Плотность и пористость грунтов.
Объем, занимаемый
сухим грунтом, делится на две части:
одну часть занимают твердые частицы, а
другую - поры. Для единичного объема
будет справедливо равенство:
где: m - доля объема, занимаемая твердым грунтом; n - доля объема, занимаемая порами.
Пористостью
называют отношение объема пор ко всему
объему грунта, выраженное в долях объема
или в процентах. Пористость грунта не
постоянная величина и зависит от
плотности его укладки. Пористость не
дает исчерпывающей характеристики
состояния грунта, поэтому при расчетах
пользуются показателем плотности
грунта - коэффициентом пористости
.
Этот коэффициент представляет отношение
объема пор к объему твердых частиц
грунта. Для единичного объема:
По величине коэффициента пористости судят о плотности грунта. С уменьшением плотность повышается и следовательно, объемный вес увеличивается.
Показателем относительной плотности грунтов служит коэффициент D определяемый по формуле:
где:
и
-
значения коэффициентов
пористости для самого рыхлого и самого
плотного состояния исследуемого грунта,
определяемые опытным путем;
-
коэффициент пористости грунта,
для которого определяется значение D.
Величина D изменяется
от нуля, когда грунт находится в самом
рыхлом состоянии, и до единицы, когда
он находится в
самом плотном состоянии.
Принято считать, что при D
от 0 до 0,33 грунты рыхлые,
от 0,33 до 0,66 - средней
плотности и от 0,66 до
1 - плотные.
Плывуны: коллоидные, фильтрационные, их характеристики, способы защиты.
Плыву́н — насыщенный водой грунт (обычно пески или супеси), который способен разжижаться под механическим воздействием на него, при вскрытии их котлованами и другими выработками. Плывуны бывают истинные и ложные. Истинные плывуны (коллоидные). Часто плывунные свойства проявляют пылеватые пески и супеси, насыщенные водой, содержащие в большом количестве очень мелкие частицы (глинистые и коллоидные), которые начинают играть роль смазывающего вещества между крупными частицами грунта. Вследствие наличия глинистых и более мелких коллоидных частиц эти грунты обладают гидрофильными свойствами и слабо отдают воду. Даже при небольшом гидравлическом градиенте они переходят в плывунное состояние и перемещаются с водой в выработки. Коэффициент фильтрации таких грунтов обычно менее 0,5 м/сут. При промерзании истинный плывун подвергается сильному пучению, слабо фильтрует воду. При высыхании приобретает связность. В образовании истинных плывунов большую роль играют микроорганизмы. Ложные плывуны. Ложный плывун — мелкий пористый песок, насыщенный водой. Поскольку пласт находится на глубине, вода в порах плывуна находится под давлением больше атмосферного. При вскрытии пласт обнажается, и вода под давлением попадает в котлован и выносит с собой песок. Плывунные свойства грунтов проявляются при наличии гидродинамического давления в подземной воде, возникающего вследствие развития гидравлического градиента. Гидравлический градиент возникает при вскрытии водоносных горизонтов. Борьба с плывунами сводится к их осушению. При проходке туннелей, горных выработок и др. применяют особые меры защиты их от плывунов (специальные щиты, кессоны, замораживание и т. п.).