По какому показателю определяется наименование глинистого грунта – ГОСТ 12536-2014 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

3. Определение вычисляемых характеристик глинистого грунта

К вычисляемым характеристикам глинистого грунта кроме плотности сухого грунта ρd, пористости n, коэффициента пористости е и степени влажности Sr, которые определяются аналогично песчаным грунтам, относятся число пластичности IР и показатель текучести IL. Данные характеристики также считаются классификационными, т.к. по IР и IL производят классификацию грунтов. Число пластичности определяется по формуле: IP = WL - WР. Эта характеристика косвенно отражает количество глинистых частиц в грунте и используется для определения наименования глинистого грунта по табл. 5.3.

Таблица 5.3

Типы глинистых грунтов

Типы грунтов

Число пластичности

Супесь

Суглинок

Глина

1 ≤ IP ≤ 7

7 < IP ≤17

IP>17

Показатель текучести IL определяется по формуле: IL =( W - WР)/ IP, где w - природная влажность грунта в долях единицы.

Показатель текучести используется для определения состояния (консистенции) глинистого грунта по табл. 5.4.

Таблица 5.4

Разновидности глинистых грунтов

Разновидности глинистых грунтов

по консистенции

Показатель текучести

Супеси:

твердые

IL < 0

пластичные

0 ≤ IL ≤ 1

текучие

IL > 1

Суглинки и глины:

твердые

IL < 0

полутвердые

0 ≤ IL ≤ 0,25

тугопластичные

0,25 < I

L ≤ 0,50

мягкопластичные

0,50 < IL ≤ 0,75

текучепластичные

0,75< IL ≤ 1,00

текучие

IL > 1,00

По окончании лабораторной работы определяют наименование и состояние глинистого грунта, а также его расчетное сопротивление по табл. 5.5 при проектировании оснований зданий и сооружений.

Таблица 5.5

Расчетные сопротивления r0 глинистых (непросадочных) грунтов

Пылевато - глинистые грунты

Коэффициент

пористости

Значения R0, кПа,

при показателе текучести

 

е

IL =0

IL =1

Супеси

0,5

0,7

300

250

350

200

Суглинки

0,5

0,7

1,0

300

250

200

350

180

100

Глины

0,5

0,6

0,8

1,1

600

500

300

250

400

300

200

100

Значения всех вычисляемых характеристик грунта записывают в журнал.

По окончании лабораторной работы определяют наименование и состояние глинистого грунта, а также его расчетное сопротивление по табл. 2.3 при проектировании оснований зданий и сооружений или условное сопротивление по табл. 5.6 при проектировании оснований мостов и труб.

Таблица 5.6

Условное сопротивление глинистых грунтов

Г р у н т ы

Коэф-т пористости

Условное сопротивление R0, кПа, пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов основания, в зависимости от показателя текучести JL

 

е

0

0.1

0.2

0.3

0.4

0.5

0.6

Супеси при

JP ≤5

Суглинки при

10≤ JP ≤15

Глины при

JP≤20 

0.5

0.7

0.5

0.7

1.0

0.5

0.6

0.8

1.1

343

294

392

343

294

588

490

392

294

294

245

343

294

245

441

343

264

245

245

196

294

245

196

343

294

245

196

196

147

245

196

147

294

245

196

147

147

98

196

147

98

245

196

147

98

98

-

147

98

-

196

147

98

-

-

-

98

-

-

147

98

-

-

Примечания:

1. Для промежуточных значений JP и е, R0 определяется по интерполяции.

2. При значениях числа пластичности JP в пределах 5 - 10 и 15 - 20 следует принимать значения R0, приведенные в таблице, соответственно для супесей, суглинков и глин.

Вопросы для самоконтроля

  1. Что такое плотность частиц грунта?

  2. Как определяется плотность глинистого грунта?

  3. Что такое влажность грунта и как она определяется?

  4. Как определяется влажность на границе текучести?

  5. Что такое граница раскатывания и как она определяется?

  6. Что такое число пластичности и для чего оно определяется?

  7. Для чего определяется показатель текучести?

  8. Как определяется наименование и состояние (консистенция) глинистого грунта?

  9. Как влияет влажность глинистого грунта на его расчетное (условное) сопротивление?

  10. Что необходимо знать для определения расчетного (условного) сопротивления глинистого грунта?

Определение наименования и характеристик грунтов.

