1. Физические свойства и классификационные свойства грунтов Характеристики физических свойств грунтов.

m₁ – масса тв. минеральных частиц

V₁ – объем твердых минеральных частиц

m₂ – масса воды

V₁ – объем пустот

Масса – физическая величина, которая характеризует само вещество.

Вес – физическая величина, представляющая силу, с которой тело, входящее в поле действия силы тяжести действует на подвес или опору, препятствующую свободному ее падению.

Физические характеристики

Плотность грунта – это отношение массы всего грунта к его объему.

(г/см³)

- зависит от минералов (чем тяжелее минералы, тем плотность больше); от сложения пород; от воды.

- удельный вес грунта (вес единицы объема грунта в естественных условиях, ненарушенной структуры).

Методы определения грунта:

1. Режущего кольца

2. Парафинирование

3. Замещающих объемов

4. Зондирование

Плотность твердых минеральных частиц – отношение массы минеральных частиц к объему минеральных частиц.

(зависит от минерального состава)

- удельный вес; (кН/м³)

Влажность – характеризует содержание воды в грунте

- весовая – отношение массы воды к массе минеральных частиц

- объемная – отношение объема воды к объему твердых минеральных частиц

Метод определения влажности грунта – высушивание грунта при при температуре 105⁰С до постоянной массы.

Плотность сухого грунта – отношение массы минеральных частиц ко всему объему грунта

(г/см³)

;

Пористость грунта – объем пор в единице объема грунта

m – объем твердых минеральных частиц

n+m=1

Коэффициент пористости – соотношение объема пор к объему твердых минеральных частиц

;

уплотненный грунт

рыхлый грунт

Классификационные характеристики

Коэффициент водонасыщения – отношение природной влажности грунта к полной влагоемкости

; ;

Классификация грунтов в зависимости от S_r

(1…0,5] – маловлажный грунт

(0,5…0,8] – влажный

(0,8…1] – насыщенный водой

Плотность грунта

Коэффициент пористости песчаных грунтов

- грунты плотные

- средней плотности

– рыхлые грунты

Степень плотности:

то 0 до 0,33 – слабоуплотненный грунт (строить нельзя)

от 0,33 до 0,66 – среднеуплотненный (нагрузка – 250 кПа)

от 0,66 до 1 – сильноуплотненный (нагрузка 500 кПа)

Пластичность

- число пластичности;

– влажность на границе текучести

- влажность на границе раскатывания

Глинистые грунты классифицыруются по :

- супесь [1…7]

- суглинок (7…17]

- глина (17… )

Состояние глинистого грунта определяется по показателю текучести :

Супесь:

- твердое состояние;

[0…1] – пластичное состояние;

– текучее;

Глина, суглинок:

- твердые;

[0…0,25] – полутвердые;

(0,25…0,5] – тугопластичные;

(0,5…0,75] – мягкопластичные;

(0,75…1] – текучепластичные;

- текучие.

2. Деформационные характеристики грунтов, способы определения.

1. Коэффициент сжимаемости m₀ (МПа^-1)

2. Коэффициент относительной сжимаемости m_v (МПа^-1)

3. Модуль общей деформации грунтов Е₀ (МПа)

– грунт малосжимаемый

– среднесжимаемый

– сильносжимаемый

Порядок определения коэффициента сжимаемости:

1. В лаборатории опытным путем определяют плотность грунта ненарушенной структуры

2. Определяют плотность твердых минеральных частиц

3. Определяют влажность

Начальный коэф. пористости:

Плотность сухого грунта:

4. Помещают образец в одометр

5. Прикладывается нагрузка в одометре без возможного бокового расширения

6. На каждом интервале определяем коэф. пористости:

7. Определяем

Коэф. относительной сжимаемости определяется как: ;

Осадка:

Модуль общей деформации:

– коэффициент зависящий от бокового расширения грунта

, где - коэффициент бокового расширения грунта (коэф. Пуассона).

Коэффициент Пуассона – отношение относительных продольных деформаций к поперечным, взятым с обратным знаком в случае действия только вертикальных нагрузок.

; ;

Отличие компрессионного модуля деформации от обычного (Е₀ от Е_к)

1. и берутся по табл.

2. При отборе образцов грунта происходит частичное нарушение структуры

3. При извлечении образца происходит изменение напряжения в грунте

Определение модуля общей деформации по результатам полевых испытаний.

Штамповые испытания

Штампы из шурфа:

F =10000 см²

Ø 113 см

F =5000 см²

Ø 80 см

скважина

F =600 см²

Ø 27,6 см

формула Буссинеска-Шлейхера

При упругой работе основания

- коэф., зависящий от жесткости штампа

- диаметр штампа

Модуль общей деформации – характеристика показывающая деформацию грунта в линейной стадии его работы под нагрузкой, от единичного нагружения.

- корректирующий коэффициент (для глинистых грунтов)