации грунта

Для создания формулы штампового модуля использовалось уравнение Буссинеска относительно единичной силы, которая была приложена к упругому полупространству.

Результаты деформационных испытаний зависят сразу от нескольких критериев:

  • степени ответственности возводимого объекта;
  • законодательных норм;
  • инженерно-геологических условий;
  • пожеланий заказчика.

Зачастую высокая точность модуля деформации грунтов неактуальна. Иногда будут актуальны табличные значения или корреляционная зависимость физических и деформационных характеристик. Также можно использовать корреляционную зависимость параметров зондирования и деформационных характеристик.

Примеры определения модуля деформации грунта:

график расчета модуля деформации по ГОСТупример протокола штампового опыта ОДМ с графиком

результаты испытаний штампом по ГОСТурезультаты испытаний штампом по ОДМ

Методы проверки модуля общей деформации грунта?

Наименование работ Цены
Испытания мерзлых грунтов горячим штампом от 55 000 руб
Штамповые испытания грунтов от 30 000 руб
Испытания прессиометром от 20 000 руб
Определение коэффициента уплотнения грунта с использованием ДПГ от 10 000 руб

В ходе испытаний специалисты компании «СИБГЕОПРО» используют штамп, а также оборудование для создания нагрузки, замера осадки штампа, а также замачивания и отслеживания уровня влажности грунта. Для выполнения всех необходимых работ мы используем инновационное оборудование, высокое качество которого подтверждено техпаспортом и многочисленными сертификатами.

Наши специалисты учитывают специфику объекта и требования заказчиков. Поэтому для каждого объекта мы разрабатываем отдельную программу испытаний в соответствии с ГОСТ 20276.1-2020. Данный подход обеспечивает наших клиентов необходимыми данными при минимальных затратах.

Стоимость услуг наших специалистов определяется индивидуально для каждого проекта. Вы можете позвонить по указанным номерам телефонов или оставить сообщение в лайв-чате. Наши консультанты оперативно ответят на все поставленные вопросы.

Чтобы заказать подобное испытание, воспользуйтесь опцией обратного звонка на нашем сайте или напишите консультантам «СИБГЕОПРО»

Часто задаваемые вопросы

Как проводятся штамповые испытания?

Как можно определить несущую способность грунта с помощью штамповых испытаний?

Что такое деформация грунта?

Что такое модуль упругости грунта?

Что называют сжимаемостью грунта?

Что характеризует коэффициент консолидации?

Что такое модуль Менара?

Что такое коэффициент Пуассона в геотехнике?

Оставить заявку