⇐ ПредыдущаяСтр 2 из 4Следующая ⇒

По классификационным признакам, приведенным по ГОСТ 25100-82. «Грунты. Классификация», определяем: подгруппу, тип, вид и разновидность отдельных слоев горных пород, слагающих площадку. Все представленные горные породы площадки относятся к классу, группе и подгруппе осадочных, обломочных пород без жестких структурных связей, т.е. к грунтам.

Вид песчаного грунта вычисляется по коэффициенту пористости е, который выражается через основные характеристики грунта следующей формулой:

где gs - удельный вес твердых частиц грунта, кН/м3 , gII - удельный вес грунта, кН/м3 , w - природная влажность грунта.

Степень влажности грунта определяется выражением:

где gw - удельный вес воды.

Типглинистого грунта устанавливается по числу пластичности IP = wL -wP ,%

Разновидности глинистых грунтов выделяются по показателю консистенции:

где wP - влажность на границе раскатывания, wL- влажность на границе текучести.

Для определения просадочности и набухаемости глинистых грунтов в курсовом проекте можно пользоваться ориентировочными показателями Srи Iss. К просадочным по предварительной оценке грун­там относятся глинистые грунты, у которых: 1) Sr < 0,8

2) показатель Iss, определяемый выражением Iss = (eL-e)/(1+e) меньше величин, приведенных в [2,стр. 7, табл.2.2].

 

Набухающим грунтом пo предварительной оценке следует считать глинистый грунт у которого Iss ³ 0,3. Под eL понимают коэффициент, соответствующий влажности на границе текучести: eL =wLgS / gw

Прочностные характеристики грунтов определяем по [5, стр.36, прил.3] в зависимости от полученных значений характеристик грунтов.

Далее приведены результаты исследований грунтов.

 

Образец 1. Грунт отобран из скважины № 1 с глубины 2 м.

Подгруппа и тип грунта. При числе пластичности IP=(wL - wP)*100%= (0,30-0,18)*100% = 12% , 7< IP £ 17 грунт отно­сится к суглинкам.

Вид суглинка. При коэффициенте пористости ;

e = 27*(1 + 0,23)/19,3-1=0,72, по степени влажности Sr= 0,23×27/(0,72×10) = 0,86 > 0,8- грунт влажный, eL =0,30×27/ 10=0,81; Iss= (0,81-0,72)/(1+0,72)=0,05<0,3 =>грунт не просадочный, не набухающий.

Разновидность суглинка. Консистенцию грунта определя­ем по

показателю текучести IL= (23-18)/(30-18) = 0,42 (0,25< IL £ 0,50) - суглинок тугопластичный.

Рассматриваемый грунт – суглинок желто-бурый, не просадочный, не набухаемый, влажный, тугопластичный, gs = 27 кН/м3 , R0 =212 кПа.

 

Образец 2. Грунт отобран из скважины № 1 с глубины 4,6 м.

Подгруппа и тип грунта. При числе пластичности IP=(wL - wP )*100%=

(0,31-0,18)*100%=13%. При значении 7< IP £ 17 грунт отно­сится к суглинкам.

Вид суглинка. При коэффициент пористости e = 27,1*(1 + 0,24)/19,5 –1=0,72,по степени влажности Sr= 0,24×27,1/(0,72×10) = 0,90 > 0,8 грунт влажный,

eL =0,31×27,1/ 10=0,84; Iss= (0,84-0,72)/(1+0,72)=0,07<0,3 =>грунт не просадочный, не набухающий.

Разновидность суглинка. Консистенцию грунта определя­ем по показателю текучести IL= (24,0-18,0)/(31,0-18,0) = 0,46 (0,25< IL £ 0,50) - суглинок тугопластичный.

Рассматриваемый грунт - суглинок желто-бурый, не просадочный, не набухаемый, влажный, тугопластичный, gs = 27,1 кН/м3 , R0 =211 кПа.

 

Образец 3. Грунт отобран из скважины № 2 с глубины 7 м.

Подгруппа и тип грунта. При числе пластичности IP = (wL -wP)*100%= (0,53-0,30)*100%=23% . При значении IP >1 7 грунт отно­сится к глинам.

Вид глины. При коэффициенте пористости e = 27,4*(1 + 0,36)/18,8-1 =0,98 по степени влажности Sr= 0,36×27,4/(0,98×10) = 1,00>0,8 грунт маловлажный.

eL =0,53×27,4/ 10=1,45; Iss= (1,45-0,98)/(1+0,98)=0,23<0,3 =>грунт не просадочный, не набухающий.

