Коэффициент пористости грунта – Методические рекомендации «Методические рекомендации по сбору инженерно-геологической информации и использованию табличных геотехнических данных при проектировании земляного полотна автомобильных дорог»

Определение коэффициента пористости и степень влажности глинистого грунта.

ИГЭ-3.

Дано: глина полутвердая, плотность частиц грунта s = 2,78 т/м3; плотность грунта  = 2,0 т/м3; влажность грунта W = 20 % = 0,2; плотность воды w=1 т/м3.

Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле

е =

Sr ==

Данный грунт непросадочный, т.к. Sr = 0,832 > 0,8

ИГЭ-4.

Дано: суглинок полутвёрдый, плотность частиц грунта s = 2,66 т/м3; плотность грунта  = 1,91 т/м3; влажность грунта W = 21 % = 0,21; плотность воды 

w=1 т/м3.

Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле

е =

Sr ==

Данный грунт не просадочный, т.к. Sr = 0,815 > 0,8

Определение показателя просадочности Iss грунта – не требуется, т.К. Грунты не просадочные. Определение удельного веса грунта во взвешенном состоянии

ИГЭ-1.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,667; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 26,5 кН/м3

Решение:

кН/м

3

ИГЭ-3.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,668; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 27,8 кН/м3

Решение:

кН/м3

ИГЭ-4.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,685; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 26,6 кН/м3

Решение: кН/м3

ИГЭ-5.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,532; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 26,6 кН/м3

Решение:

кН/м3

Определение плотности грунта в сухом состоянии.

ИГЭ-1.

Дано: плотность грунта 0 = 1,86 т/м3; природная влажность W = 0,17

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-2.

Дано: плотность грунта 0 = 0,77 т/м3; природная влажность W = 7,8

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-3.

Дано: плотность грунта 0 = 2,0 т/м3; природная влажность W = 0,2

Решение: плотность грунта в сухом состоянии 

d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-4.

Дано: плотность грунта 0 = 1,91 т/м3; природная влажность W = 0,21

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-5.

Дано: плотность грунта 0 = 1,98 т/м3; природная влажность W = 0,14

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = =

т/м3

Определение механических свойств грунтов. Определение коэффициента относительной сжимаемости mv.

ИГЭ-1.

Дано: песок, модуль деформации Е0 = 10 МПа;  = 0,8; e = 0,667

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа среднесжимаемый грунт

ИГЭ-3.

Дано: глина, модуль деформации Е0 = 18 МПа;  = 0,4; e = 0,668

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа малосжимаемый грунт

ИГЭ-4.

Дано: суглинок, модуль деформации Е0 = 13 МПа;  = 0,5; e = 0,685

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа среднесжимаемый грунт

ИГЭ-5.

Дано: песок, модуль деформации Е0 = 30 МПа;  = 0,8; e = 0,532

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа малосжимаемый грунт

Сводная таблица характеристик грунтов

Номер инж- геол. элемента

Глубина подошвы слоя

Наименование грунта

Физические

Механические

основные

Дополни-тельные

производные

индексационные

деформа-ционные

прочност-ные

ρs,

т/м3

ρ2,

т/м3

W,

%

WL,

%

WP,

%

ρd,

т/м3

e,

-

γвзв,

кН/м3

IP,

%

IL,

-

Sr,

-

ISS,

-

mV,

1/МПа

E0,

МПа

φ,

град.

c0,

кПа

R0,

кПа

1.

3,0

Насыпной грунт- песок средней крупности, средней плотности, ненасыщенный водой, среднесжимаемый

2,65

1,86

17

-

-

1,59

0,667

9,89

-

-

0,675

-

0,067

20

35

1

400

2.

2,0

Торф

1,5

0,77

780

-

-

0,087

-

-

-

-

-

-

-

1

10

6

-

3.

5,0

Глина полутвердая, непросадочная, малосжимаемая

2,78

2,0

20

34

16

1,67

0,668

10,67

0,18

0,222

0,832

0,166

0,044

15

19

29

500

4.

