Плотность частиц грунта влажность грунта природная

Определение показателей физико-механических свойств грунтов

Строительные свойства грунтов характеризуются физическими и механическими показателями. Физические показатели позволяют охарактеризовать грунт, как физическое тело с его особенностями, а механические поведение грунта при механическом (силовом) воздействии на него.

Показатели физических свойств грунтов

Грунт представляет собой дисперсную систему, состоящую из минеральных частиц, воздуха и газа. Содержание воды и газов в одном и том же грунте может изменяться под влиянием различных факторов, поэтому для грунтов различают несколько показателей массы. Показатели физиче- ских свойств грунтов определяются двумя путями: опытным, в основном, в лаборатории, и расчетом. Опытным путем определяют основные и классификационные показатели, а расчетом — производные.

ρ — плотность грунта (т/м 3 , г/см 3 ); ρ_s — плотность частиц грунта (т/м 3 , г/ см 3 ); w — природная влажность.

Классификационные показатели: w_p — влажность на границе раскатывания; w_L — влажность на границе текучести; гранулометрический состав.

ρ_d— плотность сухого грунта (т/м 3 , г/ см 3 );

e — коэффициент пористости; S_r — степень влажности; I_p — число пластичности; I_L — показатель текучести

Природная влажность (w) — отношение массы воды, содержащейся в порах, к массе инеральных частиц, выраженное в долях единиц. Природная влажность определяется путем выпаривания грунта в сушильном шкафу.

Плотность (ρ) — отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему. На практике чаще всего плотность определяют методом непосредственных измерений, парафинирование или режущих колец.

Плотность частиц грунта (ρ_s) — отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта. Плотность частиц грунта определяется с помощью пикнометра в дистиллированной воде или нейтральной жидкости (керосин, бензин).

Граница текучести (w_L) — влажность, при превышении которой глинистые грунты переходят в текучее состояние. Граница текучести определяется при помощи балансирного конуса.

Граница раскатывания (w_p) — влажность, при превышении которой глинистый грунт переходит в пластичное состояние. Граница раскатывания определяется путем раскатывания жгутиков.

Гранулометрическим составом песчаных грунтов называется содержание фракций различной крупности, выраженное в процентах, в навеске, взятой для анализа. Анализ песчаных грунтов производится ситовым способом. Ситовой способ — просеивание грунта на ситах с крупными штам- пованными отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,10 мм. Последние два сита применяются при ситовом анализе, которому подвергаются глинистые пески.

Расчетные показатели определяют из выражений:

Число пластичности (I_p) — разность влажностей, соответствующих двум состояниям глинистого грунта на границе текучести и на границе раскатывания:

Плотность грунта в сухом состоянии (ρ_d) — отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему (включая поры с водой):

Коэффициент пористости (е) — отношение объема пор к объему твердых частиц грунта:

Степень влажности (S_r) — степень заполнения объема пор водой:

где: ρ_w = 1 т/м 3 — плотность воды.

Показатель текучести (I_L) — характеристика состояния глинистого грунта:

а) по плотности б) по степени влажности

Источник

5. Физические характеристики грунтов.

Плотность грунта (г/см 3 , т/м 3 ) — отношение массы грунта к его объему:

.

Удельный вес грунта (кН/м 3 ): .

Влажность грунта — отношение массы воды к массе твердых частиц, выражаемое в долях единицы, иногда в процентах:

.

Плотность частиц грунта (г/см 3 , т/м 3 ) определяется как отношение массы твердых частиц грунта к их объему:

.

6.Производные физические свойства грунтов.

Раличают два вида характеристик грунтов:

• основные, которые определяют экспериментально, опытным путем;
• производные, вычисляемые по формулам.

Основные характеристик: плотность грунта, плотность частиц грунта и влажность. Плотность грунта – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этой массой объему.  = (m_т + m_в)/(v_т + v_в) – г/см 3 или т/м 3 Плотность частиц грунта – отношение массы частиц грунта к занимаемому им объему.  _s = m_т /v_т – г/см 3 или т/м 3 Влажность – все количество воды, содержащееся в грунте. Существует несколько показателей влажности: а) естественная или природная влажность – все количество воды, которое содержится в порах грунта в его природных условиях; б) весовая влажность – отношение массы воды к массе сухого грунта, выраженное в % (или абсолютная влажность) w = mв/m_тх 100 % _{в) полная влагоемкость – влажность, при которой все поры заполнены водой} wsАт = е/_s г) относительная влажность – степень влажности показывает, какую часть объема пор в грунте занимает вода. Численно она равна отношению естественной влажности к полной влагоемкости Sr = w/ wsАт Классификация грунтов по степени влажности: Sr < 0,5 – маловлажные; Sr >1,0 – волонасыщенные; Sr = от 0,5 до1,0 – влажные. Плотность сухого грунта — отношение массы сухого грунта с ненарушенной структурой к занимаемому этим грунтом объему _d= m_т/(v_т + v_п). _{Пористость}– характеризует объем всех пустот в грунте. Пористость зависит от минерального состава и формирования грунта. Чем больше дисперсность грунта, тем больше его пористость n = v_п/(vт+ v_{п) х 100.}Коэффициент пористости отношение объема пор к объему твердых частиц е = _vп / v_т. Удельный вес грунта (), удельный вес твердых частиц грунта (_s)  = g, здесь g = 9,81 м/сек 2 _s = g_s Удельный вес грунта в сухом состоянии _d = g_d. 7. Для более полной оценки свойств грунтов помимо основных используют и дополнительные физические характеристики: гранулометрический состав, плотность грунта в сухом состоянии, коэффициент пористости, степень влажности, число пластичности и показатель текучести. Плотность сухого грунта(плотностью скелета грунта) — отношение массы сухого грунта (частиц грунта) к объему всего грунта: или . (1.5) Пористость грунта — отношение объема пор ко всему объему грунта, что соответствует объему пор в единице объема грунта: . (1.6) Относительное содержание твердых частиц в единице объема грунта: , тогда . (1.7) Коэффициент пористости грунта — отношение объема пор к объему твердых частиц: или . (1.8) Степень влажности (степень водонасыщения) — отношение объема воды в порах грунта к объему пор и соответствует отношению влажности грунта к его полной влагоемкости: или . (1.9) По консистенции различают три состояния глинистого грунта: твердое, пластичное и текучее. Границами между этими состояниями являются характерные значения влажности, называемые границей раскатывания (нижний предел пластичности)играницей текучести (верхний предел пластичности). Число пластичности грунта — разница между границей текучести и границей раскатывания: . (1.10) Показатель текучести глинистого грунта: . 11. Водопроницаемость грунтовВодопроницаемостью грунтов называют способность их пропускать сквозь себя воду. Вода в порах грунтов может передвигаться под влиянием ряда причин: силы тяжести; внешнего давления; капиллярных сил; адсорбционных сил, развивающихся на поверхности раздела твердых частиц и воды; промерзания породы; давления газов и др. При инженерно-геологических и гидрогеологических исследованиях чаще всего практический интерес представляет передвижение воды под влиянием силы тяжести. Под капиллярным давлением воды в грунтах понимается их способность поднимать воду по капиллярным порам снизу вверх или в стороны вследствие воздействия капиллярных сил, которые возникают на границах раздела различных компонент грунта. В их основе лежат силы взаимодействия воды и воздуха с твердыми частицами грунта, проявляющиеся в смачивании последних, образовании в порах менисков и в других явлениях.

Источник

9. Плотность частиц грунта, влажность грунта, сухого грунта.

Плотность частиц грунта ρ_s-отношение массы твердой части сухого грунта m_s( исключая массу воды в его порах) к его объему V_s: ρ_s= .Единицы измерения: кг/м 3 , г/см 3 т/м 3 Плотность частиц грунтов зависит от минералогического состава и присутствия органических и органоминералогических веществ.

Плотность влажного грунта ρ_w –отношение влажного грунта m_w к его объему V_w:ρ_w =

Плотность сухого грунта ρ_d— отношение массы сухого грунта m_d (исключая массу воды в его порах) к объему грунта : ρ_d =

ρ_d= ,где W — влажность грунта в долях единицы, ρ — плотность грунта.Плотность сухого грунта зависит от пористости и его минералогического состава.

Эти параметры используются для характеристики физических свойств грунтов и в динамических расчетах оснований сооружений.

10. Плотность грунтов. Методы определения для 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 m_гр к его объему V_гр. ρ= г/см 3 , т/м 3

Плотность грунта зависит от пористости, влажности и минералогического состава грунта. Плотность грунта является очень важным показателем физических свойств грунта, так как используется при расчетах давления земли на подпорные стенки, устойчивости оползневых откосов и склонов, и тд.

Для определения плотности грунтов в лабораторных условиях в зависимости от их гранулометрического состава и консистенции используют различные методы.

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.

В полевых условиях плотность грунтов определяют, радиоизотопными и сейсмоакустическими методами, с помощью плотномера- влагомера Н.П. Ковалева, а также методами пенетрации и засыпки ( для сыпучих грунтов).

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

Источник

Вопрос № 7. Физические свойства грунтов.

Удельный вес грунта (), удельный вес твердых частиц грунта (s)

Вопрос № 8. Определение влажности грунта.

Влажность – все количество воды, содержащееся в грунте. Существует несколько показателей влажности: а) естественная или природная влажность – все количество воды, которое содержится в порах грунта в его природных условиях; б) весовая влажность – отношение массы воды к массе сухого грунта, выраженное в %

(Или абсолютная влажность):

в) объемная (относительная) влажность : Для минеральных грунтов значения влажности находятся в пределах от 0,2 до 0,4, а в отдельных случая может быть и больше. Зависимость между природной и относительной влажностью определится из соотношения: , откуда _. Это влажность применяется к группам, обладающим большой водоудерживающей способностью, например, торфу. Так, если весовая влажность для торфов находится в пределах от 6 до 20, то соответственно объемная влажность от 0,86 до 0,95. в) полная влагоемкость – влажность, при которой все поры заполнены водой , так как , то _. Таким образом, для водонасыщенного грунта коэффициент пористости определяется через полную влагоемкость. г) относительная влажность – степень влажности показывает, какую часть объема пор в грунте занимает вода. Численно она равна отношению естественной влажности к полной влагоемкости: Степень влажности используется для классификации песчаных грунтов. По степени влажности песчаный грунт подразделяется на : — маловлажные; — влажные; — насыщенные водой.

Источник