Разновидность глины. Консистенцию грунта определя­ем по показателю текучести IL= (0,36-0,30)/(0,53-0,30) = 0,26 (0,25< IL £ 0,50) – глина тугопластичная.

Рассматриваемый грунт - глина желто-бурая, непросадочный, не набухающий, тугопластичный, gsb = (gs - gw )/(1+ e) = (27,4 - 10)/(1+ 0,98) =8,78 кН/м3, R0 = 239 кПа.

Образец 4. Грунт отобран из скважины № 2 с глубины 11 м.

Подгруппа и тип грунта. При числе пластичности IP = (wL -wP )*100%

=(0,285-0,185)*100% =10%. При значении 7£ IP £ 17 грунт отно­сится к суглинкам.

Вид суглинка. При коэффициенте пористости e = 27,1*(1 + 0,27)/19,8 -1 =0,74 по степени влажности Sr= 0,27×27,1/(0,74×10) = 0,99>0,8 грунт маловлажный.

eL =0,285×27,1/ 10=0,77; Iss= (0,77-0,74)/(1+0,74)=0,02<0,3 =>грунт не просадочный, не набухающий.

Разновидность суглинка. Консистенцию грунта определя­ем по показателю текучести IL= (0,27-0,185)/(0,285-0,185) = 0,85 (0,75£ IL £ I ) – суглинок текуче-пластичный.

Рассматриваемый грунт - суглинок желто-бурый, не просадочный, не набухающий, текуче-пластичный, gsb = (gs - gw )/(1+ e) = (27,1 - 10)/(1+ 0,74) =9,82 кН/м3, R0 = 199 кПа.

 

Образец 5. Грунт отобран из скважины № 3 с глубины 14 м.

Подгруппа и тип грунта. При числе пластичности IP=(wL - wP )*100%=

(0,44-0,24)*100%=20%. При значении IP >17 грунт является глиной.

Вид глины. При коэффициенте пористости e = 27,4*(1 + 0,27)/20,0 -1=0,74 , по степени влажности Sr= 0,27 ×27,4/(0,74×10) = 0,99> 0,8 грунт влажный

eL =0,44×27,4/ 10=1,20; Iss= (1,20-0,74)/(1+0,74)=0,26<0,3 =>грунт не просадочный, не набухающий.

Разновидность глины. Консистенцию грунта определя­ем по показателю текучести IL= (27 - 24)/(44 - 24) = 0,15 (0< IL £ 0,25) - глина полутвердая.

Рассматриваемый грунт –глина коричневая, не просадочная, не набухаемая, полутвердая, gsb = (gs - gw )/(1+ e) = (27,4 - 10)/(1+ 0,74) =10 кН/м3, R0 =415 кПа.

 

 

2.Проектирование фундамента мелкого заложения.




2.2 Определение наименования песчаных грунтов

Наименование крупнообломочного и песчаного грунта определяют по гранулометрическому составу в соответствии с таблицей 2. Для этого последовательно суммируются содержания фракций, сначала крупнее 2 мм, затем - крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимают по первому удовлетворяющему показателю их расположения в таблице 2. [1].

Таблица 2 - Исходные данные

№слоя

Гранулометрический состав в процентах, при их размерах

Физическая характеристика

2-1

1-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,01

s, г/см3

, г/см3

W, %

1

--

16,6

21,3

42,4

13,4

6,3

2,65

1,75

9,2

2

10

10

26,5

30

23,5

--

2,66

2,1

2,0

4

15

20

27

23

10

5

2,65

2,0

24,0

Рассмотрим 1-ый слой.

частиц  2мм ---

частиц  0,5мм 16,6%  50%

частиц  0,25мм 16,6+21,3=37,9% < 50%

частиц  0,1мм 37,9+42,4=80,3% > 75%, следовательно, данный грунт по гранулометрическому составу является песок мелкий.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3 [1].

г/см3

Таким образом, при 0,6  е = 0,77 <0.75имеем песок мелкий средней плотности.

Определим степень влажности грунта

=0,36

так как Sr=0,360,5 то песок маловлажный.

Следовательно, имеем 1 слой — песок мелкий, средней плотности, маловлажный.

Рассмотрим 2-ой слой.

