- Определение влажности грунта.
- Определение пластичности грунтов
- Физические свойства грунтов
- При вычислении e природная влажность w принимается в долях единицы.
- Пример решения задачи 1
- Исходные данные к примеру решения задачи 1
- При вычислении e природная влажность w принимается в долях единицы.
- Пример решения задачи 1
- Исходные данные к примеру решения задачи 1
Определение влажности грунта.
Различают естественную влажность грунта, полную влагоемкость и степень влажности.
Естественная влажность – это количество воды, которая содержится в порах грунта в его природном состоянии и характеризуется отношением массы воды к массе сухого грунта. Измеряется в долях единицы.
W – естественная влажность;
mв – масса воды, г;
md – масса сухого грунта, г.
Полная влагоемкость – это влажность, при которой все поры заполнены водой.
Wn – полная влагоемкость в долях единицы;
е – коэффициент пористости грунта;
ρs – плотность частиц грунта, г/см 3 .
Степень влажности – это степень заполнения пор водой или относительная влажность
Sr – степень влажности в долях единицы;
W – естественная влажность, доли единицы;
ρs – плотность частиц грунта, г/см 3 ;
е – коэффициент пористости, доли единицы;
ρв – плотность воды, г/см 3 (условно принимаем ρв = 1 г/см 3 ).
Классификация грунтов по степени влажности Sr
Влажностная характеристика
Определение пластичности грунтов
Пластичность – классификационный признак глинистых грунтов.
Пластичность – это способность глинистых грунтов в присутствии влаги под действием внешних усилий менять свою форму без разрыва сплошности. Пластичность проявляется в пределах влажности, характеризующейся верхним и нижним пределом пластичности.
Верхний предел пластичности WL – это влажность, при которой глинистый грунт переходит из пластичного состояния в текучее.
Нижний предел пластичности Wp – это влажность, при которой глинистый грунт переходит из пластичного состояния в полутвердое или твердое.
Чем больше глинистых частиц в грунте, тем больше разница между верхним и нижним пределом пластичности, т.е. число пластичности Ip.
Ip – число пластичности, доли единицы;
WL – верхний предел пластичности, доли единицы;
Wp – нижний предел пластичности, доли единицы.
Эта особенность положена в основу классификации глинистых грунтов по числу пластичности Ip:
Текучесть грунта (консистенция) – это степень пластичности или текучести грунта, зависящий от глинистости грунта и его природной влажности.
IL – показатель текучести (консистенция), доли единицы;
Ip – число пластичности, доли единицы;
WL – верхний предел пластичности, доли единицы;
Wp – нижний предел пластичности, доли единицы;
W – естественная влажность, доли единицы.
Классификация грунтов по показателю текучести IL (консистенция).
Суглинки и глины
Источник
Физические свойства грунтов
В прошлой лекции мы узнали что грунт- это многокомпонентная динамичная система, выделили четыре компоненты (твердая, жидкая, газовая и биотическая), рассмотрели четыре вида структурных связей в грунтах (кристаллизационная, цементационная, водно-коллоидная и механическая), а так же узнали, в каких видах содержится вода в горных породах. Сегодня мы рассмотрим физико-механические свойства грунтов.
ФИЗИКО-МЕХАНИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГРУНТОВ
К важнейшим физическим свойствам грунтов, определяемым в лабораторных условиях, относят плотность частиц грунта, влажность и плотность (ГОСТ 5180-84).
Плотность частиц грунта ρs, г/см 3 , т/м 3 , — отношение массы твердых (скелетных) частиц грунта к их объему. Этот показатель характеризует твердую компоненту грунта и зависит от его минерального состава. Присутствие в грунте органических веществ снижает величину ρs.
Для определения плотности частиц грунта в лабораторных условиях используют пикнометр (мерную колбу), заполняя ее дистиллированной водой или, во избежание растворения солей, нейтральной жидкостью (керосин, толуол и др.).
Плотность частиц грунта определяют по формуле:
,
где m 0 — масса сухого грунта, г; m 1 — масса пикнометра с грунтом и водой, г; m 2 — масса пикнометра с водой, г; ρb — плотность воды, г/см 3 .
Средние значения ρs песчаных и пылевато-глинистых грунтов следующие (в г/см 3 ): песок — 2,66; супесь — 2,70; суглинок — 2,71; глина — 2,74.
С увеличением содержания в грунте тяжелых минералов плотность частиц грунта увеличивается, достигая 3,0—3,4 г/см 3 в магматических основных породах (габбро, диабаз и др.).
Данные о значении плотности частиц грунта используют для определения пористости и коэффициента пористости грунтов, а также для ориентировочной характеристики минерального состава.
Влажность природная W, % или доли ед. — отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы.
В лабораторных условиях влажность определяют путем высушивания грунта в сушильном шкафу при t =105°C в течение 3-5 часов до постоянной массы (абсолютно-сухого состояния).
Влажность определяют по формуле
где g — масса грунта в бюксе (стаканчике) с крышкой до высушивания, г; gc — то же после высушивания, г; g0 — масса пустого бюкса с крышкой.
Влажность грунтов зависит от их минерального и фануломет-рического состава, пористости, содержания органических веществ, глубины залегания подземных вод и др. Для глинистых грунтов она может колебаться от 3—5 до 100% и более, во многом определяя их прочность, сжимаемость и другие важнейшие свойства. На свойства других типов грунтов влажность оказывает меньшее влияние.
Плотность грунта ρ, г/см 3 , т/м 3 , — отношение массы грунта (включая массу воды в порах) к его объему.
