Определение типа и вида песчаного грунта

Грунты состоят из отдельных частиц различной формы, круп­ности и вещественного состава. Группа частиц с приблизительно одинаковыми диаметрами определенного диапазона называется фрак­цией. Наиболее распространенная классификация, определяющая наименование грунтовых частиц в зависимости от фракций, приведена в табл. 5.

Процентное содержание фракций грунта по массе называется гранулометрическим (механическим) составом грунта. Это один из важнейших факторов, определяющих физико-механические свойства грунта, от которого в значительной мере

 

Таблица 5

Классификация грунтовых частиц по крупности

 

Наименование грунта	Размеры частиц, мм
Галечные (щебеночные)	100...20
Гравийные (дресвяные)	20...2
Песчаные	2,0...0,05
Пылеватые	0,05...0,005
Глинистые	менее 0,005

зависит сжимаемость грунтов и их сопротивление сдвигу (деформативные и прочностные показа­тели), пористость и водопроницаемость, пластичность, усадка и разбухание (для связных грунтов) и др.

Гранулометрический состав определяется посредством механического анализа, заключающегося в разделении грунта на отдельные фракции. Этот анализ необходим для опре­деления:

наименования песчаных грунтов по крупности (пески гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие, пылеватые);

приблизительного значения коэффициента фильтрации(по эмпи­рическим формулам);

пригодности грунтов для строительства инженерных (грунтовые фильтры, дренажные системы), земляных сооружений (дамбы, насыпи) и т.п.;

пригодности грунтов как сырья в производстве строительных материалов;

возможности суффозии грунтов;

для различных фильтрационных расчетов и т.д.

Существует много способов анализа гранулометрического состава. В лабораторных условиях наибольшее распространение получили следующие: сито­вый (просеивание грунта через набор сит), полевой метод Рутковского, способы двойного отмучивания, пипеточный, аресметрический. Последние четыре основаны на использовании закона Стокса - зави­симости между размерами частиц и скоростью падения их в спокой­ной жидкости. В качестве основного рекомендуются ситовый способ - для фракций размером до 0,1 мм и в аресметрический - для более мел­ких фракций (пылеватых и глинистых).

Гранулометрический состав песчаных грунтов определяется в соответствии с требованиями [ 5 ]. Поэтому студент знакомится с методикой выпол­нения ситового анализа.

 

А. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА ГРУНТА

С ПОМОЩЬЮ СТАНДАРТНЫХ СИТ

 

Необходимое оборудование: технические весы с разновесами, шпатель, набор стандартных сит, чашечки Ø 8...10 см, резиновый пестик с фарфоровой ступкой.

Методика определения: I. Образец песчаного грунта довести до воздушно-сухого состояния и методом квартования отобрать пробу массой 150 г.

2. Из полученной пробы взять навеску грунта с точной мас­сой 100 г. Сита расположить вертикальной колонкой так, чтобы от­верстияих уменьшались сверху вниз: 10, 5, 2, 1, 0,5, 0,25, 0,1мм и поддон. На верхнее сито высыпать подготовленную навеску грунта.

3. Верхнее сито закрыть крышкой и легкими круговыми движе­ниями в течение 3 мин просеять грунт через набор сит. В результате просеивания проба грунта разделяется на фракции на верхнем сите – 10 мм, на следующем – 5…10 мм, ниже 2…5 мм, еще ниже – 1…2 мм, и т.д. На поддоне останется фракция менее 0,1 мм.

4. Содержимое каждого сита и поддона высыпать в заранее взвешенные чашачки и взвесить. Полученный результат (после вычитания массы чашечки) выразить в процентах к массе всей навески и занести в журнал (табл. 6). Расхождение между массой навески и суммой масс всех фракций более 1 % не допускается. Невязку распределить пропорционально массе фракций. При отсутствии специальных чашечек содержимое сит и поддона можно высыпать прямо на чашу весов, предварительно протерев ее. Результаты каждого взвешивания записывать в графу «Масса фракции».

Таблица 6

Результаты ситового анализа

Показатели	Диаметр отверстий сит, мм	Поддон
				0,5	0,25	0,1
Фракции грунта, мм
	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	0,1
Масса тары (чашечки), г
Масса тары с грунтом, г
Масса фракции, г
Содержание фракции (массовая доля), %
Фракции грунта, мм
	>10	>5	>2	>1	>0,5	>0,25	>0,1	<0,1
Содержание фракции (массовая доля), %
Фракции грунта, мм
	<10	<5	<2	<1	<0,5	<0,25	<0,1
Содержание фракции (массовая доля), %

По полученным значениям (табл. 6) делается вывод по данным гранулометрического состава.

5. Последовательным суммированием в процентах определить массу частиц крупнее 0,5, 0,25 и 0,1мм, т.е. сумму масс фракций, полученных на данном сите и выше (не прошедших через данное сито). Тип песка по крупности установить по его гранулометрическому составу согласно табл. 7:

Таблица 7

Определение типа песчаных грунтов по крупности частиц

Тип песка	Размер грунтовых частиц	Суммарное процентное содержание фракций по данным гранулометрического анализа, %
Гравелистый	крупнее 2мм	более 25
Крупный	крупнее 0,5мм	более 50
Средней крупности	крупнее 0,25 мм	более 50
Мелкий	крупнее 0,1мм	75 и более
Пылеватый	крупнее 0,1 мм	менее 75
Примечание: Тип песка определяется по первому удовлетво­ряющему признаку (сверху вниз).