частиц  2мм 10%  25%

частиц  0,5мм 20%  50%

частиц  0,25мм 20+26,5=46,5% < 50%

частиц  0,1мм 46,5+30=76,5% > 75%, следовательно, данный грунт по гранулометрическому составу является песок мелкий.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3 [1].

г/см3

Таким образом, при е = 0,52 <0.60имеем песок мелкий плотный.

Определим степень влажности грунта

=1,02

так как Sr=1,02>0,8 то пески насыщенные водой .

Следовательно, имеем 2-ой слой — песок мелкий, плотный, насыщенный водой.

Рассмотрим 4-ый слой.

частиц  2мм 15%  25%

частиц  0,5мм 15+25=35%  50%

частиц  0,25мм 35+27=62% > 50% ,

следовательно, данный грунт по гранулометрическому составу является песок средней крупности.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3 [1].

г/см3

Таким образом, при 0,55  е = 0,65 <0.7имеем песок средней крупности, средней плотности.

Определим степень влажности грунта

=0,98

так как Sr=0,98>0,8 то песок насыщенный водой.

Следовательно, имеем 4-ый слой — песок средней крупности, средней плотности, насыщенный водой.

Результаты расчётов заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Физико-механические свойства грунтов

Наименование грунта

Мощность слоя

Физическая характеристика

Прочностная и деформационная характеристики

ρ

т /м3

ρs

т /м3

ρd

т /м3

W%

WL%

Wp%

Ip

IL

е

Sr

cn

кПа

φn

Ro

кПа

En

МПа

g, кН/м3

gs, кН/м3

gd, кН/м3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

1

Растительный слой

0,3

2

Песок мелкий средней плотности

2,65

1,75

1,6

9,2

-

-

--

--

0,36

0,66

31,6

1,8

300

27

26,5

17,5

16

3

Песок мелкий плотный

2,66

2,1

1,75

20

--

--

--

--

1,02

0,52

36,6

4,6

300

41

26,6

21

17,5

Продолжение таблицы 3

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13

14

15

16

17

4

Суглинок мягкопластичный

2,72

1,93

1,47

31

37

23

14

0,57

0,99

0,85

19

18

216,6

8

27,2

19,3

14,7

5

Песок средней крупн. и плотн.

2,65

2,0

1,61

24

-

-

-

-

0,98

0,65

35

1

500

30

26,5

20

16,1

1.2 Определение наименования песчаного грунта

Определим основные показатели четвертого слоя.

Наименование крупнообломочного и песчаного грунта определяют по гранулометрическому составу в соответствии с таблицей 2. Для этого последовательно суммируются содержания фракций, сначала крупнее 2 мм, затем - крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта принимают по первому удовлетворяющему показателю их расположения в таблице 2. [1].

Таблица 2 - Исходные данные

слоя

Гранулометрический состав в процентах,

при их размерах

Физическая

характеристика

2-1

1-0,5

0,5-0,25

0,25-0,1

0,1-0,05

0,05-0,01

0,01-0,005

rs,

г/см3

r,

г/см3

W,

%

4

9

18

35

17

11

5

5

2,67

1,99

24,5

Слой № 4:

частиц > 2мм 9% < 25%

частиц > 0,5мм 9+18=27% < 50%

частиц > 0,25мм 27+35=62% > 50% следовательно данный грунт по гранулометрическому составу является песком средней крупности.

Устанавливаем плотность сложения по коэффициенту пористости е и таблице 3 [1].

г/см3 (1.5)

(1.4)

Таким образом, при 0,55 < е = 0,67<0,7 имеем песок средней крупности, средней плотности.

Определим степень влажности грунта

=0,98 (1.3)

так как Sr=0,98>0,8 то песок насыщен водой.

Следовательно, имеем четвертый слой — песок средней крупности, средней плотности, насыщеный водой.

Результаты расчётов заносим в таблицу 3.