Величина плотности грунтов колеблется в широких пределах: от 1,2—1,3 до 3,5 г/см 3 и зависит от минерального состава, пористости, влажности и других показателей. В лабораторных условиях плотность грунтов определяют:
1) методом режущего кольца, залавливаемого в грунт, и
2) путем взвешивания парафинированных образцов грунта в воде и в воздушной среде.
Плотность крупнообломочных грунтов можно установить в полевых условиях с помощью проходки небольшого шурфа (вертикальной горной выработки глубиной до 0,5 м). Взвесив извлеченный из шурфа грунт и разделив его на объем шурфа, получают значение плотности крупнообломочного Грунта.
Показатели плотности широко используются при инженерно-геологической оценке различных типов грунтов.
Остальные показатели физических свойств грунтов определяются расчетным способом.
Плотность сухого грунта ρd г/см 3 , т/м 3 , — отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда) к его объему:
или
,
где W — естественная влажность, в первом случае — в долях единицы, во втором — в процентах.
Значения плотности сухого грунта в песчано-глинистых грунтах колеблются от 1,1 до 1,9 г/см 3 . Величина ρd служит основным показателем, контролирующим степень уплотнения грунтов в земляных сооружениях.
Пористость грунта n, %, — отношение объема пор ко всему объему грунта:
или
.
Чем больше показатель n, тем более рыхлый грунт.
Пористость глинистых грунтов колеблется обычно в пределах 40— 60%, в песчаных 30—40, а в илах она может достигать 70—90%. Наименьшей пористостью обладают магматические интрузивные и многие метаморфические грунты (от долей процента до 1—3%).
Величина пористости грунтов влияет на сжимаемость, прочность и другие свойства.
Коэффициент пористости е, доли ед., — отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта
.
Значение n и е можно преобразовать одно в другое по формулам:
;
Коэффициент водонасыщения (степень влажности) Sr, доли ед., — степень заполнения объема пор водой:
где W — природная влажность, доли ед.; е — коэффициент пористости, доли ед.; ρs— плотность частиц грунта, г/см3; ρw, — плотность воды, принимаемая равной 1,0 г/см 3 .
В зависимости от степени влажности песчаные и крупнообломочные грунты разделяют на водонасыщенные при Sr > 0,8, влажные — при 0,5 < Sr < 0,8 и маловлажные — при 0 < Sr < 0,5.
Источник
При вычислении e природная влажность w принимается в долях единицы.
n = . (4)
Плотность сухого грунта ρd , г/см 3 , – это отношение массы твёрдых частиц к объёму образца грунта. Этой характеристикой пользуются для контроля качества искусственного уплотнения грунтов. Плотность сухого грунта вычисляют по формуле
, (5)
где W принимается в долях единицы.
Удельный вес грунта γ, кН/м 3 , вычисляют через его плотность:
, (6)
где g – ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с 2 .
Удельный вес частиц грунта s, кН/м 3 , вычисляют через их плотность:
. (7)
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии в, кН/м 3 , определяют для всех дисперсных грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, кроме глин и суглинков твёрдых и полутвёрдых, так как они являются водоупором. Вычисляют удельный вес грунта во взвешенном состоянии по формуле
, (8)
где γw – удельный вес воды, принимаемый равным 9,81 кН/м 3 .
Полную влагоёмкость Wп, %, т.е. влажность, соответствующую полному заполнению пор водой, определяют по выражению
100, (9)
где плотность воды ρw = 1 г/см 3 .
Пример решения задачи 1
Определить разновидность глинистого грунта, его консистенцию, а также вычислить коэффициент пористости е, пористость n, плотность скелета грунта ρd , удельный вес грунта γ, удельный вес частиц грунта γs, удельный вес грунта во взвешенном состоянии γв, полную влагоёмкость Wп, используя данные табл. 4. Установить пригодность грунта для дорожного строительства.
Исходные данные к примеру решения задачи 1
Плотность грунта ρ, г/см 3
Плотность частиц грунта ρs, г/см 3
Источник
При вычислении e природная влажность w принимается в долях единицы.
n = . (4)
Плотность сухого грунта ρd , г/см 3 , – это отношение массы твёрдых частиц к объёму образца грунта. Этой характеристикой пользуются для контроля качества искусственного уплотнения грунтов. Плотность сухого грунта вычисляют по формуле
, (5)
где W принимается в долях единицы.
Удельный вес грунта γ, кН/м 3 , вычисляют через его плотность:
, (6)
где g – ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с 2 .
Удельный вес частиц грунта s, кН/м 3 , вычисляют через их плотность:
. (7)
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии в, кН/м 3 , определяют для всех дисперсных грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод, кроме глин и суглинков твёрдых и полутвёрдых, так как они являются водоупором. Вычисляют удельный вес грунта во взвешенном состоянии по формуле
, (8)
где γw – удельный вес воды, принимаемый равным 9,81 кН/м 3 .
Полную влагоёмкость Wп, %, т.е. влажность, соответствующую полному заполнению пор водой, определяют по выражению
100, (9)
где плотность воды ρw = 1 г/см 3 .
Пример решения задачи 1
Определить разновидность глинистого грунта, его консистенцию, а также вычислить коэффициент пористости е, пористость n, плотность скелета грунта ρd , удельный вес грунта γ, удельный вес частиц грунта γs, удельный вес грунта во взвешенном состоянии γв, полную влагоёмкость Wп, используя данные табл. 4. Установить пригодность грунта для дорожного строительства.
Исходные данные к примеру решения задачи 1
Плотность грунта ρ, г/см 3
Плотность частиц грунта ρs, г/см 3
Источник