6,0

Суглинок полутвердый, непросадочный, среднесжимаемый

2,66

1,91

21

34

20

1,58

0,685

9,85

0,14

0,071

0,815

0,13

0,065

13

32

6

250

5.

4,0

Песок средней крупности, плотный, ненасыщенный водой, малосжимаемый

2,66

1,98

14

-

-

1,74

0,532

10,83

-

-

0,7

-

0,041

30

38

2

500

Все грунты, кроме торфа, могут служить естественным основанием для фундамента.

Коэффициент пористости грунта: таблица, формула, определение

Под термином – пористость  понимают отношение объема мелких пустот к полному объему грунтовой породы.
Существует также другое определение: коэффициент пористости грунта – это соотношение объема пустот (пор) в представленном образце, к объему, который занимают твердые частицы (скелет).

Формула коэффициента пористости грунта:

e =   Ps — Pd

Pd

Ps – плотность минеральных частиц породы, г/см3;

Pd – величина плотности твердых частиц (скелета), г/см3, определяется по формуле:

Pd =     Ро

1 + W3

Ро – величина плотности породы, г/см3;

W3 – заданная влажность образца в долях единицы

Для глинистых почв данный метод не всегда подходит. Для вычисления размера пор связных пород используют удельный и объемный вес.

Величина пустот почвы не является постоянной, и во многих случаях зависит от плотности укладки. В таблице приведен примерный коэффициент пористости грунта:

Наименование %
1Глина6,0­–50,0
2Глинистые сланцы0,54–1,4
3Песок6,0–52,0
4Песчанник13–29,0
5Известнякдо 33
6Доломитыдо 39

Область применения расчетов

Данные расчеты в большей степени определяют структуру почвы. Весовое соотношение пустот характеризует влажность образца при полном или частичном заполнении пор водной жидкостью.

Поэтому данная величина не является расчетной, а используется как немаловажная вспомогательная характеристика, например, при построении компрессионной кривой, для вычисления характеристик сжимаемости, а также для определения основного механического и физического свойства почвы.

Различные исследования в комплексе с инженерными и геологическими изысканиями предоставляют исчерпывающую информацию, на основании данных результатов принимаются рациональные и наиболее оптимальные проектные решения для возведения будущих строений.

Посмотрите видео:  Пористая структура почвы, Автополив

Пористость грунта - sprosigeologa.ru

Разновидности пор

По величине пор выделяются следующие разновидности: мелкопористые – составляют сотые и тысячные доли мм; и крупнопористые материалы – от десятых долей мм до 2 мм.

Поры в грунтах по величине принято делить на субкапиллярные (менее 0,2 мк), капиллярные (0,2-100 мк), сверхкапиллярные (более 100 мк).

Различают пористость общую (абсолютную, физическую, полную), открытую и закрытую. Общая – это совокупность всех пор, заключенных в грунте; открытая п. – это объём связанных между собой пор. Закрытая п. – это совокупность замкнутых, взаимно не сообщающихся пор. В нефтяной геологии выделяют эффективную п., представленную совокупностью пор, занятых нефтью, газом, и динамическую п. – выраженную объёмом пор, через который при определённом давлении и температуре происходит движение насыщающих жидкостей или газов.

Определение пористости

В лабораторных условиях, помимо расчетного, пористость определяется методами свободного вакуумного и принудительного (под давлением) насыщения грунтов жидкостью, а также методами, основанными на расширении газа, и др. В поле применяют различные виды каротажа скважин. В геологии результаты ее изучения используют для оценки запасов нефти, воды, газа, выбора технологии их разработки и др.