Таблица 3 - Физико-механические свойства грунтов

Наименование грунта

Мощность слоя

Физическая характеристика

Прочностная и деформационная характеристики

ss

т /м3

ρ

т /м3

ρd

т /м3

W

%

WL

%

Wp

%

I p

I L

е

Sr

cn

кПа

φn

Ro

кПа

En

МПа

γs, кН/м3

γ, кН/м3

γd, кН/м3

1

Растительный слой

0,4

2

Супесь

твёрдая

9,1

2,68

1,72

1,49

15,6

23,8

17,8

6

-0,37

0,8

0,52

26,8

17,2

14,9

3

Супесь

пластичная

2,7

2,71

1,89

1,50

25,8

26,9

20

6,9

0,84

0,81

0,86

---

---

---

---

27,1

18,9

15,0

4

Песок средней крупности пло-ти

0,6

2,67

1,99

1,60

24,5

-

-

-

-

0.67

0,98

28

0,8

400

24

26,7

19,9

16,0

5

Глина полутвёрдая

2,1

2,75

1,91

1,48

29,2

44,9

27,5

17,4

0,1

0. 86

0,98

17,8

46,4

279

17,7

27. 5

19. 1

14. 8

Инженерное грунтоведение.

  1. Какие показатели характеризуют состав грунтов?

Основными показателями состава дисперсных грунтов являются:

  • Петрографический, минералогический и химический составы;

  • Гранулометрический состав;

  • Плотность частиц грунта;

  • Показатели пластичности (для связных грунтов): предел текучести (граница текучести), предел пластичности (граница раскатывания), число пластичности.

  1. Какие характеристики относятся к показателям состояния грунтов?

К основным показателям состояния дисперсных грунтов относятся:

  • Влажность;

  • Пористость;

  • Коэффициент пористости;

  • Плотность сухого и влажного грунта;

  • Показатель консистенции глинистых пород.

  1. Какими методами определяется гранулометрический состав грунтов и условия их применения.

Методы, применяемые для определения гранулометрического состава, подразделяют на прямые (ситовой, пипеточный и т.д.) и косвенные (визуальный и ареометрический).

Прямые методыпозволяют непосредственно выделять необходимые фракции, определять их массу и процентное содержание в грунте.

Косвенные методы основаны на изучении некоторых свойств исследуемых грунтов, по изменению которых можно судить о содержании в породе тех или иных фракций.

Ситовой метод используют для определения гранулометрического состава песчано-гравелистых грунтов (с размером частиц более 0,1 мм).

Пипеточный метод используют главным образом для определения гранулометрического состава глинистых пород.

Ареометрический метод используется для определения гранулометрического состава грунтов, содержащих фракции диаметром менее 0,25 мм, и основан на измерении плотности суспензии в процессе ее отстаивания.

Метод Рутковского дает приближенное представление о гранулометрическом составе и часто используется в полевых условиях.

В основе метода лежат:

  • Способность глинистых частиц набухать в воде;

  • Различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера (на основе формулы Стокса).( где– радиус частиц, см;γs– плотность частиц, г/см3; γ–плотность воды, г/см3;g– ускорение свободного падения, см/с2;η– коэффициент вязкости воды.)

  1. Показатели состояния грунтов. Методы их определения.

К основным показателям состояния дисперсных грунтов относятся:

  • Влажность; (6 вопрос)

  • Пористость; (10 вопрос)

  • Коэффициент пористости; (10 вопрос)

  • Плотность сухого и влажного грунта; (19 вопрос)

  • Показатель консистенции глинистых пород.

  1. Схема (?) определения капиллярных явлений в грунтах. Физическая их природа и влияние гранулометрического состава на высоту капиллярного поднятия.

Грунты обладают способностью поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонентов грунта.

Капиллярные свойства грунтов обычно характеризуются максимальной величиной капиллярного поднятия и скоростью капиллярного поднятия.

Высота и скорость капиллярного поднятия сильно зависят от гранулометрического состава грунтов, поскольку он в первую очередь определяет размер и характер пор. С возрастанием дисперсности грунтов размер пор в них уменьшается, а в соответствии с этим увеличивается высота капиллярного поднятия и, наоборот, уменьшается скорость подъема воды. Эти капиллярные свойства грунта связаны между собой обратной зависимостью.

  1. Метод определения и расчета влажности грунтов. Характерные влажности. Зачем определяются.

Влажность грунта – это отношение массы водыmв, заключенной в порах грунта, к массе сухого грунтаmск

W = mВ/mск иногда ее выражают в процентах.

Влажность грунтов в лаборатории принято определять высушиванием образцов до постоянной массы при температуре 105..107 градусов. Влажность грунтов может изменяться от нескольких процентов для скальных грунтов до сотен процентов для илов или торфов.

В полевых условия природную влажность (без отбора образцов) можно определить с помощью нейтронного влагометра.

