1.2. Динамические свойства грунтов
При медленных нагружениях водонасыщенного грунта его осадка происходит вследствие оттока жидкости из пор в скелете грунта. В этом случае скелет грунта полностью несет действующую на него нагрузку, а деформация грунта целиком зависит от перемещений зерен скелета. Когда на грунт действуют динамические нагрузки, грунт ведет себя как достаточно однородная среда; давление в жидкости и газе, заполняющих скелет грунта, близко к давлению, действующему на грунт, особенно в случае очень влажных грунтов.
Характерным свойством грунта является его сжимаемость. Только в случае малых нагрузок, порядка грунт можно рассматривать как несжимаемую среду. Сжимаемость грунта существенным образом отличается от сжимаемости металла, воды, воздуха и т. п. Объемная деформация грунта необратима. При возрастании напряжений, сжимающих образец грунта, плотность образца может существенно увеличиться вследствие перемещений зерен грунта, а также их разрушения. При снятии нагрузки, вследствие необратимости вышеупомянутых процессов перемещения и разрушения частиц, плотность уменьшается незначительно. Следует обратить внимание на тот факт, что при динамических нагрузках перемещения зерен грунта не поспевают за ростом давления. Даже после того как давление достигнет максимального значения и начнется процесс разгрузки, имеют место перемещения зерен грунта и связанное с ними объемное сжатие грунта. На рис. 4 отражены
вышеупомянутые свойства для песка с различной начальной влажностью. Уменьшение необратимости объемного сжатия с увеличением влажности вызывается упругостью воды, заполняющей поры скелета.
Последние экспериментальные данные показали, что грунт обладает реологическими свойствами и чувствителен к изменению скорости деформации. Чувствительность к скорости деформации для разных видов грунта различна. Исследованию динамической характеристики грунта посвящены, например, работы [3, 35]. В работе [3] определены эффекты влияния скорости деформации на поведение грунтов.
Рис. 4. Кривые I, II, III соответствуют следующим значениям начальной влажности: 6%, 3%, 0%.