Основные и производные фазовые характеристики.
Фазовые характеристики характеризуют физическое состояние грунтов. Фазовые характеристики бывают основные (удельные вес, удельный вес частиц, влажность), которые определяют лабораторным путем, и производные (удельный вес сухого грунта, пористость, коэффициент пористости), опреде-ляемые с использованием основных.
1. Удельный вес – вес единицы объема грунта с водой в его порах (зависит от влажности и мин. состава):
γ=(GS+GW)/(VS+VП).
GS—вес частиц;
GW -вес воды
Изменяется от 12(биогенные грунты) до 24 кН/м3
2. Удельный вес частиц грунта – отношение веса частиц скелета (получаемого испарением воды)к занимаемому ими объему(зависит от минералогического состава):
γS=GS/VS.
Изменяется:
· Пески 26,5—26,7
· Глинистые грунты 26—28
· Торфа 14—18
3. Относительная весовая влажность (w) – отношение веса во-ды к весу скелета, выраженное в %. W=(GW/GS)*100%
4. Удельный вес сухого грунта – вес единицы объёма грунта без воды в его порах:
γd=γ/(1+0,01*W).
5. Оптимальная весовая влажность —такая при которой с минимальными затратами труда достигаем максимальной степени уплотнения грунта.
6. Пористость грунта – отношение объема пор ко всему объему грунта, выраженное в % (n=VПОР/VГРУНТА):
n=((γS- γd)/ γs)*100%.
· Илы 85—95%
· Мягкие глины 50—60%
· Твердые глины(мергель) 20—30%
7. Коэффициент пористости – отношение объема пор к объему скелета грунта:
е=((γS- γd)/ γd)=n*(100-n).
По нему судят о несущей способности грунта и о его строительных свойствах:
e<0,65—плотный грунт
e>1—очень слабые
Характеристики физического состояния грунтов.
Для песчаных грунтов:
Полная молекулярная влагоемкость – это влажность песка, при которой все поры заполнены водой:
WSAT=(e∙γW)/γS, где γW=10 кН/м3
Степень влажности (индекс влаж-ности, коэффициент водонасы-щения) – отношение естественной влажности к полной влагоемкости:
Sr=W/WSAT.
· Sr <0,5—маловлажные пески
· 0,5< Sr <0,8—влажные
· 0,8>Sr>1—насыщенные (влагонасыщенные) пески
Степень плотности сложения:
Id=(emax-e)/(emax-emin)=0…1, где:
е – коэффициент пористости грунта, состояние по плотности сложения которого мы определяем;
emax – коэффициент пористости в предельно рыхлом состоянии;
emin – коэффициент пористости в предельно плотном состоянии.
Грунты подразделяют на:
· Id <1/3— рыхлые
· 1/3< Id <2/3— средней плотности
· 2/3> Id >1— плотные
Для глинистых грунтов:
Пластичность – способность его деформироваться под воздействием внешнего давления без разрыва сплошности масс и сохранять принятую форму после приложения усилия.
Предел раскатывания (WP) – влажность нижнего предела пластичности, т.е. та влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое и наоборот.
Предел текучести (WL) – влажность верхнего предела пластичности, т.е. влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее и наоборот.
Число пластичности: JP=WL-WP; супесь (1…7), суглинок (7…17), глина (17…)
Консистенция глинистых грунтов определяется показателем текучести: JL=(W-WP)/(WL-WP),
характеризующим состояние грунта: твердое(<0), пластичное (0…1)((0—0,25)—полутвердое,(0,25—0,5)—тугопластичное,(0,5—0,75)—мягкопластичное,(0,75—1)—текучепластичное), текучее(>1).
Скелет грунта. Упрощенная строительная классификация.
Скелет – твердая фаза грунта характеризующаяся, в первую очередь, содержанием и соотношением частиц по крупности, т.е. гранулометрическим составом.
Определенный интервал крупности грунтовых частиц называется фракцией. Дисперсность —степень раздробления вещества на части.Процентное содержание фракций в грунте определяет его гранулометрический состав (методы определения грануло-метрического состава: ситовой, метод профессора Собина). По крупности частицы делятся на крупнообломочные (валуны и глыбы, галька и щебень, гравий и дресва), песчаные (крупные, средней крупности, мелкие), пылеватые (крупные, мелкие) и глинистые. Упрощенная строи-тельная классификация грунтов: глины, суглинки, супеси, пески (по содержанию глинистых частиц в % от массы сухого грунта).