Значения пористости горных пород

Значение пористости нескальных грунтов

Наименование горной породы

Пористость, %

Коэф. пористости

Гравий

25-30

0,25-0,30

Песок

30-40

0,30-0,40

Супесь

40-45

0,40-0,45

Суглинок

45-50

0,45-0,50

Глина

50-65

0,50-0,65

Значение пористости полускальных и скальных грунтов

Грунт

Пористость, %

Грунт

Пористость, %

Алевролит

14-30

Кварцит

4,8-8,8

Базальт

3,0-6,0

Липарит

4.5-8,0

Габбро

0,02-1,5

Мрамор

0,1-1,0

Гранит

0,06-2,0

Опока

39-49

Гранодиорит

0,2-5,0

Периодотит

0,02-2,0

Диабаз

0,08-4,5

Сиенит

0,1-3,5

Диорит

0,1-3,5

Пироксенит

0,1-1,0

Доломит крепкий

3.4-12,4

Порфирит

0,4-4,3

Известняк:

крепкий

слабый

 

5,0-13,7

10,0-22,0

Песчаник:

крепкий

слабый

 

1,6-10,0

16,0-26,0

Кварцевый порфирит

0,5-3,5

Трахит

3,0-8,0

Главная-->Определение свойств грунтов-->Пористость грунта

Определение коэффициента пористости и степень влажности глинистого грунта.

ИГЭ-3.

Дано: глина полутвердая, плотность частиц грунта s = 2,78 т/м3; плотность грунта  = 2,0 т/м3; влажность грунта W = 20 % = 0,2; плотность воды w=1 т/м3.

Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле

е =

Sr ==

Данный грунт непросадочный, т.к. Sr = 0,832 > 0,8

ИГЭ-4.

Дано: суглинок полутвёрдый, плотность частиц грунта s = 2,66 т/м3; плотность грунта  = 1,91 т/м3; влажность грунта W = 21 % = 0,21; плотность воды w=1 т/м3.

Решение: Коэффициент пористости грунта определяется по формуле

е =

Sr ==

Данный грунт не просадочный, т.к. Sr = 0,815 > 0,8

Определение показателя просадочности Iss грунта – не требуется, т.К. Грунты не просадочные. Определение удельного веса грунта во взвешенном состоянии

ИГЭ-1.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,667; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 26,5 кН/м3

Решение:

кН/м3

ИГЭ-3.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,668; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 27,8 кН/м3

Решение:

кН/м3

ИГЭ-4.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,685; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 26,6 кН/м3

Решение: кН/м3

ИГЭ-5.

Дано: коэффициент пористости грунта e = 0,532; удельный вес воды γW = 10 кН/м3; удельный вес грунта γS = 26,6 кН/м3

Решение:

кН/м3

Определение плотности грунта в сухом состоянии.

ИГЭ-1.

Дано: плотность грунта 0 = 1,86 т/м3; природная влажность W = 0,17

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-2.

Дано: плотность грунта 0 = 0,77 т/м3; природная влажность W = 7,8

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-3.

Дано: плотность грунта 0 = 2,0 т/м3; природная влажность W = 0,2

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-4.

Дано: плотность грунта 0 = 1,91 т/м3; природная влажность W = 0,21

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

ИГЭ-5.

Дано: плотность грунта 0 = 1,98 т/м3; природная влажность W = 0,14

Решение: плотность грунта в сухом состоянии d определяется по формуле

d = = т/м3

Определение механических свойств грунтов. Определение коэффициента относительной сжимаемости mv.

ИГЭ-1.

Дано: песок, модуль деформации Е0 = 10 МПа;  = 0,8; e = 0,667

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа среднесжимаемый грунт

ИГЭ-3.

Дано: глина, модуль деформации Е0 = 18 МПа;  = 0,4; e = 0,668

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа малосжимаемый грунт

ИГЭ-4.

Дано: суглинок, модуль деформации Е0 = 13 МПа;  = 0,5; e = 0,685

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа среднесжимаемый грунт

ИГЭ-5.

Дано: песок, модуль деформации Е0 = 30 МПа;  = 0,8; e = 0,532

Решение: коэффициент относительной сжимаемости определим по формуле

mv = МПа малосжимаемый грунт

Сводная таблица характеристик грунтов

Номер инж- геол. элемента

Глубина подошвы слоя

Наименование грунта

Физические

Механические

основные

Дополни-тельные

производные

индексационные

деформа-ционные

прочност-ные

ρs,

т/м3

ρ2,

т/м3

W,

%

WL,

%

WP,

%

ρd,

т/м3

e,

-

γвзв,

кН/м3

IP,

%

IL,

-

Sr,

-

ISS,

-

mV,

1/МПа

E0,

МПа

φ,

град.

c0,

кПа

R0,

кПа

1.

