7. Основные физические характеристики грунтов?

Значение характеристик. Оценка каждой конкретной разновидности грунта как физического тела производится с помощью ряда физических характеристик. Разнообразие состава, строения и состояния грунтов делает неизбежным введение значительного числа таких характеристик. Некоторые из них непосредственно применяются в расчетах оснований и грунтовых сооружений, совокупность ряда характеристик используется для классификации грунтов. Количественные показатели одних характеристик всегда определяются опытами, чаще всего с образцами грунта, других - расчетом по значениям определенных опытом показателей.

Соответствие полученных таким образом характеристик состоянию грунта, залегающего в основании или составляющего тело сооружения, является одним из важнейших условий точности инженерных прогнозов. Поэтому отбор образцов для определения характеристик исследуемого грунта, упаковка и транспортировка образцов производится так, чтобы полностью сохранить состояние грунта в естественных условиях залегания или в теле грунтового сооружения.

Характеристики плотности, влажности и пористости грунта.

Плотность грунта - отношение массы грунта к его объему:

с= M/V

Влажность грунта - отношение массы воды к массе твердых частиц, выражаемое в долях единицы, иногда в процентах:

w = m2/m1 = (M - m1)/m1

Плотность частиц грунта определяется как отношение массы твердых частиц грунта к их объему:

с? = m1/V1

8. Принцип построения классификации грунтов по гост 25100-2011? Основные классы грунтов? Классификация грунта по происхождению? Классификация крупнообломочных, песчаных и глинистых грунтов?

Грунты делятся на: 1) скальные; 2) дисперсные; 3) техногенные; 4) мерзлые. Дисперсные подразделяются на: 1) минеральные; 2) органоминеральные (илы, сапропели); 3) органические (торфы). Минеральные делятся на: 1) крупнообломочные; 2) песчаные; 3) глинистые. Грунты глинистые и с органическими компонентами относят к группе связных грунтов. Крупнообломочные и песчаные – несвязных (сыпучих).

Грунт скальный — грунт, состоящий из кристаллитов одного или нескольких минералов, имеющих жесткие структурные связи кристаллизационного типа.

Грунт дисперсный — грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым путем и их отложения.

Грунт глинистый — связный минеральный грунт, обладающий числом пластичности Ip >= 1.

Классификация крупнообломочных грунтов ( > 2 мм составляют более 50% по массе): при наличии в заполнителе крупнообломочного грунта (частицы размером менее 2мм) песчаных частиц более 40%, пылеватых или глинистых частиц более 30% - добавляется наименование заполнителя (гравийный грунт с песчаным заполнителем).

По степени влажности: грунты называются маловлажными при Sr<0,5, влажными при 0,5<Sr<0,8 и насыщенными водой при Sr.>0,8.

Песчаные грунты: наименование устанавливается по размеру частиц, плотности сложения, степени влажности, однородности. Может отражаться минеральный состав и другие особенности.

Песчаные по размеру частиц: гравелистые >2 > 25

крупные > 0,5 > 50

средней крупности > 0,25 > 50

мелкие >0,1 ≥75

пылеватые >0,1 <75

Глинистые грунты подразделяются по числу пластичности на: супеси (1≤ Ip≤ 7), суглинки (7< Ip ≤17) и глины (Ip > 17).

Если в массе глинистого грунта содержится 15-25% крупнообломочных, то к наименованию грунта добавляется название этих частиц (суглинок с щебнем), если от 25-50% то суглинок щебенистый.

По консистенции, характеризуемой показателем текучести IL глинистые грунты подразделяют на следующие разновидности:

Супеси:

твердые......... IL <0

пластичные........ 0 ≤IL ≤l

текучие.......... IL > 1

Суглинки и глины:

твердые.......... IL <0

полутвердые........ 0 ≤IL ≤0,25

тугопластичные....... 0,25 < IL ≤0,50

мягкопластичные....... 0,50< IL ≤0,75

текучепластичные...... 0,75 < IL ≤ 1,00

текучие.......... IL > 1,00

Скальные делят по петрографическому составу слагающих их пород, по структурно-текстурным особенностям породы. Основная характеристика – предел прочности на одноосное сжатие образца в водонасыщенном состоянии:

Очень прочные Rc> 120

Прочные 120≥ Rc > 50

Средней прочности 50≥ Rc> 15

Малопрочные 15≥ Rc >5

Пониженной прочности 5> Rc ≥3

Низкой прочности ....... 3> Rc ≥1

Весьма низкой прочности Rc <1

Коэффициент трещинной пустотности (объем трещин к объему скальных блоков)

Модуль трещиноватости (число трещин на 1 м)

КЛАССЫ:

подразделяемые на группы, подгруппы, типы, виды и разновидности.