Пластичность– способность грунта под внешним воздействием изменять форму без разрушения или разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после устранения действия внешней силы. Влажности, ограничивающие интервал появления пластических свойств грунтов, называютпределами пластичности, илихарактерными влажностями. Они нужны для определения числа пластичности грунтов.

  1. Плотность грунтов. Методы определения плотности сыпучих и связных грунтов.

Плотностью грунта называют массу единицы объема грунта в его природном состоянии, т.е. ненарушенной структуры с естественной пористостью и влажностью. Она численно равна отношению массы грунта mгр к его объемуVгр.

ρ = mгр/ Vгр.

Для связного (глинистого) грунта применяют методы режущего кольца и гидростатического взвешивания. Последний метод используется в тех случаях, когда нельзя изготовить образцы правильной геометрической формы, а образцы глинистого грунта перед взвешиванием в воде парафинируют.

Плотность сыпучих грунтов нарушенной структуры определяется в двух состояниях: рыхлом и плотном, что необходимо для оценки их строительных свойств и состояния.

  1. Схема определения коэффициента фильтрации грунтов. От чего он зависит?

Коэффициент фильтрации КФхарактеризует способность грунта пропускать воду, т.е. его водопроницаемость, и представляет собой скорость движения потока воды в грунте при единичном градиенте напора.

Определение коэффициента фильтрации проводится при трех различных, но постоянных значениях гидравлического градиента в трубке Каменского по методу Дарси.

В трубку с песчаным грунтов наливают воду до определенного уровня hi, который затем поддерживают постоянным в течение 2…3 мин, подливая воду из мерного цилиндра, что позволяет определить объем профильтровавшейся воды за отрезов времени. На основе полученных данных определяют значение коэффициента фильтрации по формуле Дарси

КФ = Q/FI

Где КФ – коэффициент фильтрации, см/с;

Q– количество воды, профильтровавшейся за единицу времени, см3/с, т.е.Q= V/t;

F – площадь сечения трубки, см2;

I– напорный (гидравлический) градиент, равный отношению разности напоров к длине пути фильтрации, т.е.I = (h1-h2)/L

Величина КФзависит от гранулометрического состава, структуры и пористости грунта, формы грунтовых частиц (т.е. их окатанности), температуры воды и содержания в ней растворенных веществ, в том числе и воздуха (газов).

  1. Как определяется число пластичности грунта и как они классифицируются по этому показателю?

Интервал влажности между пределами пластичности характеризуется числом пластичности и используется как классификационный показатель грунта:IP = WLWP.

Для определения наименования глинистого грунта используют следующую классификацию:

Разновидность глинистых грунтов

Число пластичности

Супесь

1…7

Суглинок

7…17

Глина

>17

  1. Что такое пористость и коэффициент пористости? Как эти характеристики определяются?

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 ρsи плотности сухогоρd (ρск) грунта

е = ρs – ρd/ ρd

  1. Метод определения коэффициента фильтрации грунтов.

Коэффициент фильтрации КФхарактеризует способность грунта пропускать воду, т.е. его водопроницаемость, и представляет собой скорость движения потока воды в грунте при единичном градиенте напора.

Определение коэффициента фильтрации проводится при трех различных, но постоянных значениях гидравлического градиента в трубке Каменского по методу Дарси.

В трубку с песчаным грунтов наливают воду до определенного уровня hi, который затем поддерживают постоянным в течение 2…3 мин, подливая воду из мерного цилиндра, что позволяет определить объем профильтровавшейся воды за отрезов времени. На основе полученных данных определяют значение коэффициента фильтрации по формуле Дарси

КФ = Q/FI

Где КФ – коэффициент фильтрации, см/с;

Q– количество воды, профильтровавшейся за единицу времени, см3/с, т.е.Q= V/t;

F – площадь сечения трубки, см2;

I– напорный (гидравлический) градиент, равный отношению разности напоров к длине пути фильтрации, т.е.I = (h1-h2)/L

  1. Гранулометрический состав грунтов. Методы определения. Назначение.

Гранулометрический состав характеризует содержание в грунте частиц (фракций) определенных размеров, взятых по отношению к массе абсолютно сухой породы в процентах. Размер фракций, слагающих тот или иной грунт, выражают обычно в миллиметрах.

Методы, применяемые для определения гранулометрического состава, подразделяют на прямые (ситовой, пипеточный и т.д.) и косвенные (визуальный и ареометрический).

