Определение производных характеристик

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 ρ_s, 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 ρ_d – 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, %;

т_s – 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;

ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³;

ρ_w – 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 ρ_s и плотностью сухого грунта ρ_d?

3. Что называется коэффициентом водонасыщения грунта S_r, 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