Дорожное грунтоведение и механика земляного полотна

Ю.Г. БАБАСКИН

ДОРОЖНОЕ 
ГРУНТОВЕДЕНИЕ
И МЕХАНИКА 
ЗЕМЛЯНОГО ПОЛОТНА

Допущено
Министерством образования Республики Беларусь
в качестве учебного пособия для студентов 
учреждений высшего образования 
по специальностям «Автомобильные дороги», 
«Мосты, транспортные тоннели и метрополитены»

2019

 
Минск 
Москва
 
«Новое знание» 
«ИНФРАМ»

УДК [624.131+625.731](075.8)
ББК 38.58я73
 
Б12

Бабаскин, Ю.Г.
Дорожное грунтоведение и механика земляного полотна : 
учеб. пособие / Ю.Г. Бабаскин. — Минск : Новое знание ; 
М. : ИНФРА-М, 2019. — 462 с., [4 л.] ил. : ил. — (Высшее образование: Бакалавриат).

ISBN 978-5-16-006694-3 (ИНФРА-М, print).
ISBN 978-5-16-105953-1 (ИНФРА-М, online).

Содержит теоретический материал по региональной инженерной 
геологии, общему и региональному грунтоведению, механике грунтов 
и технической мелиорации. Материал изложен системно, благодаря 
чему обеспечивается последовательное изучение вопросов образования горных пород, их залегания и свойств, а также процессов, происходящих в грунтах под действием внешней нагрузки.
Для студентов высших учебных заведений, изучающих проектирование, строительство и эксплуатацию автомобильных дорог. Может 
быть полезно практическим работникам в сфере дорожного строительства.

УДК [624.131+625.731](075.8)
ББК 38.58я73 

Б12

 
© Бабаскин Ю.Г., 2013
 
© ООО «Новое знание», 2013
ISBN 978-5-16-006694-3 (ИНФРА-М, print)
ISBN 978-5-16-105953-1 (ИНФРА-М, online)

Р е ц е н з е н т ы:
кафедра «Транспорт леса» Белорусского государственного технологического университета;
главный научный сотрудник государственного предприятия «БелдорНИИ», доктор технических наук, профессор В.Н. Яромко

Оглавление

Предисловие................................................................................................................................9

Введение...................................................................................................................................12
Вопросы.инженерной.геологии,.используемые.при.строительстве.
автомобильных.дорог...........................................................................................................12
Грунты.в.дорожном.строительстве.................................................................................12
Сопротивление.грунтов.нагрузкам.................................................................................13
Ученые,.которые.внесли.значительный.вклад.в.науку.о.грунтах.......................14

Раздел I. ОСНОВНЫе ВОПРОСЫ ИНЖеНеРНОЙ ГеОлОГИИ, 

ПРИНИМаеМЫе ВО ВНИМаНИе ПРИ СТРОИТелЬСТВе 

аВТОМОБИлЬНЫХ дОРОГ

Глава 1. Общие сведения о строении земного шара.............................................32
1.1..Строение.земного.шара...............................................................................................32
1.2..Гипотезы.возникновения.Земли..............................................................................33
1.3..Возраст.горных.пород..................................................................................................35
1.4..Современные.сведения.о.строении.земного.шара............................................36
1.5..Геохронология.................................................................................................................38

Глава 2. Эндогенные процессы и вызванные ими явления.................................42
2.1..Характеристика.строения.земной.коры................................................................42
2.2..Инженерно-геологическое.районирование..........................................................44
2.3..Тектонические.движения.земной.коры.................................................................46
2.4..Явления,.вызванные.тектоническими.движениями.........................................47

Глава 3. Экзогенные процессы и вызванные ими явления.................................54
3.1..Общая.характеристика.экзогенных.процессов...................................................54
3.2..Экзогенные.процессы.климатического.характера.............................................55

3.2.1..Криогенные.процессы......................................................................................55
3.2.2..Эоловые.процессы.............................................................................................57

3.3..Экзогенные.процессы.водного.характера.............................................................58

3.3.1..Растворение..........................................................................................................58
3.3.2..Суффозия..............................................................................................................59
3.3.3..Размывание...........................................................................................................60
3.3.4..Заболачивание.....................................................................................................62

3.4..Выветривание.как.процесс.разрушения...............................................................65

Глава 4. Гравитационные процессы и вызванные ими явления........................67
4.1..Характеристика.гравитационных.процессов.......................................................67
4.2..Определение.центра.кривой.скольжения.............................................................71

