Плотность сухого грунта (плотность скелета грунта)

Характеризуется массой единицы объема минеральной части грунта естественного сложения, r_d, г/см³. Практически это минимальная плотность грунта, зависящая от пористости породы. В общем случае плотность сухого грунта выражают соотношением:

(3)

Практически r_d обычно вычисляется по формуле:

, (4)

где W - влажность породы, %

Влажность.

Влажность характеризуется количеством воды, заполняющей поры грунта в условиях его естественного залегания. Влажностью называется отношение количества воды к массе твердых частиц (массе абсолютно сухой породы). Абсолютно сухим называется грунт, высушенный при температуре 105-107⁰ C до постоянной массы. Методика определения влажности стандартизирована. Измеряется влажность в % либо в долях единицы.

х 100% (5)

Коэффициент водонасыщения

Коэффициент водонасыщения или относительная влажность - это отношение объема воды в породе к объему пор, она выражается в долях единицы и называется еще степенью влажности. Характеризует степень заполнения объема пор водой.

(6)
где ρ_w - плотность воды, принимаемой равной 1 г/см³

 

Пористость.

Пористость - это суммарный объем всех пор в единице объема породы независимо от их величины, заполнения и характера взаимосвязи. Она характеризуется двумя показателями.

Пористость, определяется как отношение объема пор в породе ко всему занимаемой породой объему, выраженное в процентах

(7)

 

Коэффициент пористости, выражает отношение объема пор в породе к объему, занимаемому только твердой, минеральной частью породы, дол. Ед.:

(8)

Пластичность грунтов.

Пластичность - это способность некоторых пород изменять свою форму- деформироваться без разрыва сплошности - под влиянием внешнего воздействия и сохранять эту форму после прекращения этого воздействия. Пластичностью обладают только глинистые породы, лессы и лессовидные породы, глинистые мергели и мел. Пластичность наблюдается в определенном для каждой породы интервале влажности и зависит от гранулометрического состава, количества растворимых в воде солей, минерального состава тонкодисперсной части породы с размером частиц менее 0,002 мм. Любая глинистая порода в зависимости от содержания в ней влаги может быть в твердом, пластичном и текучем состоянии.

Влажность на границе текучести (верхний предел пластичности) это значение влажности W_L, при котором порода переходит из пластичного состояния в текучее:

х100% (9)

Влажность на границе раскатывания (нижний предел пластичности) W_P это значение влажности при котором порода переходит из пластичного состояния в твердое:

х 100% (10)

где m^L _ж и m^P _ж - масса воды в грунте на границах текучести

и раскатывания.

Значения определяют в лаборатории по ГОСТ 5180

Число пластичности - разность влажностей, соответствующих двум состояниям грунта на границе текучести и на границе раскатывания.

(11)

Число пластичности является классификационным показателем. Если I_P >17%, порода высокопластична - глина. При I_P = 7-17% порода среднепластична - суглинок, если I_P < 7%, то порода слабопластична - супесь.

Показатель текучести (показатель консистенции)- отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному и на границе раскатывания к числу пластичности:

(12)

Показатель текучести также классификационный показатель

Задание.

Исходные данные для выполнения задания помещены в приложении 1.

1.Вычислить показатели (1)-(12).

2.Используя результаты вычисления по формулам (11), (12) классифицировать грунты, охарактеризовать их состояние.

Занятие 3

Гранулометрический состав грунтов.

Гранулометрический состав - количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах.

Гранулометрическим составом называют содержание в породе частиц различной крупности (фракций), выраженное в процентах к массе абсолютно сухого грунта. Гранулометрический состав является одним из важнейших показателей, определяющих физические свойства грунта, с помощью этой характеристики проводят классификацию грунтов. Классификационная таблица песчаных грунтов по ГОСТ 25100-95 приведена ниже. Определение названия разновидности песчаного грунта производится путем последовательного суммирования процентного содержания фракций, начиная с самой крупной по размеру, и сопоставления полученной суммы с классификационными градациями. Например, грунт имеет следующий гранулометрический состав:

2-1 - 3%

1-0,5 - 5%

0,5-0,25 - 30%

0,25-0,1 - 60%

0,1 - 2%

Последовательно суммируя процентное содержание фракций, начиная с самой крупной, и, сопоставляя их с табличными значениями, находим, что в нашем случае единственно удовлетворяет табличному значению градация > 0,1 - 98%, что соответствует наименованию разновидности - песок мелкий.

Для наглядного представления результатов гранулометрического анализа широко используются графические методы - суммарные кривые гранулометрического состава и диаграммы - треугольники.

Для построения суммарных кривых последовательно суммируются процентное содержание выделенных фракций, начиная с наиболее мелких. Полученные значения наносят на график: по оси абцисс - логарифмы диаметров частиц, по оси ординат суммарное процентное содержание частиц. Кривые наглядно в компактной форме позволяют выразить гранулометрический состав любого нескального грунта, дают возможность определять характерные диаметры, необходимые для расчета степени неоднородности С_u - показателя неоднородности гранулометрического состава.

C_u = , (13)

d ₆₀ - диаметр, меньше которого в грунте содержится 60% частиц по массе; d ₁₀ - диаметр, меньше которого в грунте содержится 10% по массе. В соответствии с ГОСТ 25100-95 однородными считаются песчаные грунты при C_u < 3, глинистые при C_u < 5.

Задание.

1. Построить суммарные кривые гранулометрического состава по таблицам 2 и 3 приложения.

2. Вычислить степень неоднородности C_u.

3. Классифицировать песчаные грунты по гранулометрическому составу.

 

Занятие 4

⇐ Предыдущая1234Следующая ⇒

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: