Пользуясь рисунком 1, физический смысл плотности частиц можно представить выражением
Содержание 1 Основные положения……………………………………………………………..1 1.1 Физические характеристики грунтов…………………………………………..1 1.2 Оценка несущей способности…………………………………………………..8 1.3 Деформационные характеристики грунтов………………………………… .10 2 Примеры исследования физических свойств грунтов…………………………13 3 Вопросы для самопроверки……………………………………………………...17 Список использованных источников……………………………………………...18 Указания к выполнению индивидуального задания …………………………….18 Основные положения Физические характеристики грунтов Физические характеристики описывают физическое состояние грунтов. С физическим состоянием грунтов непосредственно связаны его важнейшие механические свойства, такие как прочность и деформируемость. Поэтому определение физических характеристик необходимо при решении любых задач проектирования оснований и фундаментов. От правильного определения физических характеристик во многом зависят надежность и экономичность проектных решений фундаментов. Среди физических характеристик выделяют: - основные; - производные. Основные характеристики могут быть определены только путем непосредственных лабораторных исследований грунтов. К таким характеристикам относятся: - гранулометрический состав; - плотность частиц ρs; - плотность грунта ρ; - естественная влажность W. Для пылевато-глинистых грунтов, кроме того, существуют еще две основные характеристики (пределы пластичности): - влажность на границе текучести WL; - влажность на границе раскатывания WP. Производные характеристики определяются аналитически, т.к. всегда могут быть выражены через основные. К производным относятся: - плотность сухого грунта ρd; - пористость n; - коэффициент пористости e; - полная влагоемкость Wsat ; - степень влажности SR; - удельный вес грунта. Для пылевато-глинистых грунтов существуют также: - индекс пластичности IP ; - индекс текучести IL . Гранулометрический состав - это относительное (по весу) содержание в грунте частиц различной крупности. Согласно /1/ гранулометрический состав грунта определяется содержанием в нем частиц различной крупности. Частицы одинаковой крупности составляют фракцию. Среди гранулометрических элементов принято выделять основные фракции, приведенные в таблице 1.
Таблица 1
По гранулометрическому составу определяется наименование грунта. Если грунт содержит менее 3% глинистых частиц, то он, как правило, относится к песчаным. Пылевато-глинистые грунты содержат 3 и более процента глинистых частиц. Согласно /2/ песчаные грунты делятся в зависимости от гранулометрического состава на следующие виды, представленные в таблице 2:
Таблица 2
Для дальнейшего рассмотрения физических характеристик мысленно выделим в грунте некоторый объем V, объем, занятый частицами Vs и объем, приходящийся на поры между ними. В природном состоянии в порах между частицами грунта всегда присутствует некоторое количество воды, которая занимает в них объем Vw. Объем Vg , незанятый водой, занят газами (чаще всего воздухом). Масса грунта внутри объема V равна m,частицы грунта внутри объема Vs имеют массу ms , вода внутри объема Vw имеет массу mw (см. рисунок 1)
Рисунок 1
Плотность частиц – это отношение массы частиц к занимаемому ими объему. Пользуясь рисунком 1, физический смысл плотности частиц можно представить выражением
. (1)
Плотность частиц определяется согласно указаниям /3/. Значение плотности частиц изменяются, как правило, в довольно узких пределах. Поэтому, при отсутствии данных лабораторных исследований, значения этой характеристики могут быть приняты по таблице 3.
Таблица 3–Значения плотности частиц (по Д.Е. Польшину)
Плотность грунта – это масса единицы объема грунта в его естественном состоянии. Физический смысл плотности грунта выражается формулой
. (2) Плотность грунта определяется согласно указаниям /3/ Через плотность определяется одна из важнейших характеристик грунта - удельный вес γ, кН/м3
, (3)
где g - ускорение свободного падения (9,81 м/с2). Удельный вес грунта используется при определении расчетного сопротивления грунта основания, напряжений от собственного веса грунта, давления грунта на ограждение конструкций и т.п.