Оглавление
4

Глава 5. Породообразующие минералы......................................................................78
5.1. Образование минералов..............................................................................................78
5.2. Классы минералов.........................................................................................................79
5.3. Физические свойства минералов.............................................................................79
5.4. Породообразующие минералы..................................................................................81
5.5. Характеристика минералов........................................................................................83
5.6. Первичные и вторичные минералы........................................................................91

Глава 6. Инженерно-геологические особенности магматических пород.....96
6.1. Образование горных пород........................................................................................96
6.2. Классификация магматических горных пород...................................................97
6.3. Характеристика основных магматических пород........................................... 103
6.4. Формы залегания магматических тел................................................................. 107

Глава 7. Инженерно-геологические особенности метаморфических 
горных пород....................................................................................................................... 110
7.1. Метаморфизм — вид образования горных пород........................................... 110
7.2. Классификация метаморфических горных пород.......................................... 112
7.3. Характеристика основных представителей метаморфических пород.... 116
7.4. Трещиноватость горных пород.............................................................................. 120

Глава 8. Инженерно-геологические особенности осадочных  
горных пород....................................................................................................................... 123
8.1. Образование и классификация осадочных горных пород.......................... 123
8.2. Характеристика осадочных горных пород........................................................ 125
8.3. Характеристика основных представителей осадочных пород................... 127
8.4. Классификация грунтов по СТБ 943–2007...................................................... 134

Глава 9. Инженерно-геологические особенности кристаллического 
фундамента и рельефа антропогенового покрова............................................... 141
9.1. Характеристика кристаллического фундамента............................................. 141
9.2. Характеристика геологических отложений ледниковых периодов......... 145
9.3. Основные особенности рельефа кровли антропогенового покрова........ 147
Темы для рефератов по разделу «Основные вопросы инженерной
геологии, принимаемые во внимание при строительстве
автомобильных дорог»...................................................................................................... 152

Раздел II. дОРОЖНОе ГРУНТОВедеНИе

Глава 10. Грунт как многокомпонентная система................................................ 156
10.1. Составляющие фазы грунта................................................................................. 156
10.2. Состав, состояние и строение грунтов............................................................. 159
10.3. Структурные связи в грунтах.............................................................................. 162
10.4. Характеристика отдельных категорий грунтов............................................ 165

Оглавление
5

Глава 11. Вода в грунтах................................................................................................. 167
11.1..Вода.на.Земле............................................................................................................ 167
11.2..Подземные.воды....................................................................................................... 171
11.3..Характеристика.грунтовых.вод........................................................................... 173
11.4..Движение.грунтовых.вод...................................................................................... 175
11.5..Связанные.воды.в.грунтах.................................................................................... 177
11.6..Влагоемкость.и.водопроницаемость................................................................. 178

Глава 12. дисперсные грунты....................................................................................... 182
12.1..Гомогенные.и.гетерогенные.системы................................................................ 182
12.2..Коллоиды.и.коллоидные.системы.(мицеллы).............................................. 183
12.3..Поглотительная.способность.грунтов.............................................................. 185
12.4..Слабые.грунты........................................................................................................... 187
12.5..Применение.слабых.грунтов.в.качестве.основания.дорожной.

конструкции............................................................................................................... 193

Глава 13. Состав грунтов................................................................................................ 195
13.1..Классификация.физических.свойств.грунтов............................................... 195
13.2..Зерновой.и.микроагрегатный.состав.грунтов............................................... 198
13.3..Отображение.гранулометрического.состава.грунта.................................... 203

Глава 14. Характеристика общих физических свойств грунтов.................... 207
14.1..Плотность.грунта...................................................................................................... 207
14.2..Пористость.грунта.................................................................................................... 209
14.3..Удельная.поверхность.грунта.............................................................................. 213

Глава 15. Физические свойства дисперсных грунтов........................................ 215
15.1..Характерные.влажности.грунта.......................................................................... 215
15.2..Влажность.грунта..................................................................................................... 216

15.2.1..Естественная.и.оптимальная.влажности........................................... 216
15.2.2..Переувлажнение.грунтов......................................................................... 221

15.3..Пластичность.грунта............................................................................................... 223
15.4..Консистенция.грунта.............................................................................................. 225
15.5..Связность.грунтов.................................................................................................... 226
15.6..Липкость.грунтов..................................................................................................... 227
15.7..Набухание.грунтов................................................................................................... 228
15.8..Усадка.и.просадка.грунта...................................................................................... 233

Глава 16. Физико-механические свойства грунтов............................................. 235
16.1..Виды.деформации.грунтов................................................................................... 235
16.2..Факторы,.определяющие.физико-механические.свойства.грунтов...... 237
16.3..Показатели,.характеризующие.деформационные.свойства.грунтов.... 239

