Gruntlarning reologik xossalari

7.1-rasm)
Gmntlarga qisqa vaqt ichida ta’sir etgan bosim natijasida ham gmnt yaxlitligi buziladi, bu kuch uzoq vaqt ta’sir etib, grunt yaxlitligini buzgan kuch miqdoridan ko‘p bo'lishi mumkin.

Ikki holatda ham bosim natijasida ularning zarrachalari asta-sekin harakatga kelib, siljish jarayoni sodir bo‘ladi. Kichik miqdordagi bosim gruntga uzoq vaqt ta’sir etsa, gruntlarning fizik-mexanik xossalarining o‘zgarishi — shu gruntning relogik xususiyati deyiladi. Reologik xususiyat sekin plastik oquvchanlikdir, bunda bosim doimiy o‘zgarmas bolib, deformatsiya to‘xtovsiz o‘sib borishi holati yuz beradi, deformatsiya miqdori grunt zichlangan yoki siqilgan holatda (zo‘riqish to‘xtovsiz kamayib boradi) va gruntning mustahkamligi kamayib, yaxlitligi buzilganda namoyon bo‘ladi.

P oydevoming asosini turg'unligi koeffisientini hisobga olish masalasi inshoatni statik masalasidir. Tnshoat asosining chegaraviy muvozanat holati koeffisentini hisoblashda quyidagi tenglamani aniqlash kerak bo‘ladi.

bunda N — inshoat poydevori orqali gruntlarga ta’sir etayotgan bosim; Nkr — hegaraviy bosim, bu bosim ostida gruntlarda chegaraviy muvozanat holati yuzaga keladi.
Chegaraviy bosim (Nkp) ham xuddi inshoatga ta’sir etayotgan bosimdan iborat bo‘lib, farqi faqat ularning qiymatidadir.
Inshoatning turg‘unlik koeffisienti deb inshoat poydevori asosini chegaraviy muvozanat holatiga keltiruvchi bosimning haqiqatda ta’sir etayotgan bosimga bo'lgan nisbatiga aytiladi. Odatda, bir paytni o‘zida gruntlarga gorizontal hamda vertikal kuchlar ta’sirida ularning qiymati o‘zgarmaydi. Chunki ularning teng ta’sir etuvchi yo'nalishi o'zgarmas bo'ladi, bu holda yuqoridagi usul bilan kritik bosimni aniqlash mumkin bo'lmay qoladi. Shuning uchun har bir kuchlarning ta’sir etish yo‘nalishiga qarab, alohida-alohida xususiy turg‘unlik koeffisienti aniqlanadi. Chunki bu kuchlar o‘zicha muvozanat holatini buzishi mumkin.
A gar inshoat asosi turg‘unligi gorizontal kuchlar bilan aniqlansa, u holda vertikal bosim uchun turg‘unlik koeffisienti chegaraviy gorizontal kuchning QGR(chegaraviy muvozanat holati uchun aniqlangan) inshoat loyihalashda qabul qilingan gorizontal kuchga nisbati bilan aniqlanadi:

Agar asos turg‘unligi vertikal bosim bo‘yicha aniqlansa, u holda asos turg‘unligi loyihada berilgan gorizontal bosim uchun chegaraviy vertikal bosim PGR ning loyihada qabul qihngan muvozanat shartida kelib chiquvchi vertikal bosimga bo'lgan nisbati bo'yicha aniqlanadi.

Hisoblangan koeffisientning haqiqiy turg'unlik koeffisientiga yaqinligini baholash tajriba asosida ma’lum gidrogeologik va muhandisgeologik sharoitga bog'liq ravishda bajariladi.

