2.Визначення розрахункових похідних показників ґрунтів

Розрахункові (похідні) показники фізико-механічних властивостей ґрунтів

визначаються для кожного шару. При цьому враховується, що різновид піщаного

ґрунту наперед заданий (наприклад, пилуватий пісок), а сам пісок розглядається

як однорідний. Для визначення виду та стану глинистого ґрунту виконуються такі

додаткові визначення:

а) число пластичності І_р, дол.од., визначається за формулою:

I_p = W_l - W_p (1)

I_ш1 = 28% - 22% = 6%

I_ш3 = 54% - 30% = 24%

За величиною I_p отримуємо основну (супісок, суглинок, глина) та додаткову (легкий, важкий) назву різновиду глинистого ґрунту, як це вимагає стандарт України [3] (табл.1).

б) стан глинистого ґрунту визначають за величиною показника текучості I_L:

I_L = ; (2)

I_Lш1 = =1,16

I_Lш3 = = 0.33

Маючи назву ґрунту з врахуванням заданих основних показників (визначених прямими методами в лабораторії по відібраним на майданчику зразкам ґрунту) для глинистих та піщаних ґрунтів визначають наступні розрахункові (похідні) характеристики:

1. Щільність ґрунту в сухому стані – скелету ґрунту ρd (остання назва прийнята

стандартом):

ρ_d = (г/см³) (3)

де ρ - щільність ґрунту (г/см3), W – вологість ґрунту кожного шару.

ρ_{d ш1} = = 1.7 г/см³

ρ_{d ш2} = =1.64 г/см³

ρ_{d ш3} = =1.57 г/см³

2. Питома вага ґрунту γ:

γ = ρ ⋅ g (кН/м³) (4)

де g = 9.81 м/с2 - прискорення земного тяжіння.

γ _ш1 = 1.95 ⋅ 9.81= 19,1 кН/м³

γ _ш2 = 1.84 ⋅ 9.81 = 18,1 кН/м³

γ _ш3 = 1.92 ⋅ 9.81 = 18,8 кН/м³

3. Коефіцієнт пористості е :

е = -1 (5)

де величини ρ_S, ρ, w прийняті за завданням, ρd – за визначенням по ф-лі (3).

е _ш1 = -1 = 0.69

е _ш2 = -1 = 0.70

е _ш3 = -1 = 0.83

4. Коефіцієнт водонасичення Sr, дол. од.:

Sr = (6)

де w, ρ_S, прийняті за завданням, е – за визначенням по ф-лі (3), а ρ_w – щільність води

(ρw = 1.0 т/м³, або ρ_w = 1.0 г/см³).

Sr_ш1 = = 0.62

Sr_ш2 = = 0.48

Sr_ш3 = = 0,76

5. Для всіх насичених водою (нижче рівня ґрунтових вод) пісків, супісків та

суглинків (останніх при I_L > 0.5) додатково визначаються:

а) вологість ґрунту при його повному водонасиченні (нижче рівня ґрунтових вод):

W_sat = W_max= (7)

Ця величина відповідає Sr, не може бути більше за 1.0;

W_{sat ш1} = = 0.24

W_{sat ш2} = = 0.25

б) питома вага ґрунту при повному водонасиченні:

Y_sat = ρ_d×(1+W_sat)×g (кН/м³) (8)

Y_{sat ш1} = 1.7×(1+0.24)×9.81 = 20,68 кН/м³

Y_{sat ш2} = 1.64×(1+0.25)×9.81=20,11 кН/м³

б) питома вага ґрунту у виваженому (завислому) стані Y¹, де враховується

виштовхуюча сила води:

Y¹ = (ρ_sat - ρ_w) ×g (9)

Y¹_ш2 = (1.95 - 1) ×9.81 = 9,31

6. За відсутністю прямих лабораторних або польових визначень показників механічних властивостей ґрунтів, встановлюємо їх за табличними значеннями, приведеними в нормах [1]. При цьому враховуємо повну назву ґрунту та показники, що характеризують його стан.

Величини питомого зчеплення с, кПа, кута внутрішнього тертя φ, градусів, та модуля деформації, Е, МПа, визначаємо по табл. 5,6, виконуючи за необхідності інтерполяцію цих величин по значенню коефіцієнта пористості: величини с та Е з точністю до 0.1 кПа та 0.1 МПа відповідно, а величини φ – до цілого градуса.

	Повне найменування грунту	Товщин а шару, м	Щільніст грунту, т/м3			Вологість грунту			Питома вага грунту кН/м3				Коефіцієнт пористості, е		Коефіцієнт водонасичення Sr		Показники пластичності				Показник текучості, IL		Питоме зчеплення, Cn, кПа		Кут внутрішнього тертя φ n, град		Модуль деформації, Е, Мпа
			природна, ρ	скелету, ρd	частинок ρs		природна, W	при водонасичені Wsat		природна γ	у виваженоум стані γ1	при водонасичені, γsat					текучості, WL	пластичності, Wp	Число пластичності, Ip
1	Супісок твердий	5,8	1.95	1.7	2.86		15	0,24		19.1	9,31	20.68		0.69		0.62		28	22	6		-1,16		28,84		24		20,2
2	Пісок дрібний	1.6	1.84	1.64	2.8		12	0,25		18.1	-	20.11		0.70		0.48		-	-	-		-		2		32		28
		3.6	2.06				-	-		-	-	-
3	Глина легка тугопластична	4,0	1.92	1.57	2.88		22	-		18.8	-	-		0.83		0.876		54	30	24		0.33		43		16		15

Зведена таблиця середніх значень фізико-механічних показників ґрунтів майданчика