16.3.1..Сопротивление.грунта.одноосному.сжатию.................................... 239
16.3.2..Сопротивление.грунта.разрыву............................................................ 239
16.3.3..Оценка.прочности.песчаных.и.глинистых.грунтов....................... 240

Оглавление
6

16.3.4..Модуль.деформации.грунта................................................................... 245
16.3.5..Модуль.упругости.грунта........................................................................ 248
16.3.6..Модуль.осадки.грунта.............................................................................. 250
16.3.7..Сопротивляемость.грунта.сдвигу......................................................... 251

Глава 17. Водно-тепловой режим грунтов.............................................................. 254
17.1..Водный.режим.грунтов.......................................................................................... 254
17.2..Влияние.температуры.на.тепловой.режим.грунтов.................................... 260
17.3..Регулирование.водно-теплового.режима.при.строительстве.

автомобильных.дорог............................................................................................. 264

Глава 18. Применимость грунтов в дорожном строительстве........................ 268
18.1..Подразделение.грунтов.по.происхождению.и.их.распространение.

на.территории.Беларуси........................................................................................ 268

18.2..Применимость.грунтов.в.дорожном.строительстве.................................... 271

18.2.1..Применимость.грунтов.при.возведении.земляного.полотна..... 271
18.2.2..Применимость.грунтов.при.искусственном.укреплении.

вяжущими.материалами.......................................................................... 275

18.3..Искусственное.изменение.состояния.грунта................................................. 277

Глава 19. Почва как грунт.............................................................................................. 288
19.1..Почвообразовательный.процесс......................................................................... 288
19.2..Почвенные.зоны.и.их.характеристика............................................................. 289
19.3..Типы.почв.Беларуси................................................................................................ 290

Глава 20. Обследование грунтов в полевых условиях....................................... 296
20.1..Цель.и.задачи.полевого.обследования.грунтов............................................ 296
20.2..Оценка.инженерно-геологических.условий.района.................................... 297
20.3..Закладка.шурфов.и.обследование.грунтов.................................................... 299
20.4..Обследование.почвенного.состояния.района................................................ 303
20.5..Гидрогеологические.условия.района................................................................. 306
20.6..Инженерно-геологическая.характеристика.трассы..................................... 309
20.7..Обследование.заболоченных.участков............................................................. 314
20.8..Разведка.месторождений.местных.дорожно-строительных.

материалов.................................................................................................................. 318

Темы.для.рефератов.по.разделу.«Дорожное.грунтоведение»........................... 323

Раздел III. МеХаНИКа зеМлЯНОГО ПОлОТНа

Глава 21. задачи и закономерности механики земляного полотна............. 326
21.1..Характеристика.земляного.полотна.................................................................. 326
21.2..Деформация.земляного.полотна......................................................................... 327
21.3..Задачи.механики.земляного.полотна............................................................... 329
21.4..Основные.закономерности.механики.земляного.полотна........................ 330

Оглавление
7

Глава 22. Напряжения в грунтах................................................................................. 332
22.1..Понятие.о.величине.напряжения.в.грунтах.................................................. 332
22.2..Определение.напряжений.в.условиях.плоской.задачи............................. 334
22.3..Определение.напряжений.в.условиях.пространственной.задачи......... 338
22.4..Расчет.напряжений.в.грунтах.при.строительстве.автомобильных.

дорог.............................................................................................................................. 341

22.5..Распределение.напряжений.в.неоднородных.грунтах............................... 346
22.6..Кривые.распределения.напряжений................................................................. 348

Глава 23. Прочность грунтов........................................................................................ 350
23.1..Условие.прочности.для.сыпучих.и.связных.грунтов................................. 350
23.2..Состояния.прочности.сыпучих.и.связных.грунтов.................................... 356
23.3..Оценка.прочности.глинистых.грунтов.через.сопротивляемость.

сдвигу............................................................................................................................ 358

Глава 24. Сжимаемость грунтов.................................................................................. 361
24.1..Процессы,.происходящие.в.грунте.при.сжатии............................................ 361
24.2..Характеристика.коэффициента.бокового.давления.