U o'z navbatida poydevor asosida tarqalgan tog' jinslarining bir sifatliligiga, berilayotgan bosim hisoblangandan ko'ra oshishiga bog'liq bo'ladi.
Inshoat turg'unligini hisoblashda chegaraviy muvozanat holatini vazifaga asosan tirgak devorlariga bo'ladigan bosim qiya sathlar turg'unligini hisoblash ko'zda tutilgan. Inshootdan uzatiladigan bosimni o`ziga qabul qiladigan grunt qatlami zamin deyiladi. Bunda tabiiy va sun`iy zaminlar bir-biridan farqlanadi. Agar poydevor ta`sir zonasidagi gruntdan uning tabiiy tuzilishini o`zgartirmasdan foydalanilsa, u tabiiy zamin bo`ladi. Sun`iy zaminda esa grunt turli usullar bilan zichlanadi yoki qotiriladi.
Ma`lumki, inshootni juda kamdan-kam holda yer sirti bo`ylab joylashtirish mumkin. Chunki, yer yuzasidagi gruntlar namlik, harorat, shamol, o`simlik dunyosi, inson faoliyati natijalari va shunga o`xshash omillar ta`sirida o`zlarining shakli va tuzilishini doimiy ravishda o`zgartirib turadi, natijada ularning yuk ko`tarish qobiliyati ko`pincha unchalik yetarli bo`lmaydi. Bundan tashqari yer sirti bo`ylab quriladigan inshootning ustivorligi ham birmuncha kam bo`ladi. Yuqorida bayon etilgan omillar inshootni yer sathidan biroz quyiroqda joylashtirish zarurligini ko`rsatadi. Inshootni zaminning ishonchli qatlami bilan bog`lovchi uning yer osti yoki suv ostida joylashadigan qismiga poydevor deyiladi. Poydevor inshootdan tushayotgan yukni o`ziga qabul qiluvchi va uni zaminga uzatuvchi hamda zaminning ustivorligini ta`minlovchi konstruktsiyadir.
Zamin va poydevorlarni loyihalash va barpo etish bilan insoniyat juda qadim zamonlardan beri shug`ullanib keladi. Eramizdan bir necha ming yillar ilgari ham Xitoy, Hindiston, Yunoniston, Arabiston, Markaziy Osiyo va Yevropaning taraqqiy etgan mamlakatlarida zaminga ko`p yuk uzatuvchi muhtasham bino va inshootlar barpo etilgan. Misol tariqasida Nil daryosi sohilida bundan 4,5 ming yil avval qurilgan, zaminga 120 N/sm2 bosim uzatuvchi Xeops piramidasini keltirish mumkin. Zamin va poydevor turlarini tanlash hamda ularni qurish haqidagi ma`lumotlar eramizdan bir asr ilgari yashab o`tgan rimlik me`mor Vitruviyning «Arxitektura haqida o`nta kitob» asarida ham yozib qoldirilgan.
Agar tarixga nazar tashlasak, O`zbekiston hududida yashagan xalqlar ham qadimdan ishonchli poydevorlarni qurish bo`yicha katta tajriba va bilimlarga ega bo`lganligiga guvox bo`lamiz. Bobokolonimiz Abu Rayxon Beruniy o`zining geologiya va qurilishga oid asarlarida zamin tayyorlash ishlariga jiddiy e`tibor bilan yondoshish zarurligini alohida ta`kidlab o`tgan. Ajdodlarimizning poydevorsozlik bo`yicha bilim va tajribalari darajasini Amir Temur, Zahiriddin Muhammad Bobur va ulardan keyingi davrlarda qurilgan inshootlar misolida ham ko`rish mumkin.
Zamin va poydevorlarning birgalikda ishlashini ta`minlash ayniqsa yirik gidrotexnika inshootlari uchun juda muhimdir, chunki suvga to`yingan yoki suv ta`sirida bo`lgan gruntlarning xossalari, quruq holdagi gruntlarnikidan keskin farq qiladi. Ajdodlarimizning gidrotexnika inshootlarini qurish sohasida ham katta tajribaga ega bo`lganligini X-asrda Forish tumani hududida qurilgan Xon tug`oni yoki XVI-asrda barpo etilgan Abdullaxon tug`onlarining konstruktsiyalari tasdiqlay oladi.
Gruntlar mexanikasi, zamin va poydevorlar fanining zamonaviy asoslarini yaratishda K.Tertsagi, N.M.Gersevanov, N.A.Tsitovich, M.I.Gorbunov-Posadov, D.Ye.Polshin, B.I.Dolmatov, N.N.Maslov, A.I.Simvulidi, S.S.Vyalov va boshqalarning katta hissalari bor. O`zbekiston olimlaridan G.O.Mavlonov, X.Z.Rasulov, T.SHirinqulov, Ye.S.Pesikov, I.O.Odilov va boshqalar fanning asosiy qoidalarini Markaziy Osiyo mintaqalari sharoitlariga muvofiqlashtirish va yanada rivojlantirish bo`yicha ilmiy tadqiqot ishlarini bajarganlar.
Inshoot uchun zamin, muhit yoki qurilish materiali sifatida ishlatiladigan har qanday tog` jinsi grunt deyiladi. Ma`lumki, tog` jinslari fizikaviy (harorat, shamol, suv va boshqalar), kimyoviy va qisman biologik ta`sirlar natijasida o`z tuzilishini o`zgartirib (emirilib) boradi, bu esa xilma-xil gruntlarning hosil bo`lishiga olib kelgan.