3,0

Насыпной грунт- песок средней крупности, средней плотности, ненасыщенный водой, среднесжимаемый

2,65

1,86

17

-

-

1,59

0,667

9,89

-

-

0,675

-

0,067

20

35

1

400

2.

2,0

Торф

1,5

0,77

780

-

-

0,087

-

-

-

-

-

-

-

1

10

6

-

3.

5,0

Глина полутвердая, непросадочная, малосжимаемая

2,78

2,0

20

34

16

1,67

0,668

10,67

0,18

0,222

0,832

0,166

0,044

15

19

29

500

4.

6,0

Суглинок полутвердый, непросадочный, среднесжимаемый

2,66

1,91

21

34

20

1,58

0,685

9,85

0,14

0,071

0,815

0,13

0,065

13

32

6

250

5.

4,0

Песок средней крупности, плотный, ненасыщенный водой, малосжимаемый

2,66

1,98

14

-

-

1,74

0,532

10,83

-

-

0,7

-

0,041

30

38

2

500

Все грунты, кроме торфа, могут служить естественным основанием для фундамента.

Справочные значения прочностных и деформационных характеристик грунтов

Для грунтов с промежуточными значениями е, не указанными в таблицах Б.1–Б.8, значения с, φ и Е определяют интерполяцией.

Если значения е, I L и Sr грунтов выходят за пределы, предусмотренные таблицами Б.1–Б.8, характеристики с, φ и Е следует определять по данным непосредственных испытаний этих грунтов. Допускается в запас надежности принимать характеристики с, φ и Е по соответствующим нижним пределам е, I L и Sr, если грунты имеют значения е, I L и Sr меньше этих предельных значений.

Для определения значений с, φ и Е по таблицам Б.1–Б.8 используют нормативные значения е, I L и Sr.

Таблица Б.1

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, песков четвертичных отложений
Пес­киОбо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­товХа­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,450,550,650,75
Гра­ве­ли­стые и круп­ныес
φ
Е
2
43
50
1
40
40

38
30


Сред­ней круп­но­стис
φ
Е
3
40
50
2
38
40
1
35
30


Мел­киес
φ
Е
6
38
48
4
36
38
2
32
28

28
18
Пы­ле­ва­тыес
φ
Е
8
36
39
6
34
28
4
30
18
2
26
11
Характеристики песков относятся к кварцевым пескам с зернами различной окатанности, содержащим не более 20% полевого шпата и не более 5% в сумме различных примесей (слюда, глауконит и пр.), включая органическое вещество, независимо от степени влажности грунтов Sr.

Таблица Б.2

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., глинистых нелессовых грунтов четвертичных отложений
На­име­но­ва­ние грун­тов и пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний их по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I LОбо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­товХа­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,450,550,650,750,850,951,05
Су­песи0 ≤ I L ≤ 0,25с
φ
21
30
17
29
15
27
13
24



0,25 < I L ≤ 0,75с
φ
19
28
15
26
13
24
11
21
9
18


Су­глин­ки0 ≤ I L ≤ 0,25с
φ
47
26
37
25
31
24
25
23
22
22
19
20

0,25 < I L ≤ 0,5с
φ
39
24
34
23
28
22
23
21
18
19
15
17

0,5 < I L ≤ 0,75с
φ


25
19
20
18
16
16
14
14
12
12
Гли­ны0 ≤ I L ≤ 0,25с
φ

81
21
68
20
54
19
47
18
41
16
36
14
0,25 < I L ≤ 0,5с
φ


57
18
50
17
43
16
37
14
32
11
0,5 < I L ≤ 0,75с
φ


45
15
41
14
36
12
33
10
29
7
Характеристики глинистых грунтов в таблицах относятся к грунтам, содержащим не более 5% органического вещества и имеющим степень влажности Sr ≥ 0,8.