Прямые методыпозволяют непосредственно выделять необходимые фракции, определять их массу и процентное содержание в грунте.

Косвенные методы основаны на изучении некоторых свойств исследуемых грунтов, по изменению которых можно судить о содержании в породе тех или иных фракций.

Ситовой метод используют для определения гранулометрического состава песчано-гравелистых грунтов (с размером частиц более 0,1 мм).Суть ситового метода состоит в разделении средней пробы на фракции с помощью набора сит с различным диаметром ячеек – от 10 до 0,1 мм.

Пипеточный метод используют главным образом для определения гранулометрического состава глинистых пород. Этим методом с достаточной точностью определяют содержание в породе фракций диаметром менее 0,1 мм. При наличии в грунте более крупных частиц пипеточный метод применяется в комбинации с ситовым методом.

Ареометрический метод используется для определения гранулометрического состава грунтов, содержащих фракции диаметром менее 0,25 мм, и основан на измерении плотности суспензии в процессе ее отстаивания. Так, если во взмученную суспензию опустить ареометр, то в процессе отстаивания плотность ее будет изменяться (в связи с выпадением из неё частиц грунта) и ареометр будет погружаться в суспензию. Через определенные отрезки времени снимаем отсчеты по глубине погружения ареометра и далее рассчитываем содержание каждой фракции, меньшей 0,25 мм.

Метод Рутковского дает приближенное представление о гранулометрическом составе и часто используется в полевых условиях.

В основе метода лежат:

  • Способность глинистых частиц набухать в воде;

  • Различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера (на основе формулы Стокса).

При производстве массовых определений гранулометрического состава грунтов в полевых условиях часто выделяют только три основные группы фракций: глинистую (по набуханию), песчаную (по скорости падения частиц в воде) и пылеватую (вычитая из 100% суммарное содержание глинистых и песчаных частиц в процентах).

  1. Приведите примеры показателей и состава и состояния грунтов.(?)

Основными показателями состава дисперсных грунтов являются:

  • Петрографический, минералогический и химический составы;

  • Гранулометрический состав;

  • Плотность частиц грунта;

  • Показатели пластичности (для связных грунтов): предел текучести (граница текучести), предел пластичности (граница раскатывания), число пластичности.

К основным показателям состояния дисперсных грунтов относятся:

  • Влажность;

  • Пористость;

  • Коэффициент пористости;

  • Удельный вес сухого и влажного грунта плотность;

  • Показатель консистенции глинистых пород.

Примеры (?)

  1. Определение оптимальной влажности ( Wопт ) и максимальной плотности ( ρdmax ) методом стандартного уплотнения.

Оптимальной влажностью Wоптназывается влажность, при которой достигается наибольшая плотность сухого грунта при затрате стандартной работы на уплотнение, а достигнутая при этом плотность ρdmax называетсямаксимальной плотностью грунта.В лабораторных условиях определениеWопт и соответствующей ейρdmax производят на приборе стандартного уплотнения.

Метод заключается в последовательном уплотнении в приборе стандартного уплотнения (СоюздорНИИ) при одинаковых условиях пробы грунта с постоянным увеличением его влажности.

Испытания грунта на уплотнение с наращиванием влажности проводят до тех пор, пока плотность сухого грунта ρd не станет уменьшаться. По полученным при каждом уплотнении значениям ρd и Wi строят график ρd = ƒ (Wi).

За максимальную плотность грунта ρdmax принимают наибольшее значение ρd, а за оптимальную влажность Wопт– влажность, соответствующую максимальной плотности сухого грунта.

  1. Показатели состава грунтов. Их характеристика. Методы определения.(4 вопрос)

  2. Капиллярные явления в грунтах. Метод определения. Физическая природа. Величина поднятия в различных грунтах.

Грунты обладают способностью поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонентов грунта.

Поднятие воды в грунте по капиллярам можно представить как результат действия подъемной силы вогнутых менисков, которая по формуле Лапласа выражается как:

Q= 2a/Rгдеaповерхностное натяжение жидкости;

R– радиус кривизны мениска, который связан прямой зависимостью с диаметром капилляра

R = d/2cosΘ;

d, rсоответственно диаметр и радиус капилляра;

Θкраевой угол смачивания.

Капиллярные свойства грунтов обычно характеризуются максимальной величиной капиллярного поднятия и скоростью капиллярного поднятия.