Odatda gruntlar qattiq mineral zarrachalardan, suyuqlikdan (suvdan) va gazdan (asosan havodan) tashkil topgan uch fazali tizim sifatida qaraladi. Ba`zi hollarda grunt tarkibida o`simlik va hayvonot dunyosi qoldiqlari ham bo`ladi va ularning nisbatan kam miqdorlari ham grunt xossalarini keskin o`zgartirishi mumkin.
Amaldagi qurilish me`yorlari bo`yicha gruntlar ikkita sinfga bo`linadi: 1) qattiq zarrachalari o`zaro bikr bog`langan qoya gruntlari; 2) qattiq zarrachalari kuchsiz bog`langan gruntlar.
Qoya gruntlari. Yuqori harorat ostida suyuq holda yer qa`ridan otilib chiqib, so`ng qotgan (magmatik) yoki yerda sodir bo`lgan o`zgarishlar natijasida chuqur qatlamlarga tushib qolib, yuqori harorat, bosim va kimyoviy jarayonlar natijasida qattiq zarrachalari o`zaro jipslashib qolgan (metamorfik) tog` jinslari qoya gruntlarining asosiy turlari hisoblanadi. Granit, sienit, bazalt, diabaz, porfir va shunga o`xshashlar magmatik jinslarga, marmar, slanets, gneys va h.k. metamorfik tog` jinslariga misol bo`la oladi. Shuningdek, ba`zi bir cho`kindi tog` jinslari ham, agar ularning qattiq zarrachalari o`zaro bikr bog`lanib (tsementlanib) qolgan bo`lsa, qoya gruntlari sinfiga kiradi.
Qoya gruntlarining mustahkamligi ularni tashkil etuvchi zarrachalarning mustahkamligiga yaqin, teng yoki undan katta ham bo`lishi mumkin. Ularning suvga to`yingan holdagi siqilishga qarshiligi ko`pincha 5 MPa dan kam bo`lmaydi.
Qoya gruntlari xilma-xil tuzilishga va xossalarga ega bo`lishlari mumkin. Ularni bir-biridan farqlash va baholashda quyidagi ko`rsatkichlardan foydalaniladi: Rc - suvga to`yingan holdagi siqilishga vaqtinchalik qarshiligi; Ksof - yumshalish koeffitsienti (gruntning suvga to`yingan va quruq holatlaridagi siqilishga vaqtinchalik qarshiliklarining nisbati); Kb – yemirilish (maydalanish) darajasi (emirilgan va yaxlit grunt qismlari zichliklarining nisbati). Gidrotexnika inshootlari qurilishida bundan tashqari qoya gruntdagi yoriqlarning solishtirma hajmini (g`ovakligini), gruntning suv o`tkazuvchanligini baholovchi filtratsiya koeffitsientini, grunt yaxlit qismining elastiklik modulini va gruntning suvda erish darajasini ham bilish lozim.
Siqilishga vaqtinchalik qarshiligi (Rc, MPa) bo`yicha o`ta mustahkam (Rc >120 ), mustahkam (120 > Rc > 50), o`rtacha mustahkam (50 > Rc > 15), kam mustahkam (15 > Rc > 5) va yarim qoya (Rc < 5) gruntlari bir-biridan farqlanadi. Yumshalish koeffitsienti bo`yicha qoya gruntlari suvda yumshalmaydigan (Ksaf > 0,75) va yumshaladigan (Ksaf < 0,75) turlarga bo`linadi. Yemirilish darajasiga ko`ra gruntlar yemirilmagan yaxlit (Kb =1); kuchsiz yemirilgan (1 > Kb > 0,9); yemirilgan (0.9 > Kb > 0.8) va kuchli yemirilgan (Kb < 0.8) holatlarda bo`lishi mumkin.
Magmatik kelib chiqishga ega bo`lgan qoya gruntlari eng ishonchli zamin bo`la oladi, chunki ular deyarli zichlanmaydi, yuqori mustahkamlikka ega, suv ta`sirida ularning minerallari erimaydi va o`z tanasidan suvni deyarli o`tkazmaydi. Shu sababli, dunyodagi baland tug`onlarning 30 % ga yaqini ana shunday gruntlar ustida qurilgan.
Metamorfik qoya gruntlarining fizikaviy va mexanik xossalari magmatik tog` jinslarinikiga ko`p jihatdan yaqin bo`lib, ular o`z tanasidan suvni deyarli o`tkazmasligi yoki juda sekin (yoriqlar mavjud bo`lganda) o`tkazishi mumkin. Yashil slanetsga o`xshash ba`zi bir jinslar sovuqqa chidamsiz, gilli slanetslar esa sovuqqa chidamsizligi bilan bir qatorda suv ta`sirida o`zlarining mustahkamligini ham yo`qotishi mumkin. Bundan tashqari ko`pchilik metamorfik qoya gruntlari tuzilishi bo`yicha bir jinsli emas.
Cho`kindi tog` jinslaridan hosil bo`lgan qoya gruntlarining mustahkamligi ham birmuncha yuqori, ammo ularning ba`zilari suv ta`sirida eruvchanlik xususiyatiga ega. Bu gruntlarning ishonchliligi ulardagi qattiq zarrachalarni bog`lovchi minerallarning turiga bog`liqdir. Kvartsli va temirsimon minerallar bilan tsementlangan qoya gruntlari suvda deyarli erimaydi, gilli tsement bilan bog`langan gruntlar esa suv ta`sirida erib, o`zlarining bikrligini ham yo`qotishi mumkin.
Siqilishga vaqtinchalik qarshiligi 5 MPa dan kam bo`lgan mergellar, oxaktoshlar, alevrolitlar, argillitlar, burlar, toshtuzlar va boshqalar yarim qoya gruntlari deb ataladi. Bu gruntlarning ko`pchiligi tashqi muxit ta`siriga chidamsiz bo`lib, gidrotexnika inshootlari qurilishida odatda ular sun`iy usullar bilan mustaxkmlanadi.