Основные различия грунтов класса глин и песков

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=(G_S+G_W)/(V_S+V_П).

G_S—вес частиц;

G_W -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):

γ_S=G_S/V_S.

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=(G_W/G_S)*100%

4. Удельный вес сухого грунта – вес единицы объёма грунта без воды в его порах :

γ_d=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=V_ПОР/V_ГРУНТА):

n=((γ_S- γ_d)/ γ_s)*100%.

· Илы 85—95%

· Мягкие глины 50—60%

· Твердые глины(мергель) 20—30%

7. Коэффициент пористости – отношение объема пор к объему скелета грунта:

е=((γ_S- γ_d)/ γ_d)=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:

W_SAT=(e∙γ_W)/γ_S, где γ_W=10 кН/м³

Степень влажности (индекс влаж-ности, коэффициент водонасы-щения) – отношение естественной влажности к полной влагоемкости:

S_r=W/W_SAT.

· S_r <0,5—маловлажные пески

· 0,5< S_r <0,8—влажные

· 0,8>S_r>1—насыщенные (влагонасыщенные) пески

Степень плотности сложения:

I_d=(e_max-e)/(e_max-e_min)=0…1, где:

е – коэффициент пористости грунта, состояние по плотности сложения которого мы определяем;

e_max – коэффициент пористости в предельно рыхлом состоянии;

e_min – коэффициент пористости в предельно плотном состоянии.

Грунты подразделяют на:

· I_d <1/3— рыхлые

· 1/3< I_d <2/3— средней плотности

· 2/3> I_d >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 (W_P) – влажность нижнего предела пластичности, т.е. та влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое и наоборот.

Предел текучести (W_L) – влажность верхнего предела пластичности, т.е. влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее и наоборот.

Число пластичности: J_P=W_L-W_P; супесь (1…7), суглинок (7…17), глина (17…)

Консистенция глинистых грунтов определяется показателем текучести: J_L=(W-W_P)/(W_L-W_P),

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).

Основные различия грунтов класса глин и песков.

Различия обусловлены, главным образом, отношением этих грунтов к воде.

1.Влажность глин изменяется в очень широких пределах (от 3 до 600%). Песчаные грунты имеют влажность от 0 до 40 %.

2.По мере увеличения влажности глинистые грунты могут находится в трех состояниях: твердое, пластичное, текучее. Свойства глинистого грунта с увеличением влажности изменяются плавно. Песчаные грунты могут находиться только в сыпучем и текучем состоянии.

3.По мере высыхания глинистый грунт уменьшается в объеме и трескается (дает усадку). Песчаный грунт не меняет своего объема. Возможны лишь небольшие отклонения.

4.Влажные глинистые грунты под действием статической нагрузки дают значительные осадки, а песчаные сжимаются меньше.

5.Сильно влажные глинистые грунты под нагрузкой дают медленно затухающую осадку во времени. У песчаных грунтов осадка во времени затухает быстро. В глинистых грунтах существует «вековая осадка»

6.Песчаные грунты водопрони-цаемы во всех состояниях, а глинистые – почти непроницаемы в твердом и пластичном состояниях (пески – дренажи, глина – водоупор).