Определение вида грунтов по их гранулометрическому составу и числу пластичности
Принадлежность грунтов к тому или иному виду может быть установлена по внешним отличительным признакам в тех случаях, когда они выявляются достаточно отчетливо.
Например, легко различаются между собой такие грунты, как скала, галечник, песок, лёсс и т.п. Однако задача усложняется, если использование в этих целях одних лишь внешних отличительных признаков становится недостаточным. Для получения более достоверных данных о виде исследуемых грунтов их образцы изучают в полевых либо стационарных лабораториях.
Песчаные грунты, как известно, образуются из значительно более крупных частиц, чем глинистые. Такие грунты легко просеиваются через набор сит. В результате, все частицы изучаемого образца грунта затем можно взвесить и определить их количество в процентах от веса (массы) взятой для анализа навески, принимаемой за 100%. Для таких исследований, называемых определением гранулометрического состава грунта, в лабораториях применяют наборы сит с отверстиями в 10; 2; 0,5; 0,25 и 0,1 мм. Для крупнообломочного грунта достаточно просеять его навеску через сита с отверстиями 10 и 2 мм.
Результаты определения гранулометрического состава крупнообломочных и песчаных грунтов используют для установления их вида, руководствуясь классификацией, представленной в табл. 1П (Приложения).
Виды глинистых
грунтов в отличие от песчаных определяют
по содержанию в них глинистых частиц,
имеющих в поперечнике размеры менее
0,005 мм. Вполне понятно, что ситовый анализ
в данном случае не применим. Глинистые
грунты подразделяют на глины, суглинки
и супеси, руководствуясь классификацией,
представленной в табл. 2П, по числу
пластичности
I
,
которое в свою очередь зависит от
количества глинистых частиц.
Числом
пластичности
грунта I
называется разность влажностей,
выраженных в долях единицы, соответствующих
двум состояниям грунта на границе
текучести W
и на границе раскатывания (пластичности)
W
:
I = W - Wp. |
(2.15)
|
Для практического
определения влажности, соответствующей
нижнему пределу пластичности W
,
грунтовое тесто увлажняют (или подсушивают)
до такого состояния, чтобы при раскатывании
его в шнур толщиной 3 мм он начал
распадаться на отдельные кусочки.
Верхний предел пластичности W
соответствует такому состоянию влажности
грунтового теста, когда стандартный
конус погружается в него на глубину 10
мм. Несмотря на то, что способы определения
этих границ и сами границы весьма
условны, точность определения величин
w
и
w
,
вполне удовлетворительна.
По числу пластичности определяются типы глинистого грунта: супесь – 0,01 ≤ I ≤ 0,07, суглинок 0,07 < I ≤ 0,17, глина I > 0,17.
2.5. Характеристики состояния грунтов по плотности сложения песков и консистенции глинистых грунтов
Коэффициент пористости грунта является одной из важнейших характеристик и непосредственно используется в расчетах.
Для песчаных грунтов коэффициент пористости с достаточной точностью характеризует плотность их сложения (плотность взаимной упаковки частиц) и используется как классификационный показатель, разделяющий пески плотные, средней плотности и рыхлые (табл. 4П). Как указывалось выше, степень водонасыщения песчаных грунтов значительно сказывается на изменении их свойств и используется как классификационный показатель (табл. 5П).
Свойства глинистых грунтов также существенно изменяются в зависимости от их влажности. Сильно увлажненный глинистый грунт обладает способностью растекаться, при подсушивании он переходит в пластичное состояние, а при дальнейшем уменьшении влажности – в твердое.
По консистенции различают три характерных состояния глинистого грунта: твердое, пластичное и текучее (табл. 6П). Границами между этими состояниями являются характерные значения влажности, называемые границей раскатывания (нижний предел пластичности) w и границей текучести (верхний предел пластичности) w .
Сравнение естественной влажности глинистого грунта с влажностью на границе текучести и границе раскатывания позволяет установить его состояние по консистенции (табл. 6П). Для этого используют показатель текучести I являющийся важной классификационной характеристикой глинистых грунтов:
I = (w - w ) / (w - w ). |
(2.16) |
Очевидно, что при w < w (показатель текучести I <0) грунт находится в твердом состоянии, при w > w (I > 1) – в текучем, а при w ≤ w ≤ w (0 ≤ I ≤ 1) – в пластичном состоянии.
Как отмечалось выше, разница между границей текучести и границей раскатывания называется числом пластичности грунта (2.15):
I = w - w . |
Чем больше в грунте относительное содержание глинистых частиц, тем больше оказывается величина I .
Поскольку песчаные грунты обычно не обладают способностью раскатываться в шнур или при малом содержании глинистых частиц показывают практически одинаковые величины w и w , число пластичности для песчаных грунтов ничтожно мало I < 0,01.