и.коэффициента.Пуассона.................................................................................... 362

24.3..Закон.уплотнения.................................................................................................... 364
24.4..Принцип.линейной.деформируемости............................................................ 367
24.5..Допускаемые.нагрузки.на.грунт......................................................................... 370
24.6..Оценка.прочности.грунта.в.основании.земляного.полотна.................... 372
24.7..Повышение.степени.прочности.грунта............................................................ 375
24.8..Методы.определения.сжимаемости.грунтов.................................................. 378

Глава 25. Уплотнение грунта......................................................................................... 379
25.1..Теоретические.предпосылки.уплотнения.грунта......................................... 379
25.2..Стандартное.уплотнение.грунта......................................................................... 382
25.3..Показатели.уплотнения.грунтов.в.дорожном.строительстве.................. 385
25.4..Уплотнение.грунтов.под.воздействием.вибрационных.и.ударных.

нагрузок....................................................................................................................... 388

25.5..Уплотнение.грунта.при.сооружении.земляного.полотна......................... 389

Глава 26. Определение осадок сооружений........................................................... 392
26.1..Осадка.однородного.грунта.................................................................................. 392
26.2..Осадка.массива.грунта,.включающего.несколько.пластов....................... 394
26.3..Осадка.глинистых.грунтов.во.времени............................................................ 396
26.4..Прогноз.величины.осадки.земляного.полотна.на.слабом.

основании.................................................................................................................... 399

Глава 27. Реологические свойства грунтов............................................................ 401
27.1..Понятие.о.реологии................................................................................................. 401
27.2..Деформация.ползучести.глинистых.грунтов................................................. 403
27.3..Пример.ползучести.грунта................................................................................... 405

Оглавление
8

Глава 28. Фильтрационные свойства грунтов........................................................ 409
28.1. Движение воды в порах грунта........................................................................... 409
28.2. Формулировка закона Дарси............................................................................... 410
28.3. Закон ламинарной фильтрации для глинистых грунтов.......................... 412

Глава 29. Оценка устойчивости откосов и склонов............................................ 413
29.1. Классификация откосов насыпей и выемок.................................................. 413
29.2. Оценка устойчивости откоса, сложенного из однородного грунта....... 416

29.2.1. Оценка устойчивости откоса по методу КЦПС

без учета дополнительных силовых воздействий.......................... 416

29.2.2. Оценка устойчивости откоса по методу КЦПС

с учетом гидростатического давления................................................ 420

29.2.3. Оценка устойчивости откоса по методу КЦПС

с учетом фильтрационного давления.................................................. 423

29.3. Оценка устойчивости откоса, сложенного из слоев

разнородного грунта............................................................................................... 426

29.4. Определение рационального очертания поверхности откоса................. 429

Глава 30. Оценка устойчивости подпорной стенки............................................. 431
30.1. Характеристика боковых давлений, действующих на подпорную .
стенку............................................................................................................................ 431

30.2. Оценка устойчивости подпорной стенки при песчаной засыпке.......... 435
30.3. Оценка устойчивости подпорной стенки при глинистой засыпке........ 437
30.4. Определение активного давления от засыпки подпорной стенки,

выполненной в виде набережной....................................................................... 440

Глава 31. Деформация грунта под колесом автомобиля 
и отвалом бульдозера...................................................................................................... 444
31.1. Сопротивление грунта деформированию под катящимся колесом...... 444
31.2. Сопротивление грунтов резанию....................................................................... 447
Темы для рефератов по разделу «Механика земляного полотна»................... 449

Приложения ....................................................................................................................... 451

Литература.......................................................................................................................... 456

Предисловие

Дисциплина.«Дорожное.грунтоведение.и.механика.земляного.

полотна».является.одной.из.основных.дисциплин,.рассматривающих.виды,.классификации,.свойства,.изменения.состояния.грунтов.
в.земляном.сооружении.дороги.под.действием.статических.нагрузок.и.колеса.автомобиля..Только.с.использованием.знаний,.полученных.при.ее.изучении,.можно.грамотно.проектировать,.строить.
и.эксплуатировать.автомобильные.дороги..Поэтому.студенты.должны.иметь.представление.о.минералах,.горных.породах,.процессах.
и.явлениях,.протекающих.внутри.и.на.поверхности.земного.шара,.
физических.свойствах.грунтов,.их.залегании.на.территории.Беларуси.и.изменении.их.состояния.под.действием.статических.и.динамических.нагрузок..Поэтому.данная.дисциплина.включает.элементы.инженерной.геологии,.грунтоведения.и.механики.грунтов..
Цель.учебного.пособия.—.дать.студентам.основные.знания.об.элементах.инженерной.геологии,.грунтах.как.строительном.материале,.
особенностях.их.применения.в.дорожном.и.транспортном.строительстве,.изменении.физических.и.физико-механических.свойств.
грунтов.под.действием.статических.и.динамических.нагрузок.