Таблица Б.3

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, глинистых нелессовых грунтов
Про­ис­хож­де­ние и воз­раст грун­товНа­име­но­ва­ние грун­тов и пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний их по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I LМо­дуль де­фор­ма­ции грун­тов Е, МПа, при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,350,450,550,650,750,850,951,051,21,41,6
Чет­вер­тич­ные от­ло­же­нияАл­лю­ви­аль­ные, де­лю­ви­аль­ные, озер­ные, озер­но-ал­лю­ви­аль­ныеСу­песи0 < I L ≤ 0,75322416107
Су­глин­ки0 < I L ≤ 0,25342722171411
0,25 < I L ≤ 0,532251914118
0,5 < I L ≤ 0,751712865
Гли­ны0 ≤ I L ≤ 0,25282421181512
0,25 < I L ≤ 0,5211815129
0,5 < I L ≤ 0,75151297
Флю­вио­гля­ци­аль­ныеСу­песи0 ≤ I L ≤ 0,75332417117
Су­глин­ки0 ≤ I L ≤ 0,2540332721
Су­глин­ки0,25 < I L ≤ 0,53528221714
0,5 < I L ≤ 0,751713107
Мо­ре­ныеСу­песи
Су­глин­ки
I L ≤ 0,5605040
Юр­ские от­ло­же­ния окс­форд­ско­го яру­саГли­ны0,25 ≤ I L ≤ 0272522
0 < I L ≤ 0,2524221915
0,25 < I L ≤ 0,5161210
Характеристики глинистых грунтов в таблицах относятся к грунтам, содержащим не более 5% органического вещества и имеющим степень влажности Sr ≥ 0,8.

Таблица Б.4

Нормативные значения модуля деформации Е, МПа, угла внутреннего трения φ, град., и удельного сцепления с, кПа, глинистых заторфованных грунтов при степени заторфованности 0,05 ≤ Ir ≤ 0,25
Пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I LОбо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­товХа­рак­те­ри­сти­ки гли­ни­стых грун­тов при сте­пе­ни за­тор­фо­ван­но­сти Ir и ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ных
Ir = 0,05–0,1Ir = 0,1–0,25
0,650,750,850,951,051,151,251,35
0 ≤ I L ≤ 0,25Е13,01211108,5875,0
φ2120181615
с2933374548
0,25 < I L ≤ 0,5Е11108,57,5765,55
φ2120181615141312
с2122243133363942
0,5 < I L ≤ 0,75Е8,076,05,5554,54
φ2120181615141312
с1819202123242628
0,75 < I L ≤ 1Е654,54,03,532,5
φ18181817
с15161718

Таблица Б.5

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных песков
Пес­киОбо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стикХа­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,450,550,650,750,851,01,2
Дре­свя­ни­стыес454139373534
φ343128252321
Е443324181514
Круп­ные и сред­ней круп­но­стис4135292319
φ3230272422
Е4431221413
Пы­ле­ва­тыес58514439332924
φ32302724222018
Е48382921161210
Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород.

Таблица Б.6

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов магматических и метаморфических пород
На­име­но­ва­ние грун­тов и пре­де­лы нор­ма­тив­ных зна­че­ний их по­ка­за­те­ля те­ку­че­сти I LОбо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­товХа­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,550,650,750,850,951,051,2
Су­песиI L < 0с474442414039
φ343128262524
Е373025201510
0 ≤ I L ≤ 0,75с4241403938
φ3128262524
Е2518141211
Су­глин­ки0 ≤ I L ≤ 0,25с57555453525150
φ24232221201918
Е27252321191714
0,25 < I L ≤ 0,5с484644424037
φ222120191817
Е191614131211
0,5 < I L ≤ 0,75с4136322925
φ2019181716
Е151311109
Гли­ны0 I ≤ I L ≤ 0,25с6260585756
φ2019181716
Е1918171615
0,25 < I L ≤ 0,5с54504744
φ17151312
Е1412109
Данные таблицы распространяются на элювиальные пески, образованные при выветривании кварцесодержащих магматических пород.

