Цель работы: определить производные характеристики грунта.
Оборудование и материалы: результаты выполнения лабораторных работ №1-3.
Пояснения к работе
Грунты состоят из твердых минеральных частиц, жидкости и газа и, таким образом, представляют собой (при положительной температуре) трехфазную систему. Грунты различают по многим признакам, наиболее важными из которых являются их физические и механические свойства.
Соотношение между фазами во многом определяют физические свойства грунтов.
В результате лабораторных исследований определяют три основных показателя: плотность грунта ненарушенной структуры ρ, которая равна отношению массы образца грунта к его объему; плотность твердых частиц ρs, равную отношению массы твердых частиц к их объему, и природную влажность w, равную отношению массы содержащейся в грунте воды к массе твердых частиц.
Порядок выполнения работы
Для более полной оценки свойств грунтов помимо основных используют и дополнительные физические характеристики: плотность сухого грунта (плотность скелета), пористость, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения.
Плотность сухого грунта ρd – отношение массы грунта за вычетом массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему.
Плотность сухого грунта вычисляют по формуле:
, (5)
где ρ – плотность грунта, г/см3;
w – влажность грунта, %;
тs – масса твердых частиц;
V – объем грунта.
Пористость грунта – это объем пор в единице объема грунта:
. (6)
Пористость обычно колеблется от 30 до 50 % (но может для лессов составлять 60 %).
Коэффициент пористости – это отношение объема пор к полному объему грунта:
. (7)
Коэффициент пористости меняется в пределах 0,2-1,5.
Коэффициент водонасыщения – степень заполнения объема пор водой, определяется по формуле:
, (8)
где w – природная влажность грунта;
е – коэффициент пористости;
ρs – плотность частиц грунта, г/см3;
ρw – плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3.
Коэффициент водонасыщения меняется от 0 до 1.
По окончании работы определяется вид и состояние несвязного грунта.
Требования к отчету
1. Изложить цель работы и описать оборудование и материалы.
2. Выполнить методику определения производных характеристик.
3. Сделать вывод о виде и состоянии грунта по его физическим характеристикам (приложение 2, 3).
Контрольные вопросы
1. Трехфазная система грунта?
2. Различия между плотностью твердых частиц ρs и плотностью сухого грунта ρd?
3. Что называется коэффициентом водонасыщения грунта Sr, в каких пределах он изменяется?
4. Что называется пористостью грунта n, коэффициентом пористости грунта е?
5. В каких пределах могут изменяться пористость n и коэффициент пористости е?
Лабораторная работа 5