Изучаемая. дисциплина. основывается. на. двух. фундаменталь
ных.науках:.инженерной.геологии.—.науке.о.геологической.среде,.
ее. рациональном. использовании. и. охране. в. связи. с. инженернохозяйственной.деятельностью.человека.—.и.механике.грунтов,.изучающей.напряженно-деформируемое.состояние,.прочность.и.устойчивость.грунтов..В.свою.очередь,.инженерная.геология.как.наука.
включает.в.себя.следующие.разделы:.региональную.инженерную.
геологию,.инженерную.геодинамику.и.грунтоведение.

Региональная.инженерная.геология.изучает.типизацию.и.рай
онирование.территорий,.щиты.и.плиты.древних.и.молодых.платформ..Инженерная.геодинамика.изучает.факторы,.определяющие.
развитие. геологических. и. антропогенных. процессов,. эндогенные.
и.экзогенные.процессы.и.вызванные.ими.явления,.а.также.явления,.связанные.с.гравитационными.или.склоновыми.процессами..
Основным. разделом. инженерной. геологии. является. грунтоведение,. которое. можно. охарактеризовать. как. науку. о. грунтах.. Оно.
состоит.из.следующих.подразделов:.общего.и.регионального.грунтоведения,.а.также.технической.мелиорации.грунтов.

Предисловие
10

Общее.грунтоведение.изучает.состав.и.строение.горных.пород,.

особенности. дисперсных. и. искусственных. грунтов. и. почв,. наличие. воды. в. грунтах,. их. структурные. связи,. а. также. физические,.
физико-химические.и.физико-механические.свойства..Региональное.грунтоведение.рассматривает.специфику.залегания,.свойства.
и.особенности.грунтов,.распространенных.на.изучаемой.территории.или.в.регионе.строительства.транспортного.объекта.

Студенты,.изучающие.дисциплину.«Дорожное.грунтоведение.

и. механика. земляного. полотна»,. должны. иметь. представление.
о.грунтах,.из.которых.возводится.дорожное.полотно.и.которые.являются.исходным.продуктом.для.получения.дорожно-строи.тельных.материалов,.а.также.средой.или.основанием,.на.котором.возводятся. автомобильная. дорога. или. искусственные. сооружения..
Прежде.чем.приступить.к.изучению.грунтов,.необходимо.рассмотреть.составляющие.горных.пород.—.минералы:.их.свойства,.структуру.и.особенности..Горные.породы.—.это.более.крупные.соединения,. каждое. из. которых. отличается. от. прочих. происхождением.
и. возрастом.. С. породами. происходят. эндогенные. и. экзогенные.
процессы,. постгенетические. преобразования.. Только. после. рассмотрения.этих.процессов.и.явлений.можно.приступить.к.изучению.грунтоведения.

Следующий.этап.—.решение.инженерных.задач,.вытекающих.

из.основных.закономерностей.механики.грунтов..Строитель-до.рожник.должен.иметь.знания.о.прочности.грунта,.его.деформационных.
свойствах,.возникновении.и.распределении.напряжений.в.грунтовой. толще,. принципах. и. процессах,. происходящих. при. уплотнении.однородных.и.слоистых.грунтовых.массивов,.реологических.
свойствах.

Таким.образом,.учебное.пособие,.как.и.изучаемая.дисциплина,.

имеет.три.основных.раздела:

‰ «Основные.вопросы.инженерной.геологии,.принимаемые.во.

внимание.при.строительстве.автомобильных.дорог»;

‰ «Дорожное.грунтоведение»;

‰ «Механика.земляного.полотна».
Раздел.«Основные.вопросы.инженерной.геологии,.принимае
мые.во.внимание.при.строительстве.автомобильных.дорог».носит.
ознакомительный. характер.. В. этом. разделе. студент. знакомится.
с. такими. темами,. как. эндогенные,. экзогенные. и. гравитационные.

Предисловие
11

процессы.и.вызванные.ими.явления,.породообразующие.минералы,. инженерно-геологические. особенности. магматических,. метаморфических.и.осадочных.горных.пород,.классификация.грунтов.
в.соответствии.с.СТБ.943–2007,.особенности.кристаллического.
фундамента.и.рельефа.предполагаемого.места.строительства.коммуникационных.сооружений.

Раздел.«Дорожное.грунтоведение».—.один.из.основных.разде
лов.данной.дисциплины..В.нем.рассматриваются.состав,.состояние.
и.строение.грунтов,.характеристики.их.физических.и.физико-меха.нических. свойств,. применимость. грунтов. в. дорожном. строительстве.

В. разделе. «Механика. земляного. полотна». рассматриваются.

