Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм

Физические свойства грунтов и элементы классификации

(ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация)

Основные понятия

Грунт: Любые горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

Дисперсный грунт: Грунт, состоящий из совокупности твердых частиц, зерен, обломков и др. элементов, между которыми есть физические, физико-химические или механические структурные связи.

Несвязанные (сыпучие) грунты - грунты с механическими структурными связями.

Песчаный грунт более чем на половину состоит из частиц песка размером меньше 5 мм, форма которых приближена к шарообразной. Пространство между отдельными песчинками называется порами, они заполняются водой и воздухом. В отличие от глинистых песчаные грунты имеют гораздо более низкую пористость – от 0,2 до 0,5, они хуже удерживают в себе влагу. Размер пор достаточно большой для того, чтобы капиллярные силы притяжения не могли связывать песчинки, поэтому песчаный грунт является несвязным, то есть он рассыпается. В сухом состоянии он совершенно не держит форму, слепленный из песка шар рассыпается сам собой. Насыщенный влагой песок может удерживать форму, но при малейшем давлении тоже рассыпается.

Связанные грунты – грунты с физическими и физико-химическими структурными связями.

Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. Расстояния между этими частицами называется порами, они, как правило, заполняются водой, которая хорошо удерживается в глине, потому что сами частички глины воду не пропускают. Глинистые грунты имеют высокую пористость, т.е. высокое соотношение объема пор к объему грунта. Поры глинистого грунта настолько малы, что капиллярные силы притяжение между частицами воды и глины оказываются достаточными, чтобы связывать их. Капиллярные силы притяжения в совокупности с пластичностью частиц глины обеспечивают пластичность глинистого грунта. И чем больше содержание глины, тем пластичнее будет грунт.

Основные показатели физических свойств грунтов

Влажность грунта — свойство грунта, обусловленное наличием в нём различных категорий воды.

Весовая влажность (W) — массовое (весовое) относительное содержание воды в грунте, численно равное отношению массы воды в грунте (m_w) к массе твёрдой фазы грунта (m_sk): W = (m_w/m_sk)100. Выражается в процентах или относительных долях единицы.

В зависимости от степени увлажнения глинистые (связные) грунты могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Переход грунта из одного состояния в другое с изменением влажности обычно происходит скачкообразно и характеризует изменение степени устойчивости грунта под нагрузкой. Поэтому влажность, соответствующая резким переходам грунта и: одного состояния в другое, называется характерной влажностью которая является одной из наиболее важных характеристик грунта Наибольшее значение будет иметь влажность, соответствующая переходу грунта из твердого состояния в пластичное и из пластичного в текучее.

Пластичностью грунта называется его способность деформироваться по действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения деформирующего усилия. Глинистые грунты обладают пластичностью только в пределах определенной влажности; при меньшей влажности они становятся полутвердыми или твердыми, при большей — из пластичного состояния переходят в текучее.

Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.

Влажность на границе текучести (г раница текучести) W_L, % - характеризует влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в полужидкое — текучее. При этой влажности связь между частицами нарушается благодаря наличию свободной воды, вследствие чего частицы грунта легко смещаются и разъединяются. В результате этого сцепление между частицами становится незначительным и грунт теряет свою устойчивость.

Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм

 

Влажность на границе раскатывания (граница раскатывания) W_P, % - соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > W_P) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.

 

Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число (индекс) пластичности грунта I_Р . Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта.

 

Число пластичности I_P, %; определяют по формуле

I_P = W_L - W_P

Показатель текучести I_L (индекс текучести) глинистого грунта характеризует состояние глинистого грунта (густоту, вязкость), линейно зависит от естественной влажности, может быть как отрицательным (твердые грунты), так и положительным, в том числе и более единицы (грунты текучей консистенции).

Показатель текучести I_L, д. е., - показатель состояния (консистенции) глинистых грунтов; определяют по формуле

где w - естественная влажность грунта, %;

w_P - влажность на границе раскатывания, %;

I_P - число пластичности, %,.

Плотность r, г/см³ - масса единицы объема грунта. Устаревшее название - удельный вес. Определяется как отношение массы вещества m к занимаемому им объёму V. Таким образом, плотность ρ=m/V.

Плотность измеряется в кг/м³ в системе СИ и в г/см³ в системе СГС (ГОСТ 25100).

Плотность частиц грунта r_s, г/см³ – плотность минеральной части грунта (без учета пор).

Плотность сухого грунта (скелета) ρ _d, г/см³; определяют по формуле

где ρ - плотность грунта, г/см³ (;

w - естественная влажность грунта, д.ед.

Поделиться:

Воспользуйтесь поиском по сайту: