|
Лекция № 2.
Характеристики физических свойств грунтов
Для оценки строительных свойств грунтов пользуются рядом его характеристик.
Изобразим схему 1 см3 грунта (3х фазная система).
m1 – масса твердых частиц грунта
     V1 – объем твердых частиц грунта
   
m2 – масса воды в порах (массу
      воздуха не учитываем)
    V2
– объем пустот (заполненных
      водой и воздухом)
Iая группа характеристик (определяемая опытным путем)
|
1
|
Плотность грунта ненарушенной (естественной) структуры
|
Удельный вес грунта
|
|
|
r =  = (т/м3)
|
g=r·q (кН/м3)
[15…22 кН/м3]
|
|
2
|
Плотность твердых частиц грунта
|
Удельный вес твердых частиц
|
|
|
rs = = (т/м3)
|
gs=rs·q (кН/м3)
[25…28 кН/м3]
|
|
3
|
Весовая влажность грунта
|
|
|
|
W =  = % (изменяется в широких пределах и особенно важна для глинистых грунтов)
|
IIая группа характеристик (определяемая расчетами)
|
1
|
Плотность сухого грунта
|
Удельный вес сухого грунта
|
|
|
rс =  = = (т/м3)
 W =  = ; отсюда (1)
|
gс=rс·q (кН/м3)
[10…19 кН/м3]
|
|
2
|
Пористость грунта
|
Если обозначить:
|
|
|
П =  =
|
n- объем пор в единице объема грунта;
m- объем твердых частиц в единице объема грунта
|
|
 3
|
Коэффициент пористости грунта
Для слабых грунтов может быть и больше (до 12 – в торфах)
|
e =  (0,5…1)
|
|
|
 тогда   (2)
 e =  =  ; (3) (4)
|
Характеристики физического состояния грунтов.
1. Коэффициент водонасыщения грунта (степень влажности).
G =  = 
W0 –влажность, при которой все поры заполнены водой
 Wo - ? Wo=  = 
 (5)   (6)  (7)
0 £ G £ 1
|
 при G = 0
G= 1
 0 £ G £ 1 3х фазная система
|
Для песчаных грунтов, согласно СНиП 2.02.01-83*
G £ 0,5 – маловлажные
0,5 < G £ 0,8 – влажные
0,8 < G £ 1 – насыщенные
|
Если грунт находится в природном состоянии ниже уровня грунтовых вод, то на него будет действовать взвешивающее действие воды (Н2О).
            У.г.в. Взвешивающие действия будут испытывать частицы грунта
 У.г.в. (gs - gw) – вес твердых частиц
gовзв = 
2. Плотность.
Для песчаных грунтов плотность имеет первостепенное значение при оценке их свойств как оснований для сооружения.
                  Отложение песка в Н2О, грунт находится в рыхлом состоянии.
СНиП запрещает строить сооружения на рыхлом грунте. Такие грунты воспринимают довольно большую статистическую нагрузку, но при динамических нагрузках они теряют свою структуру (в водонасыщенном состоянии) и грунт переходит в суспензию
(плывунное состояние).
   
    
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
 |
|
|
|
 |
|
|
Рыхлый песок Плотный песок
n = 42% n = 23%
уменьшение до 1/5 объема
|
|
|
|
|
Если Н = 10м, то возможная осадка составит S » 2м
|
|
|
Значение плотности песка в практике строительства.
Как определить состояние грунта по плотности?
Коэффициент относительной плотности (индекс плотности)
emax – коэффициент пористости грунта в max рыхлом его состоянии
emin – коэффициент пористости грунтов в min рыхлом его состоянии
e – коэффициент пористости грунтов в естественном состоянии
 Если
0 £ D £ 1/3 – рыхлое состояние R » 0 (строить нельзя)
1/3 £ D < 2/3 – средняя плотность R » 0,25 МПа
2/3 < D £ 1 – плотное состояние R » 0,5 МПа
В полевых условиях плотность грунтов часто определяют методом зондирования (пенетрации).
3. Критерием физического состояния глинистых грунтов является (Jp ;JL) (обозначения по СНиП 2.02.01 – 83*)
число пластичности - Jp (10)
показатель текучести – JL (11)
WL - граница текучести соответствует такой влажности, при незначительном увеличении которой, грунт переходит в текучее состояние.
Wp - граница раскатывания соответствует такой влажности, при незначительном уменьшении которой, грунт переходит в твердое состояние.
 
|
Текуч.
сост.
1
0,75
0,5
0,25
0
Тверд.
сост.
|
|
  По величине e и JL в СНиП приводятся величины
 
  расчетного сопротивления грунтов, т.е. оценивается их прочностные свойства, необходимые для возведения сооружения.
Практическое применение:
От JL - зависит расчетное сопротивление грунта нагрузкам R (см. табл. СНиП 2.02.01-83*)
 JL < 0 R » 4 кг/см2
= 0,4 МПа
0 < JL < 1 R » 0,2 МПа
JL > 1 R » 0 (строить практически невозможно)
|
Научная литература 