темы,.связанные.с.напряжениями,.условиями.прочности,.сжимаемостью,. уплотнением. и. осадкой. грунтов,. оценивается. устойчивость.откосов.и.склонов,.определяются.активные.и.пассивные.давления,.действующие.на.подпорную.стенку,.сопротивление.грунта.
под.катящимся.колесом.автомобиля.

Автор.книги.благодарен.ученым,.оказавшим.благотворное.вли
яние. на. формирование. его. мировоззрения. и. накопление. знаний:.
В.М.. Безруку,. Н.В.. Горелышеву,. Б.П.. Горбунову,. М.И.. Вейцману,.
Т.М..Луканиной,.И.Е..Евгеньеву,.В.Д..Казарновскому,.Ю.Л..Мотылеву,. Б.А.. Ржаницыну,. В.Е.. Соколовичу,. В.П.. Семенову,. А.Я.. Тулаеву.и.др.

Особую.благодарность.автор.выражает.своим.учителям.и.на
ставникам:.докторам.технических.наук,.профессорам.Ивану.Иосифовичу.Леоновичу.и.Николаю.Павловичу.Вырко.

Автор.выражает.благодарность.рецензентам.учебного.пособия:.

доктору. технических. наук,. профессору. В.Н.. Яромко,. кандидату.
технических.наук,.доценту.С.Е..Кравченко.—.за.ценные.замечания.
по.содержанию.рукописи,.которые.автор.принял.с.благодарностью.
и.учел.при.подготовке.книги.к.изданию.

ВВЕДЕНИЕ

Вопросы инженерной геологии, 
используемые при строительстве 
автомобильных дорог

При. изучении. классификации,. свойств. и. состояния. грунтов.

необходимо.иметь.представление.об.истории.возникновения,.развития.и.преобразования.отдельных.видов.горных.пород,.а.также.
о.явлениях,.которые.с.этим.связаны..С.этой.целью.в.начале.изучения.дисциплины.«Дорожное.грунтоведение.и.механика.земляного.
полотна».студенты.знакомятся.с.общими.сведениями.о.строении.
земного.шара.по.М.М..Филатову,.процессами.эндогенного.и.экзогенного.характера,.протекающими.внутри.Земли.и.на.ее.поверхности.и.приводящими.к.образованию.магматических,.метаморфических. и. осадочных. горных. пород.. Студенту. необходимо. иметь.
представление.о.явлениях,.связанных.с.постгенетическими.преобразованиями,. знать. минералогическую. основу. горных. пород,. их.
свойства.и.виды,.уметь.характеризовать.инженерно-геологические.
особенности.территории,.умело.использовать.рельеф.местности.
и. климатические. особенности. при. строительстве. автомобильных.
дорог.

Большое.значение.в.развитии.инженерной.геологии.имели.ра
боты.К..Терцаги,.М.М..Филатова,.В.В..Охотина,.В.А..Приклонского.
Ф.П..Саваренского,.Н.Н..Маслова,.И.В..Попова.и.многих.других..
В.Республике.Беларусь.значительный.вклад.в.развитие.этой.науки.внесли.Н.П..Вырко,.И.И..Леонович,.В.Н..Яромко.

Грунты в дорожном строительстве

При. подготовке. специалистов. для. дорожной. отрасли. весьма.

важно.научить.их.учитывать.все.особенности.залегания.грунтов.на.
территории.и.умело.их.использовать.при.проектировании.и.строительстве.автомобильных.дорог.

Общее.грунтоведение.является.составной.частью.инженерной.

геологии.. Дорожное. грунтоведение. —. это. особый. раздел. данной.

Сопротивление грунтов нагрузкам
13

науки,.в.котором.состав,.строение.и.свойства.грунтов.рассматриваются.с.точки.зрения.их.применения.при.строительстве.дорог.

Нет.ни.одного.инженерного.сооружения,.которое.бы.работало.

в. таких. неблагоприятных. условиях,. как. дорога.. Во-первых,. это.
плоское.линейное.сооружение,.с.одной.стороны.контактирующее.
с.грунтом.естественного.залегания,.а.с.другой.—.с.воздухом,.температура. и. влажность. которого. изменяются. не. только. в. течение.
года,. но. и. суток.. Во-вторых,. это. конструкция,. подвергающаяся.
многократному.воздействию.динамических.нагрузок..В-третьих,.
на.строительное.сооружение.воздействуют.различные.химические.
реагенты,.применяемые.при.борьбе.с.гололедом,.вызывающие.коррозию. различных. видов. в. искусственном. материале. —. бетоне.
и.имеющие.свойство.накапливаться.в.грунтах.насыпей.и.оснований..В-четвертых,.конструкция.подвергается.размыву.потоком.текущей.воды.и.набуханию.в.результате.ее.замерзания.