Высота и скорость капиллярного поднятия сильно зависят от гранулометрического состава грунтов, поскольку он в первую очередь определяет размер и характер пор. С возрастанием дисперсности грунтов размер пор в них уменьшается, а в соответствии с этим увеличивается высота капиллярного поднятия и, наоборот, уменьшается скорость подъема воды. Эти капиллярные свойства грунта связаны между собой обратной зависимостью.

  1. Число пластичности. Классификация грунтов по числу пластичности. Показатель консистенции глинистого грунта.

Пластичность– способность грунта под внешним воздействием изменять форму без разрушения или разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после устранения действия внешней силы. Влажности, ограничивающие интервал появления пластических свойств грунтов, называютпределами пластичности, илихарактерными влажностями.

Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее, называют верхним пределом пластичности или границей текучести. В текучем состоянии грунт может рассматриваться как тяжелая вязкая жидкость.

Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое, называют нижним пределом пластичности или границей раскатывания. В твердом состоянии изменение формы грунта сопровождается появлением в нем разрывов.

Определение границы текучести WLпроизводится методом балансирного конуса, а границы раскатыванияWP – путем раскатывания грунтового теста в жгут.

Интервал влажности между пределами пластичности характеризуется числом пластичности и используется как классификационный показатель грунта:IP = WLWP.

Для определения наименования глинистого грунта используют следующую классификацию:

Разновидность глинистых грунтов

Число пластичности

Супесь

1…7

Суглинок

7…17

Глина

>17

Для определения состояния глинистых грунтов вычисляют показатель консистенции

IL = WWP/WL - WP

Где W– природная влажность грунта.

  1. Влажность грунтов. Метод определения. Характерные влажности. Показатель консистенции глинистого грунта.

Влажность грунта – это отношение массы водыmв, заключенной в порах грунта, к массе сухого грунтаmск

W = mВ/mск иногда ее выражают в процентах.

Влажность грунтов в лаборатории принято определять высушиванием образцов до постоянной массы при температуре 105..107 градусов. Влажность грунтов может изменяться от нескольких процентов для скальных грунтов до сотен процентов для илов или торфов.

В полевых условия природную влажность (без отбора образцов) можно определить с помощью нейтронного влагометра.

Пластичность– способность грунта под внешним воздействием изменять форму без разрушения или разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после устранения действия внешней силы. Влажности, ограничивающие интервал появления пластических свойств грунтов, называютпределами пластичности, илихарактерными влажностями.

Для определения состояния глинистых грунтов вычисляют показатель консистенции

IL = WWP/WL - WP

Где W– природная влажность грунта.

  1. Плотность частиц грунта, влажного грунта, сухого грунта.

Плотность частиц грунта ρsпредставляет собой отношение массы твердой части сухого грунтаms(исключая массу воды в его порах) к его объемуVs: ρs=ms/Vs.

Плотность влажного грунта ρwпредставляет собой отношение массы влажного грунтаmwк его объемуVw: ρw=mw/Vw.

Плотность сухого грунта ρdпредставляет собой отношение массы сухого грунтаmd (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтов объему, который включает в себя объем имеющихся в этом грунте пор: ρd=md/Vw.

  1. Коэффициент водонасыщения. Классификация грунтов по степени водонасыщения.

Для характеристики физического состояния породы знания одной природной влажности недостаточно, необходимо еще установить степень заполнения пор грунта водой, т.е. коэффициент водонасыщения.

Коэффициент водонасыщения обычно определяют по выражению

Sr = W/Wsat ,

Где Wприродная влажность грунта;

Wsat – предельная влажность грунта, возможна при данной его пористости (т.е. полная влагоемкость грунта).

Коэффициент водонасыщения чаще всего вычисляют по формуле

Sr sW/W

Где Wвлажность грунта в долях единицы;

ρs – плотность частиц грунта;

e– коэффициент пористости грунта;

ρW– плотность воды.

В зависимости от величины Sr грунты подразделяют на:

Разновидность грунтов

Коэффициент водонасыщения Sr, доля ед.

Малой степени водонасыщения

0…0,5

Средней степени водонасыщения

0,5…0,8

Насыщенные водой

0,8…1,0

  1. Капиллярные явления в грунтах. Физическая природа и значение в дорожном строительстве. Величина поднятия в различных грунтах. Метод определения.(16 вопрос, лабораторный практикум стр 17-20).

About Author


admin

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о