Rozwiązanie równania konsolidacji warstwy ściśliwej gruntu, położonej pomiędzy dwiema warstwami przepuszczalnego gruntu podali Terzaghi i Froehlich.
Rys. 1. Schemat typowego układu warstw słabych w podłożu pod nasypem
Podstawowe równanie obejmuje współczynnik konsolidacji dla przepływu pionowego Cv, stopień konsolidacji Sk i czynnik (wskaźnik) czasu Tv. Wielkość Tv jest zmienną niezależną i bez miana :
i jest powiązany ze stopniem konsolidacji: Sk = f (Tv)
Dla nasypów wznoszonych równomiernie, bez przekraczania nośności podłoża, wartość tej funkcji można przyjmować wg tablicy 1 lub wykresu (rys. 2):
Tab. 1. Wartość wskaźnika czasu Tv i stopnia konsolidacji U dla prostokątnego rozkładu naprężeń w otwartej warstwie ściśliwej
Rys. 2. Wykres zależności U = f (Tv)
Znając nawet tylko orientacyjne wartości współczynnika konsolidacji Cv :
można określić czas trwania osiadania dla dowolnie założonego stopnia konsolidacji. Założenie całkowitego osiadania (zagęszczenia) ściśliwego podłoża, gdzie Sk = 1 następuje po czasie nieskończenie długim. Związane jest to z konsolidacją pierwotną (filtracyjną) i wtórną. Wtórna konsolidacja obejmuje zmniejszanie objętości szkieletu słabego gruntu organicznego i jest bardzo rozciągnięta w czasie dając w efekcie do 10% całkowitego osiadania. Wyciągając praktyczne wnioski z tego procesu, zakłada się, że wystarczającym jest zagęszczenie ok. 90% (Sk = 0,90), a przy obiektach o znaczeniu drugorzędnym – nawet mniejsze, przyjmując że pozostałe osiadanie będzie rozciągnięte w dłuższym czasie. Stąd, korzystając z tab. 1 lub rys. 2, przyjmując Sk = 90% odczytujemy wartość czynnika czasowego Tv = 0,85 i po przekształceniu wzoru na Tv otrzymujemy czas osiadania t :
gdzie : h - połowa miąższości warstwy ściśliwej.
Rys. 3. Typowy widok terenu bagiennego z układem warstw w podłożu
Literatura:
1. Molisz R. [i in.]: Nasypy na gruntach organicznych. WKŁ, Warszawa 1986,
2. Wiłun Z.: Zarys geotechniki. WKŁ, Warszawa 2013