При.строительстве.автомобильных.дорог.грунт.естественного.

сложения.применяется:

‰ как.основание.любого.инженерного.сооружения,.представ
ляющее.собой.естественную.толщу.горных.пород;

‰ исходный.продукт.для.получения.дорожно-строительных.ма
териалов.—.щебня,.гравия,.песка,.применяемых.при.производстве.
асфальто-.и.цементобетонных.смесей;

‰ рабочий.материал.для.сооружения.насыпи.и.устройства.вы
емок,. при. отрывке. котлованов,. траншей,. карьеров,. устройства.
тоннелей.и.коллекторов.

Сопротивление грунтов нагрузкам

Механика грунтов.—.это.наука.о.сопротивлении.грунтов.на
грузкам.и.деформациям.и.о.способах.регулирования.физико-ме.ханических.свойств.грунтов.

Родоначальниками. механики. грунтов. можно. считать. Р.. Гука,.

Ш.. Кулона. и. А.. Дарси.. Рождение. механики. грунтов. относится.
к.1660.г.,.когда.Роберт.Гук.сформулировал.свой.знаменитый.закон,.
который.повсеместно.применяется.и.в.наши.дни..В.1773.г..французский.инженер.Ш..Кулон,.продолжая.развивать.механику.грунтов,. предложил. теорию. давления. грунтов. на. подпорные. стенки..

Введение
14

В. 1854.г.. другой.французский.ученый.А.. Дарси. положил. начало.
изучению.фильтрационных.свойств.грунтов,.обосновав.закон.ламинарной.фильтрации..Большой.вклад.в.развитие.механики.грунтов.
внесли.такие.ученые,.как.Н.М..Герсеванов,.М.И..Гор.бунов-Посадов,.
И.А.. Симвулиди,. Н.Н.. Маслов,. Н.А.. Цытович,. Н.Н.. Иванов,.
В.Ф.. Бабков,. Г.Н.. Покровский,. В.М.. Безрук,. В.Д.. Казарновский.
и.др.

Основой.механики.земляного.полотна.являются.закономерно
сти,.применяемые.в.инженерно-строительной.практике..Для.грунтов.естественного.и.искусственного.сложения.весьма.важно.учитывать. процессы,. происходящие. при. уплотнении. и. связанные.
с.сжимаемостью.грунтов,.сопротивляемостью.сдвигу,.изменением.
этих. параметров. во. времени. (реология,. релаксация),. динамикой.
нарастания.и.убывания.нагрузки,.а.также.с.ее.многократной.повторяемостью,.ведущие.к.возникновению.напряжений.и,.как.следствие,.к.протеканию.деформаций.в.грунтах..Следует.изучать.грунты.как.однородные.и.неоднородные.системы,.деформирующиеся.
под.действием.статических.и.динамических.нагрузок.с.образованием.колеи,.а.также.особенности.слабых.грунтов,.способных.выдавливаться.под.весом.насыпи..Для.оценки.устойчивости.откосов,.
сложенных.из.однородных.и.неоднородных.грунтов,.необходимо.
учитывать.режимы.течения.жидкости.(грунтовых.вод).в.пористой.
среде,.каковой.является.трехфазная.система.грунта.

Ученые, которые внесли значительный вклад 
в науку о грунтах

С.первых.страниц.книги.читатель.знакомится.с.положениями,.

высказанными.Михаилом.Михайловичем.Филатовым,.Николаем.
Николаевичем.Масловым.и.другими.учеными,.которые.внесли.значительный.вклад.в.развитие.инженерной.геологии.и.грунтоведения..При.изучении.раздела.«Механика.земляного.полотна».студенты.
познакомятся.с.законами.и.закономерностями,.которые.открыли.
выдающиеся.ученые.своего.времени:.Роберт.Гук,.Шарль.Огюстен.
Кулон,.Симеон.Дени.Пуассон,.Анри.Филибер.Гаспар.Дарси.и.многие.другие.

Ученые, которые внесли значительный вклад в науку о грунтах
15

В. данном. разделе. представлены. краткие. исторические. сведе
ния.о.тех.ученых,.которые.упоминаются.в.тексте.книги..Это.сделано.для.того,.чтобы.за.сухими.цифрами.и.классическими.определениями.читатель.мог.увидеть.великих.людей,.которые.посвятили.
свою.жизнь.многогранной.науке.о.грунтах..Автор.книги.хотел.обратить.внимание.на.непростую.судьбу.каждого.из.этих.людей,.которые,.несмотря.на.трудности,.шли.к.своей.цели.и.добились.выдающихся.успехов..Самые.значительные.результаты.они.получили.
в.молодом.возрасте,.и.пусть.это.станет.примером.для.молодых.людей,.познающих.тайны.природы.

