Механические свойства грунта определяются действием внешней нагрузки или при изменении их физического состояния.

 

Механические свойства грунтов зависят от их состава (гранулометрического и минерального), состояния (прочности, влажности) и характера структурных связей (водно-коллоидных и кристаллизационных).

Именно механические свойства грунтов – являются основой в проектировании зданий и сооружений – от возведения небольших домов, коттеджей и прокладки коммуникаций до возведения высотных зданий с многоуровневыми подземными парковками.

• Деформационные. Это способность грунта сопротивляться развитию деформаций:

  
  Сжимаемость грунта – изменение своего первоначального объёма за счёт перекомпоновки частиц и уменьшения пористости. Характеризуется модулем деформации, коэффициентом уплотнения и модулем осадки. Зависит от его пористости, фанулометрического и минералогического составов, природы внутренних структурных связей и характера действия нагрузки;

  Модуль общих деформаций – учитывает все упругие и остаточные деформации при одноразовом воздействии на грунтовое основание сжимающей нагрузки. Используется при расчёте осадок фундамента.

• Прочностные. Это способность грунта сопротивляться разрушению:

  
  Прочность грунта – сопротивляемость сдвигу;

  Твёрдость грунта – сопротивление прониканию твёрдого тела.

• Фильтрационные. Это способность грунта отжимать воду из своих пор:

  
  Водопроницаемость грунта – способность пропускать через поры воду под действием разности напоров;

  Скорость фильтрации – расход воды через единицу площади;

  vf = kf×j, мм/сек.

  Коэффициент фильтрации kf – характеризует фильтрационные свойства грунта и определяется эксперементально;

  kf = V/(A×j×t).

  где V – объём профильтровавшейся воды при одном замере, см³; A – площадь поперечного сечения цилиндра фильтрационной трубки см²; j – градиент напора (отношение перепада высот ΔH к длине фильтрационного промежутка l: j = ΔH/l); t – время фильтрации, с.

  Просадочность – способность грунта легко размокать, размываться, а при замачивании давать значительные просадки под действием нагрузки.

  Пластичность – способность грунта под действием внешних сил изменять свои размеры и форму без образования трещин.

  Размываемость – способность оказывать сопротивление разрушающему действию воды.

  Разрыхляемость – характеризуется увеличением его объёма при разработке по сравнению с объёмом в природном состоянии и выражается коэффициентом первоначального разрыхления – Кр. Уложенный в насыпь разрыхлённый грунт после уплотнения по сравнению с природным состоянием сохраняет остаточное разрыхление, которое характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления – Ко.р.

Определение и расчет основных физических и механических свойств грунта в лабораторных условиях регламентируется ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12248-2010 и позволяет принимать соответствующие рациональные проектные решения на этапе проектирования строительства.