Разжижение грунтов — процесс, вследствие которого грунт ведёт себя не как твёрдое тело, а как плотная жидкость (флюид).
Грунт — многокомпонентные динамичные системы (горные породы, почвы, осадки и техногенные образования), рассматриваемые как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека. Грунты используют в качестве оснований зданий и сооружений, материалов для строительства дорог, насыпей и плотин, среды для размещения подземных сооружений (тоннелей, трубопроводов, хранилищ) и др. Грунты изучаются в инженерной геологии и её разделе грунтоведении.
Флюи́д (от лат. fluidis — «текучий») — вещество, поведение которого при деформации может быть описано законами механики жидкостей. Термин, как правило, относится к состоянию вещества, объединяющего жидкости и газы, и эквивалентен словосочетанию «газы, плазма, изотропные жидкости и пластичные тела». В русском языке в основном используется для обозначения газов с плотностью характерной для жидкости, но неограниченно расширяющихся. Также используются термины текучая среда или текучее вещество.
Состояние характеризуется тем, что при приложении касательных напряжений происходит последовательная деформация вещества. Степень сопротивления деформации определяется вязкостью вещества.
Даже твёрдые вещества могут вести себя как флюиды. Если время действия внешней силы больше времени релаксации, то тело ведет себя как жидкость, то есть течёт.
Разжижение более характерно для насыщенных влагой сыпучих грунтов, таких как илистые пески или пески, содержащие прослойки непроницаемых для воды отложений.
Сыпу́чее те́ло — одна из разновидностей сплошной среды, состоящая из множества отдельных макроскопических твёрдых частиц, теряющих механическую энергию при контактном взаимодействии друг с другом.
Физика сыпучего тела относится к физике мягкого вещества и рассматривает вопросы статики и динамики сыпучих сред. На практике это может касаться случаев песка, грунтов, зерна, цемента и т. д.
Также рассматриваются свойства сыпучих тел и их напряжённое состояние.
В практическом плане это позволяет производить расчеты:
- оснований сооружений на прочность,
- откосов на устойчивость,
- определение давления сыпучего тела:
-
- на подпорные стены,
- на стенки хранилищ,
- на заглубленные сооружения и др. вопросы.
Для облегчения проведения практических расчетов используются вспомогательные таблицы и графики.
Породы, наиболее подверженные разжижению, относительно молоды (голоцен), это пески и илы с частицами одинакового размера, слоем не менее метра и насыщенные водой.
Голоце́н (греч. ὅλος — «целый, весь» + καινός — «новый») — эпоха четвертичного периода, сменяющая плейстоцен и длящаяся последние 12 тысяч лет вплоть до современности. Также голоценом можно назвать текущий в наши дни интергляциал (межледниковье), пришедший на смену вюрмскому оледенению. Граница между голоценом и плейстоценом установлена на рубеже 11 700 ± 99 лет назад относительно 2000 года.
Такие породы часто находятся вдоль русел рек, у берегов, там, где накопился лёсс и песок.
Лёсс (нем. Löß или Löss) — осадочная горная порода, неслоистая, однородная известковистая, суглинисто-супесчаная, имеет светло-жёлтый или палевый цвет. Термин «лёсс» был введён в геолого-минералогическую литературу в 1823 году Карлом Цезарем фон Леонгардом.
Лёсс залегает в виде покрова: от нескольких метров до 50—100 м — на водоразделах, склонах и древних террасах долин.
Песо́к — осадочная горная порода, а также искусственный материал, состоящий из зёрен горных пород. Очень часто состоит из почти чистого минерала кварца (вещество — диоксид кремния). Слово «песок» часто употребляется во множественном числе («пески»), но форма множественного числа имеет и другие значения. Природный песок представляет собой рыхлую смесь зёрен размером 0,16—5 мм, образовавшаяся в результате разрушения твёрдых горных пород. В зависимости от условий накопления могут быть аллювиальными, делювиальными, морскими, озёрными, эоловыми. Пески, возникшие в результате деятельности водоёмов и водотоков имеют более округлую, окатанную форму.
Некоторые примеры разжижения: плывун, плывунная глина, мутьевой поток и сейсмическое разжижение.
Плыву́н — насыщенный водой грунт (обычно песок или супесь), который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии его котлованами и другими выработками.Также про плывун можно сказать, что это герметичный объём в толще грунта, в котором под давлением находятся мелкие и пылеватые пески, насыщенные водой. Его толщина варьируется от 2 до 10 м. Плывуны чаще всего встречаются в болотистых местах и имеют вытянутую форму.
Разжижение грунта может произойти во время землетрясения, потому что при прохождении сейсмической волны частицы грунта начинают колебаться с разными скоростями и часть контактов между ними разрывается, в результате грунт может стать водой с взвешенными в ней песчинками. Вода стремится отжаться, но прежде чем грунт вернётся к первоначальному состоянию, здания, стоящие на нём, могут быть разрушены. Сильнейшие разрушения, вызванные разжижением грунтов, произошли в 1964 году: 27 марта у берегов Аляски близ Анкориджа и 16 июня в Ниигате.
Источник
