- •Физическая природа грунтов
- •I. Грунты как дисперсные системы
- •1.1. Общие сведения о грунтах
- •1.2. Структура грунтов.
- •2. Зерновой состав грунтов.
- •2.1. Форма и размер грунтовых частиц, их свойства.
- •2.2. Понятие о зерновом и микроагрегатом составе грунтов
- •2.3. Методы определения зернового состава грунтов
- •3. Показатели физического состояния и свойств грунтов.
- •3.1. Плотность грунтов. Пористость и степень уплотнения
- •3.2. Характерная влажность и пластичность грунтов. Консистенция грунтов.
- •3.3. Связность, липкость, набухание и усадка грунтов
- •4. Водные и тепловые свойства грунтов.
- •4.1. Водопроницаемость грунтов
- •4.2. Методы экспериментального определения коэффициента фильтрации грунтов.
- •Сопротивление грунтов нагрузкам
- •5.Сопротивление грунтов сжатию.
- •5.1. Процессы, происходящие в грунте при действии нагрузки
- •5.2. Закономерности сжатия грунтов
- •6. Сопротивление грунтов сдвигу и сжатию
- •6.1. Общие закономерности сопротивления грунтов сдвигу
- •6.2. Сопротивление связных грунтов сдвигу
- •6.3 Сопротивление сыпучих грунтов сдвигу
- •7. Напряжения в грунтах
- •7.1. Напряженное состояние грунтов
- •7.2. Методы расчета напряжений в однородных грунтах
- •Номограмма для определения вертикальных нормальных напряжений в грунте при нагрузке от насыпи.
- •Лабораторные работы Лабораторная работа №1 Определение гранулометрического (зернового) состава грунтов.
- •Основные понятия
- •Задание №1 определениегранулометрического состава грунта ситовым методом (сухим способом).
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Задание №2 определение гранулометрического состава грунта методом рутковского
- •Методика эксперимента
- •Порядок выполнения работы
- •Определение содержания песчаных частиц (1,0-0,05мм)
- •Определение содержания глинистых частиц (мельче 0,005мм)
- •3. Определение содержания пылеватых частиц (Пл)
- •Лабораторная работа №3 определение границы текучести и раскатывания
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента.
- •Определения границы текучести пылевато-глинистых грунтов
- •Определения границы раскатывания пылевато-глинистых грунтов
- •Обработка результатов Определения границы текучести и раскатывания
- •Обработка результатов
- •Гранулометрическая классификация грунтов
- •Лабораторная работа № 4 Максимальная молекулярная влагоемкость.
- •Определение Максимальной молекулярной влагоемкости.
- •Ход работы
- •Лабораторная работа № 5 водопроницаемость.
- •Определение коэффициента фильтрации песчаных грунтов
- •Описание прибора
- •Ход работы
- •Лабораторная работа № 6 уплотнение грунтов. Общие понятия
- •Уплотнение грунтов с помощью стандартного уплотнителя малой модели союздорнии.
- •Описание прибора.
- •Ход работы:
- •Лабораторная работа №8 определение сжимаемости грунта
- •Основные понятия
- •Методика эксперимента.
- •Описание прибора.
- •Подготовка прибора к работе.
- •Порядок выполнения работы.
- •Обработка результатов испытаний.
- •Исследовательское задание:
- •2. Прочностные свойства грунтов.
- •Лабораторная работа №9. Определение сопротивления грунтов срезу.
- •Основные понятия.
- •1.Методика эксперимента.
- •1.1. Описание прибора
- •2. Подготовка прибора к работе.
- •Проведение работы.
- •Обработка результатов испытаний
- •Задания к контрольной работе. Определение классификационных и расчетных параметров грунта по заданным показателям
- •Теоретические вопросы:
- •Пример 8п. Определение характеристик деформируемости грунта.
- •9П. Определить осадку грунтового массива при соблюдении следующих условий:
- •Литература:
2. Зерновой состав грунтов.
2.1. Форма и размер грунтовых частиц, их свойства.
Горные породы, объединяемые в строительных целях общим названием грунты, состоят из отдельных кристаллов или обломков горных пород, сцементированных в прочную монолитную массу (скальные, магматические, метаморфические и часть осадочных горных пород) либо из частиц, не связанных друг с другом прочными кристаллизационными связями (обломочные несцементированные горные породы и почвы). Размер обломков в этих породах и почвах может изменяться от десятков сантиметров до долей микрометра. Изменение размеров частиц или обломков, слагающих различные грунты, в сильной степени сказывается на физических, механических и других свойствах грунтов. Особенно сильно размер, а также и форма частиц обломочного материала сказываются на свойствах грунтов без жестких связей. При изучении последних размер обломков и их количественное соотношение в грунте (породе) являются одним из важнейших классификационных признаков.
В зависимости от преобладающего размера обломков среди обломочных несцементированных грунтов выделяют: крупнообломочные, пески, супеси, суглинки и глины.
Гравийные частицы (размером 40...2 мм) представляют собой окатанные (или щебенистые, либо хрящевато-угловатые) обломки горных пород, не обладающих связностью в сухом состоянии. Водопроницаемость таких частиц достигает >100 м в сутки, капиллярное поднятие и перемещение воды отсутствует. Гравийные частицы при наличии их в грунте в количестве >30% придают скелетность, прочность и устойчивость грунту. Минеральный состав их весьма различный.
Песчаные частицы (размером 2,0...0,05 мм) представляют собой обычно скатанные обломки минералов и реже обломки пород. Такие частицы легко обнаруживаются в породе при визуальном осмотре. Песчаные частицы не обладают связностью в сухом состоянии и не набухают в воде. Водопроницаемость их значительна, капиллярное поднятие невелико. Усадка, пластичность и липкость отсутствуют.
Размеры гравийных (щебенистых или хрящеватых), а также песчаных частиц, как указано, было выше, установлены по соображениям учета минерального и петрографического составов таких частиц и их физических свойств.
Пылеватые частицы (размером 0,05...0,001 мм) по минеральному составу представляют собой чистый кварц, реже полевые шпаты и другие минералы. Мелко пылеватые частицы состоят обычно из атмосферной кремниевой кислоты. Пылеватые частицы характеризуются крайне слабой связностью в сухом состоянии, в воде не набухают или же набухают весьма незначительно, непластичны, способны в относительно короткое время поднимать по капиллярам воду на высоту до 3 м. Пылеватые частицы отличаются от песчаных способностью легко переходить в плывунное состояние. Водопроницаемость грунтов, состоящих из пылеватых, особенно мелких пылеватых частиц, крайне незначительна.
Глинистые частицы (размером менее 0,001 мм) являются наиболее активной тонкодисперсной частью грунтов и представляют собой в большинстве случаев смесь минералов каолинита, монтмориллонита, гидрослюд, гидр оксидов железа и марганца, кварца, а также тонких частичек гумусовых веществ. Грунты, содержащие в большом количестве глинистые частицы, практически водонепроницаемы, обладают большой влагоемкостью и сильно набухают в воде. В отличие от более крупных фракций глинистые частицы в сухом состоянии обладают связностью. Пластичность, липкость, набухание, водоудерживающая и адсорбционная способность глинистых частиц проявляются в очень сильной степени.