Физические характеристики и показатели грунтов определяемые опытным путем.
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. = (mт + mв)/(vт + vв) – г/см3 или т/м3 Плотность частиц грунта – отношение массы частиц грунта к занимаемому им объему. s = mт /vт – г/см3 или т/м3 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/mтх 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 = mт/(vт + vп). Пористость – характеризует объем всех пустот в грунте. Пористость зависит от минерального состава и формирования грунта. Чем больше дисперсность грунта, тем больше его пористость n = vп /(vт + vп) х 100. Коэффициент пористости отношение объема пор к объему твердых частиц е = vп / vт. Пластичность – способность глинистого грунта под действием внешних усилий менять свою форму без разрыва сплошностей, а после прекращения действия усилий сохранять полученную форму.
Удельный вес грунта (), удельный вес твердых частиц грунта (s)
= g, здесь g = 9,81 м/сек2 s = gs
Удельный вес грунта в сухом состоянии d = gd.
Классификационные показатели грунтов
У глинистых грунтов при изменении влажности изменяется его состояние, свойства, консистенция, т.е. степень подвижности слагающих грунт частиц, при механическом на него воздействии. Различают три формы состояния глинистого грунта: твердое, пластичное, текучее.
Диапазон влажности характеризуется так называемым число, или индексом пластичности, и равен разности между двумя влажностями, выраженными в %:, где - влажность на границе текучести; - влажность на границе раскатывания. - соответствует влажности, при которой грунт переходит в текучее состояние. Стандартный конус погружается в грунт от собственного веса на глубину в 10 мм за 5 секунд. соответствует влажности, при которой теряет свою пластичность.
По мере увеличения влаги глинистый грунт переходит из одного состояния (консистенция) в другое. Если влаги мало, то глина сухая и твердая. При увеличении влажности, когда ее значение достигает “нижнего предела пластичности” (или “границы раскатывания”), глина перейдет в новое состояние пластичной консистенции. Она будет легко меситься, изменять и сохранять приданную ей при сжатии форму. Величина влажности, соответствующая этому пределу колеблется для глинистых грунтов от 8 до 40 % в зависимости от химического, минералогического состава и содержания тонких глинистых частиц (менее 0,002 мм). Если продолжить увеличивать влажность глинистого грунта, то можно достигнуть верхнего предела пластичности (границы текучести), при которой глина теряет свою прочность и начинает течь. Из грунта с влажностью выше этого предела ничего сформировать не удается. Строить на такой глине опасно: она будет выдавливаться из-под фундамента, и здание на ней будет оседать. Грунт в этом случае, говорят, превращается в слабый, водонасыщенный. Эта граница перехода из пластичной в текучую консистенцию зависит еще в большей степени, чем граница раскатывания, от химических и минералогических особенностей глин, а также от содержания тонких частиц.
По числу пластичности определяют наименование глинистого грунта.
Если < 1,0 – грунт песчаный; = от 1 до 7 – грунт называется супесью; = от 7 до 17 – суглинок; > 17 – глина.
Уплотненность глинистых грунтов определяется их консистенцией, под которой понимают густоту и в известной мере вязкость грунтов, обуславливающие способность их сопротивляться пластичному изменению формы. Густота и вязкость грунтов зависят от количественного соотношения твердых частиц и воды в единице объема грунта, а также от сил взаимодействия между частицами грунта. Показателем консистенции, или индексом текучести, служит выражение:
По глинистые грунты классифицируются на категории: супеси – на твердые, пластичные и текучие; суглинки и глины – на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.