Роберт Гук (1635–1703)

Английский.естествоиспытатель,.разносторон
ний. ученый. и. экспериментатор,. ярчайший. представитель.науки.XVII.в..Открыл.закон,.названный.
его.именем,.в.1660.г.,.когда.ему.было.25.лет.

Высказал.гипотезу.всемирного.тяготения..Сто
ронник.волновой.теории.света..Установил.вместе.
с. Х.. Гюйгенсом. постоянные. точки. термометра..
Усовершенствовал.микроскоп..Установил.клеточное.строение.тканей.

Р..Гук.родился.18.июля.1635.г..в.семье.священника..В.детстве.

он.был.очень.хилым.ребенком,.и.родители.думали,.что.он.не.выживет..После.смерти.отца.в.13.лет.переехал.в.Лондон.и.поступил.
учеником.художника..Он.не.любил.запах.красок.и.к.учебе.относился. с. прохладцей:. считал,. что. не. нужно. платить. деньги. за. то,.
чему. можешь. научиться. самостоятельно.. Однако. впоследствии,.
когда. он. стал. знаменитым. ученым,. умение. рисовать. ему. очень.
пригодилось.при.иллюстрировании.своих.трудов.

В.14.лет.Гук.поступил.в.Вестминстерскую.школу,.где.проучился.

четыре.года,.показав.блестящие.знания..Известен.факт,.что.он.за.
неделю.прочитал.шесть.книг.геометрии.Евклида..За.время.учебы.
изучил.латинский,.греческий.и.древнееврейский.языки,.научился.
играть.на.органе.

Конец.1650-х.и.начало.1660-х.гг..принесли.Гуку.первые.успехи.

в.науке..Он.изобрел.воздушный.насос,.опубликовал.трактат.о.капиллярных.движениях.жидкостей..В.1660.г..Р..Гук.сформулировал.

Введение
16

свое. открытие:. «Каково. удлинение,. такова. и. сила».. Закон. Гука.
устанавливает.линейную.зависимость.между.упругой.деформацией.твердого.тела.и.приложенным.механическим.напряжением.

В.1662.г..Оксфордский.университет.присвоил.Гуку.степень.ма
гистра.искусств,.и.он.был.назначен.(в.27.лет).куратором.экспериментов.Королевского.общества,.которое.тогда.только.формировалось..Ученый.составил.устав.этого.общества..В.обязанности.Р..Гука.
как.куратора.входили.подготовка.и.демонстрация.новых.экспериментов..Он.не.только.не.получал.за.это.вознаграждения,.но.и.должен. был. нести. затраты.. Однако. эта. работа. помогала. в. его. собственных.исследованиях,.позволяла.завоевать.научный.авторитет..
С.помощью.микроскопа.Гук.изучал.растения,.окаменелости,.выдвинул.оригинальные.идеи,.касающиеся.света,.тяготения.и.строения.
материи..Он.придумал.вычислительную.машину,.которая.выполняла.любые.арифметические.действия,.усовершенствовал.прибор.
для.исследования.магнитного.поля.Земли,.нередко.вступал.в.дискуссии.с.другими.учеными.

Р..Гук.за.свою.жизнь.сделал.около.500.научных.и.технических.

открытий..Скончался.ученый.в.1703.г.

Кулон Шарль Огюстен (1736–1806)

Выдающийся.французский.инженер.и.физик,.

один.из.основателей.электростатики..Член.Парижской.академии.наук.

Исследовал. деформацию. кручения. нитей,.

установил. закон. кручения. упругих. нитей,. изобрел.(1784).крутильные.весы..Установил.законы.
внешнего. трения.. Открыл. (1785). закон,. названный. его. именем,. —. основной. закон. электростатики.

Шарль. Кулон. родился. 14. июня. 1736. г.. в. Ангулеме,. который.

находится.на.юго-западе.Франции..Отец.Шарля,.правительственный.чиновник,.поместил.сына.в.одну.из.лучших.школ.того.времени.для.молодых.людей.дворянского.происхождения.

В.феврале.1757.г..(в.21.год).на.заседании.Королевского.науч
ного.общества.молодой.любитель.математики.прочел.свою.первую.
научную.работу.«Геометрический.очерк.среднепропорциональных.