Влияние динамических воздействий на механические свойства грунтов. Тиксотропия и разжижение грунтов.

В городах широко распространены динамические воздействия на грунты. Источниками их являются: транспорт, фабрично-заводское оборудование и механизмы, ударные и вибрационные строительные машины и др.

Грунты различного состава, структуры и физического состояния по-разному реагируют на динамические воздействия. Теоретически все типы грунтов и даже скальные грунты могут в какой-то мере изменяться при соответствующем режиме динамических воздействий. Вибрация, удары, толчки и другие колебательные воздействия широко проявляются в городских условиях, существенно влияют на грунтовые образования под фундаментами зданий и сооружений. Наиболее чувствительны к таким воздействиям:

а) раздельно-зернистые грунты (пески, гравий, галечники, щебень, валуны), находящиеся в недоуплотненном состоянии;

б) грунты, имеющие рыхлую, тиксотропную структуру (водонасыщенные рыхлые илы, сапропели, плывуны, разжиженные лессы  и т.п.), структурные связи которых легко разрушаются при механических воздействиях;

в) скопления продуктов выветривания, оползневые и другие неустойчивые породы на склонах.

Тиксотропия играет значительную роль в строительном деле. Например, при забивке свай в тиксотропный грунт происходит разжижение грунта вокруг сваи, и процесс забивки совершается настолько легко, что возникает сомнение в способности сваи нести соответствующую нагрузку. Временное прекращение забивки создает условия для восстановления прежнего состояния, сваю, как говорят строители, «засасывает», и ее сопротивление возрастает в несколько раз. Наличие тиксотропной прослойки в склоне долины или оврага, в откосе строительного котлована может вызвать обрушение склона или откоса от сотрясения.

Разжижение грунтов— процесс, вследствие которого грунт ведёт себя не как твёрдое тело, а как плотная жидкость. Разжижение более характерно для насыщенных влагой сыпучих грунтов, таких как илистые пески или пески, содержащие прослойки непроницаемых для воды отложений.

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.