Показники фізичних властивостей грунтів

 

Грунт являє собою дисперсну систему, що складається з мінераль­них часток, води і газу. Утримання води і газів у тому самому грунті може змінюватися під впливом різноманітних чинників, тому для грунтів розрізняють декілька показників маси. Показники фізичних властивостей грунтів визначаються двома шляхами: дослідним, в основному, у лабораторії, і розрахунком. Дослідним шляхом визначають основні і класифікаційні показники, а розрахунком - похідні.

 

Основні показники:

р - щільність грунту (т/м³, г/см³);

р _s - щільність часток грунту (т/м³, г/см³);

w - природна вологість (в долях одиниць, або в процентах).

Класифікаційні показники:

w_p - вологість на межі розкочування;

w_L - вологість на межі текучості;

гранулометричний склад.

Розрахункові показники:

r_d - щільність сухого грунту (т/м³, г/см³);

n - шпаристість, (д.о.);

е - коефіцієнт шпаристості;

S_r - коефіцієнт водонасичення;

І_Р - число пластичності;

I_L - показник текучості

Природна вологість (w) - відношення маси води, що утримується в порах, до маси мінеральних часток, виражене в частках одиниць. Природна вологість визначається шляхом випарювання грунту в сушильній шафі при температурі 105°С.

Щільність (р) - відношення маси грунту, включаючи масу води в його порах, до об'єму, що займається цим грунтом. На практиці частіше всього щільність визначають методом безпосередніх вимірів, парафінування або ріжучих кілець.

Щільність часток грунту (r _s)– відношення маси сухого грунту (виключаючи масу води в його порах) до об'єму твердої частки цього грунту. Щільність часток грунту визначається за допомогою пикнометра у дистильованій воді, або нейтральній рідині (гас, бензин).

Межа текучості (w_L) – вологість, при перевищенні якої глинисті грунти переходять в текучий стан. Межа текучості визначається за допомогою балансирного конуса А.М. Васильева, рис. 2.1.

Межа розкочування (w_р) – вологість, при перевищенні якої глинистий грунт переходить в пластичний стан. Межа розкочування визначається шляхом розкочування джгутиків.

Гранулометричним складом піщаних грунтів називається вміст фракцій різної великої, виражений у відсотках, в навішуванні, узятому для аналізу. Аналіз піщаних грунтів проводиться ситовим способом. Ситовий спосіб – просіювання грунту на ситах з крупними штампованими отворами діаметром 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,10 мм. Останні два сита застосовуються при ситовому аналізі, якому піддаються глинисті піски.

 

 

Рис. 2.1. Балансирний конус А.М. Васильева

1 – металевий стаканчик; 2 – грунтова маса; 3 – конус;

4 – кругова риска; 5 – балансирна куля; 6 – ручка; 7 – дерев'яна підставка.

 

Розрахункові показники:

Число пластичності (I_p) – різниця влажностей, відповідних двом перебуванням глинистого грунту на межі текучості і на межі розкочування, визначається за формулою:

 

I_p = w_L – w_p (2.1)

Щільність в сухому стані (r _d)– відношення маси сухого грунту (виключаючи масу води в його порах) до займаного цим грунтом об'єму (включаючи пори з водою), визначається за формуліою:

r_d = r/(1 + w) (2.2)

Коефіцієнт пористості (е) – відношення об'єму пор до об'єму твердих часток грунту, визначається за формулою:

е = (r_s -r_d)/ r_d (2.3)

Коефіцієнт водонасичення (Sr) – ступінь заповнення об'єму пор водою, визначається за формулою:

S_r = w r_s / e r_w, (2.4)

де: r_w = 1 т/м³ – щільність води.

Показник текучості (I_L) – відношення різниці влажностей відповідним двом станам: природному (w) і на межі розкочування (w_p) до пластичності (I_р), визначається за формулою:

I_L = (w – w_p)/ I_р (2.5)