Таблица Б.7

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации Е, МПа, элювиальных глинистых грунтов осадочных аргиллито-алевролитовых пород
Обо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­товХа­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,450,550,650,750,85
с5848403531
φ2924211917
Е2521171310

Таблица Б.8

Нормативные значения удельного сцепления с, кПа, угла внутреннего трения φ, град., и модуля деформации E, МПа песчаных намывных грунтов
Пес­киОбо­зна­че­ние ха­рак­те­ри­стик грун­товХа­рак­те­ри­сти­ки грун­тов при ко­эф­фи­ци­ен­те по­ри­сто­сти е, рав­ном
0,450,550,650,750,850,95
Сред­ней круп­но­стис8432
φ39373330
Е45322517
Мел­киес106431
φ3633302725
Е3527191512
Пы­ле­ва­тыес107532
φ3329252320
Е20161085
Характеристики, приведенные в таблице, распространяются на намывные пески в возрасте не менее 4 лет. Предыдущая статьяСоединения на винтах работающих на срезСледующая статьяНатягивание разметочного шнура

Пористость грунта. Основные показатели. — МегаЛекции

Влияние трещиноватости на инженерно-геологические свойства скального массива

Трещины — разрывы в горной породе, перемещение по которым отсутствует, либо развито незначительно. С инженерно-геологической точки зрения степень трещиноватости и характер горных пород во многом определяет:

1. Прочность и деформированность массива
2. Возможность возникновения и развития негативных геологических процессов

3. Разрабатываемость горных пород

С этой точки зрения необходимо изучать:

1. Размеры и условия залегания трещин

2. Их генетический тип

3. Характер стенок

4. Наличие и состав заполнителя

 

Классификация трещин по ширине

Тонкие(волосные) — до 1мм

Мелкие — 1-5мм

Средние — 5-20мм

Крупные — 20-100мм

Очень крупные — 20-100мм

 

Характеристика генетических типов трещин

1. Первичные — возникают в процессе формирования горных пород.

- трещины напластования — возникают на границе слоев различного литологического состава, поскольку породы по разному реагируют на колебания температуры.

-трещины отдельности — возникают при кристаллизации магмы и метаморфизме.

2. Вторичные — образуются после завершения формирования горной породы.

-тектонические — характерно: выдержанность простирания, большая глубина и размеры.

-экзогенные —возникают в результате выветривания, осыпей, оползней. Характерна извилистость, небольшая глубина.

 

Коэффициент трещиноватости и степень трещиноватости скального массива

Изучение трещиноватости производят следующими способами:

1. Путем описания обнажения

2. По результатам буровых работ

3. При помощи геофизических исследований

4. Гидрогеологическим способом

При камеральной обработке данных использую расчетные и графические способы.

Расчетные методы оценки трещиноватости и прочности массива:

1. Расчет коэффициента трещиноватости по данным описания обнажений

2. Расчет Кт по сейсмоакустическим данным

3. Оценка прочности трещиноватого массива по сейсмоакустическим данным



 

Инженерная геология как один из разделов науки о земле. Ее современное определение

Как самостоятельная отрасль знаний инженерная геология начала оформляться в 1929г. Был основан центральный институт гидрогеологии и инженерной геологии. Основоположник Ф.П. Саваренский.
Инженерная геология — отрасль геологии трактующая вопросы ее применения к инженерно-строительному делу (Саваренский).

Инженерная геология — наука о геологической среде, ее радиональном использовании и охране, в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека (современная).

 

Понятие о геологической среде. Логическая структура инженерной геологии.

Под геологической средой понимают любые горные породы и почвы, слагающие верхнюю часть литосферы, которые рассматриваются как многокомпонентные системы, находящиеся под влиянием инженерно-хозяйственной деятельности. Эта деятельность приводит к изменению природных геологических процессов и возникновению новых антропогенных процессов, существенно изменяющих инженерно-геологические условия территории.