Класс природных скальных грунтов — грунты с жесткими структурными связями (кристаллизационными и цементационными)

Класс природных дисперсных грунтов — грунты с водноколлоидными и механическими структурными связями.

Класс природных мерзлых грунтов[2] — грунты с криогенными структурными связями.

Класс техногенных (скальных, дисперсных и мерзлых) грунтов — грунты с различными структурными связями, образованными в результате деятельности человека.

Классификация грунтов

Все грунты по характеру структурных связей подразделяются на два класса: скальные и нескальные грунты. В пределах каждого класса грунты разделяются на группы по происхождению (магматические, метаморфические. Осадочные сцементированные, искусственные - для скальных грунтов; осадочные несцементированные и искусственные - для нескальных грунтов). Каждая группа подразделяется по условиям образования на подгруппы. Например, магматические грунты разделяются на глубинные и илившиеся; осадочные сцементированные - на обломочные, биохимические и химические. Среди несцементированных грунтов выделяются крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые, биогенные, почвы и т.п. Дальнейшее подразделение производится по преобладающему минеральному составу и размеру частиц грунта, по степени его неоднородности, числу пластичности - на типы грунтов: (например, песок гравелистый, песок крупный и т.п. - для песчаных грунтов; супесь, суглинок, глина - для глинистых грунтов и т.п.). В пределах каждого типа по структуре и текстуре, а иногда по составу примесей грунты разделяются на виды (например, для песка крупного - плотный, средней плотности, рыхлый; для супеси, суглинка и глины - щебенистые, дресвяные, без примеси органики, с примесью органики и т.д.). И наконец. В пределах каждого вида по физическим, физико-механическим, химическим свойствам и состоянию выделяются разновидности грунтов (например, песок крупный, влажный или насыщенный водой, засоленный и т.п.; суглинок щебенистый, тугопластичный и т.п.).

Отнесение грунта к тому или иному классу, группе, подгруппе, типу, виду и разновидности производится с помощью рассмотренных характеристик грунтов. Во многих случаях обоснованное отнесение конкретного грунта к определенному виду или разновидности позволяет установить ориентировочные показатели его строительных свойств, используемые в предварительных расчетах. В хорошо изученных районах найденные путем классификации показатели часто оказываются достаточными для окончательных расчетов и проектирования простых сооружений.

Полная классификация грунтов приведена в ГОСТ 25100-82. Классификация первых двух групп грунтов приведена в табл. 1.2.

Таблица 1.2. Типы крупнообломочных и песчаных грунтов

Тип грунта	Характерный размер частиц, мм	Содержание частиц крупнее характерного размера, % по массе
1	2	3
1	2	3
Крупнообломочные Глыбовый (валунный) Щебенистый (галечниковый) Дресвяный (гравийный) Песчаные Гравелистый Крупный Средний Мелкий Пылеватый	200 10 2 2 0,5 0,25 0,1 0,1	> 50 > 50 > 50 > 25 > 50 > 50 75 и более < 75

Содержание глинистых частиц в крупнообломочных и песчаных грунтах обычно не превышает 3%. Пылевато-глинистые грунты в зависимости от содержания в них глинистых частиц подразделяются на супеси - 3…10%, суглинки - 10…30%, глины - более 30%.

Классификация крупнообломочных грунтов
Разновидность	Диаметр частиц	Процент частиц по массе
Валунный	> 200мм	> 50%
Галечный	> 10мм	> 50%
Гравийный	> 2мм	> 50%

Классификация песчаных грунтов
Разновидность	Диаметр частиц	Процент частиц по массе
Гравелистый	> 2мм	> 25%
Крупный	> 0,5мм	> 50%
Средней крупности	> 0,25мм	> 50%
Мелкий	> 0,1мм	>= 75%
Пылеватый	> 0,1мм	< 75%

Классификация глинистых грунтов
Разновидность	Число пластичности	Процент глинистых частиц
Супесь	0,01 - 0,07	3-10%
Суглинок	0,07 - 0,17	10 - 30%
Глина	> 0,17	> 30%