Естественная влажность - это отношение массы воды, содержащийся в грунте, к массе твердых частиц . (4)
Влажность определяется согласно указаниям /3/. Естественная влажность используется для расчета производных физических характеристик. Плотность сухого грунта - это отношение массы частиц к общему объему грунта природного сложения
. (5)
Величина плотности сухого грунта определяется расчетом
. (6)
Пылевато-глинистые грунты со значениями ρd≤1,6 г/см3 считаются недостаточно уплотненными. Пористость - это отношение объема пор к общему объему грунта
. (7) Пористость рассчитывается по формуле
. (8) Коэффициент пористости - это отношение объема пор к объему частиц грунта
. (9)
Коэффициент пористости рассчитывается по формуле
. (10)
Коэффициент пористости используется для оценки плотности сложения песчаных грунтов. В таблице 4 приведена классификация песчаных грунтов по коэффициенту пористости согласно /3/.
Таблица 4
Полная влагоемкость - это максимальная влажность возможная для данного грунта, т.е. его влажность при заполнении всех пор водой
Wsat=Wmax. (11)
Полная влагоемкость рассчитывается по формуле
. (12)
Степень влажности - это степень заполнения пор грунта водой
. (13)
Так как влажность грунта не может быть больше его полной влагоемкости, то степень влажности не может быть больше единицы. Величина степени влажности определяется по формуле
, (14)
где ρw - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3. В зависимости от степени влажности песчаные грунты подразделяются по /3/ на маловлажные, влажные и насыщенные водой (см. таблицу 5).
Таблица 5
По величине степени влажности можно косвенно судить и о плотности сложения грунта. Так, при значениях SR<0,6 грунт считается недостаточно уплотненным. Пылевато-глинистые грунты отличаются от песчаных по физическим свойствам прежде всего тем, что они обладают свойством пластичности, т.е. свойством изменять при механических воздействиях свою форму без нарушения сплошности. Такой способностью пылевато-глинистые грунты обладают тогда, когда их влажность не ниже влажности на границе раскатывания и не выше влажности на границе текучести. Таким образом, влажность на границе раскатывания - это минимальная влажность, при которой пылевато-глинистый грунт обладает свойством пластичности; а влажность на границе текучести - это максимальная влажность, при которой пылевато-глинистый грунт обладает свойством пластичности. При понижении влажности ниже влажности на границе раскатывания грунт переходит в твердое состояние. При повышении влажности выше влажности на границе текучести грунт переходит в текучее состояние, т.е. фактически превращается в тяжелую жидкость. Пределы пластичности определяются согласно указаниям /3/. С величиной пределов пластичности связаны индекс пластичности IP и индекс текучести IL. Индекс пластичности - это интервал влажности, в котором пылевато-глинистый грунт обладает свойством пластичности
. (15)
По индексу пластичности определяется наименование пылевато-глинистого грунта (см. таблицу 6)
Таблица 6
Индекс текучести указывает в каком состоянии по консистенции находится пылевато-глинистый грунт. Он определяется по формуле
. (16) В зависимости от индекса текучести выделяются следующие состояния пылевато-глинистых грунтов, приведенные в таблице 7.
Таблица 7
Индекс текучести широко используется при проектировании фундаментов для определения расчетного сопротивления и модуля общей деформации грунтов основания, несущей способности свай в пылевато-глинистых грунтах и т.д.
Популярное: Как выбрать специалиста по управлению гостиницей: Понятно, что управление гостиницей невозможно без специальных знаний. Соответственно, важна квалификация... Почему люди поддаются рекламе?: Только не надо искать ответы в качестве или количестве рекламы... Личность ребенка как объект и субъект в образовательной технологии: В настоящее время в России идет становление новой системы образования, ориентированного на вхождение... ©2015-2024 megaobuchalka.ru Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. (1178)
|
Почему 1285321 студент выбрали МегаОбучалку... Система поиска информации Мобильная версия сайта Удобная навигация Нет шокирующей рекламы |