Логическая структура:

Методика инженерно-геологических исследований -

  • грунтоведение-наука о природных свойствах грунтов
  • Инженерная геодинамика — экзо и эндогенные процессы в инженерной деятельности
  • Региональная инженерная геология

 

Грунтоведение. Современное определение и методологическая основа.

Грунтоведение — наука изучающая любые горные породы и почвы. Как многокомпонентные динамические системы в связи с инженерным хозяйством и деятельностью человека.

Методологическая основа — генетическая — состав, строение и свойства грунта формируется в процессе его образования и изменяется под воздействием последующих процессов.

 

Грунт как многокомпонентная динамическая система. Состав твердой компоненты.

Грунты — горные породы в почве, техногенные образования, обладающие определенными генетическими признаками и рассматриваемые как многокомпонентные динамические системы, находящиеся под влиянием деятельности человека.

 

Инженерно-геологические свойства грунтов и их классификация.

Согласно классификации Е.М.Сергеева инженерно-геологические свойства грунтов подразделяются на 3 группы:

1. Физические

2. Физико-механические

3. Физико-химические

 

Физические свойства, их общая характеристика.

Физические свойства — свойства, проявляющиеся под действием физических полей.
Главными физическими свойствами являются: плотность, пористость и влажность грунта. Так же большое значение имеет водопроницаемость грунтовых массивов.

Плотность грунта. Основные показатели.

Плотность грунта — вес единиц его объема. Оценивается в г\см3, тремя показателями:

ρ (ро) — плотность грунта в условиях природного залегания

ρd (ро д) — плотность скелета грунта (сухого грунта)

ρs (ро с) — плотность частицы грунта

 

Песок ρs=2.66 г\см3

Супесь ρs=2.7 г\см3

Глина ρs=2.74 г\см3

 

Пористость грунта. Основные показатели.

Между твердыми частицами грунта в результате их неплотного прилегания одна к другой образуются промежутки различной величины, которые называются порами. Поры могут быть заполнены воздухом или водой.

Пористостью грунта (n) называют отношение объема пустот (пор) в грунте к общему объему грунта, выраженное в процентах или в долях единицы,

n = Vпор/Vгрунта

Вычисление пористости грунта производится по данным определения плотности частиц грунта и плотности сухого грунта.

n = ρs – ρd/ ρs

Часто пористость грунта характеризуют отношением объема пор к объему, занимаемому твердой фазой (скелетом) грунта. Эта величина называется коэффициентом пористости, или приведенной пористостью

е = Vпор/Vгрунта

Коэффициент пористости может быть вычислен по плотности частиц грунта ρs и плотности сухого ρdск) грунта

е = ρsρd/ ρd


Рекомендуемые страницы:


Воспользуйтесь поиском по сайту:

1.Характеристики, показывающие содержание пор в объеме грунта.

1) коэффициент пористости (5)V=V0+VS(1)

3) относительное содержание твердых частиц

(9) (3)

(4)

2.Плотность грунта в природном состоянии (в естественном состоянии).

; [г/см3]

Где: qs- масса твердых частиц;

qw- масса воды

Плотность минеральных частиц грунта:

; [г/см3]

3.Удельный вес сухого грунта- отношение веса твердых частиц ко всему объему грунта, включая поры.

Где: Gs– вес твердых частиц, кг.

V- полный объем

Удельный вес сухого грунта - (2)

(3) ,

где ε - коэффициент пористости.

ε=0,4…0,85

Удельный вес грунта в естественном состоянии

(4),

где Gw - вес воды

4. Свойства грунта и характеристики содержания воды

по содержанию воды:

а) весовая влажность (12)

GW - вес воды

GS - вес твердых частиц

б) объемная влажность (13)

в) индекс водонасыщенности (l 4)

V0 - объем пор.

(15)

Из (15) выразим (16)

JW = 0…1

JW используется для классификации грунтов по водонасыщению. Существует 3 градации:

1) JW <0,5 - маловлажные грунты

2) JW = 0,5.. .0,8 - грунты средней водонасыщенности

3) JW =0,8... 1 - водонасыщенные грунты

Арифметическое соотношение между основными физическими свойствами грунтов.

Коэффициент пористости ε, сложно с достаточной точностью определить объем пор в массиве грунта, особенно для связных грунтов. Между тем, некоторые другие характеристики определить легче и сделать это с высокой точностью и сравнительно простыми способами. Поэтому ε лучше определять постепенно, через другие характеристики:

Рассмотрим удельный вес грунта в естественных условиях, когда в порах имеется какое либо количество воды:

Из (17) выразим (19) т.е.(18)

Для определения характеристик пористости грунта при естественной влажности необходимо определить весовую влажность W; удельный вес грунта природного сложения γ [кН/м ], вид, минеральный состав грунта.

ε =0,4…0,8 – для грунтов природного сложения.

ε =0,8…1,0 – для грунтов органического происхождения и минеральных грунтов с нарушенной природной структурой

Этих характеристик не достаточно для расчетов деформаций, прочности и устойчивости оснований.

  1. Например для расчета (…………….) деформации осадки, нужно знать исходное значение коэффициентов пористости ε.

  2. Кроме того, от ε зависит и характеристики прочности и деформаций, а значит, чтобы их определить также нужно знать ε и другие физические свойства грунтов(……).

(…….) через другие значительные характеристики, которые легче определить (……….) измерения, методами, которые легче стандартизировать, в том числе и через удельный вес грунта ϒ.

Пластичность и консистенция глинистых грунтов.

Пластичность - способность грунта принимать при деформировании заданную форму без разрыва сплошности и сохранять ее после снятия воздействия.

Пластичностью обладают глины, суглинка, супеси, пылеватые влажные пески.

Консистенция - подвижность частиц, слагающих грунт.

Пластичность грунтов может проявляться при наличии влаги, когда образуются водно-коллоидные вязко-пластичные связи.

Консистенция зависит от количества воды в грунте, т.е. от весовой влажности W.

При W<WP - твердая консистенция.

Wp - граница раскатывания (нижняя граница пластичности) - весовая влажность, при которой грунт переходит из твердой консистенции в пластичную или обратно.

Граница раскатывания определяется по стандарту, как весовая влажность образца грунта в виде жгута диаметром 5мм при уменьшении до 3 мм, если он при этом самопроизвольно крошится.

WL - граница текучести (верхняя граница пластичности) - весовая влажность, при которой грунт переходит из пластичного в текучее состояние.

JP -число (индекс) пластичности.

JP=WL-Wr (20)

Таблица 1

вид грунта

JР, %

супесь

менее 7

суглинок

7…17

глина

более 17

JP служит для уточнения вида глинистого грунта.

Консистенция характеризуется индексом текучести (показателем консистенции)

(21)

1) если W < WР, то Jl < 0 - твердая консистенция

2) если W > WL, то Jl > 1 - текучая консистенция.

3) 0 < JL < 1 - пластичная консистенция.

JL, JW по этим значениям можно классифицировать глинистые грунты по виду и консистенции, а также по Jl , зная показатели пористости и влажности, другие, очень важные характеристики грунта.

Плотность сложения песчаных грунтов

Плотность сложения песчаных грунтов имеет важнейшее значение для оценки их в качестве оснований сооружений, такое для глинистых – консистенция и пластичность.

Плотность сложения определяют(…………….)

Для песчаных грунтов главным является плотность сложения, которая характеризуется индексом плотности:

(22)

Где:

εmax– коэффициент пористости в максимально разрыхленном состоянии(…………….).

ε min- коэффициент пористости грунта в самом плотном состоянии(определяется для …… грунтах, уплотнением в колбе путем вибрации или постукиванием).

- плотные грунты;

- средней плотности;

- рыхлые грунты.

Диагностическими показателями являются:

1) в глинистых грунтах → ε, JW, JL, Jр, JL

2) в песчаных грунтах → ε,JW,Jр

Для песчаных оснований, некоторые основные характеристики назначаются по СНиП в зависимости от плотности сложения, водонасыщенности и состава песка по крупности зерен: It, Iw и состав по крупности φ,Е, Ro и С.

About Author


alexxlab

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *