Классификация песков по составу и приближенные значения

некоторых показателей.

Разновидность песка	Размер частиц, мм более чем	Содержание, %	Водоотдача,%	Высота капилл. подн-я, см	Коэфф. фильтр. м/сут
Гравелистый	2	>25	98	5	70-100
Крупный	0,5	>50	95	15	35-75
Средней крупности	0,25	>50	85	30	20-50
Мелкий	0,1	≥75	60	50	10-25
Пылеватый	0,1	75	40	150	0,5-5

Для любой разновидности песка строительные свойства зависят от плотности сложения – природной или искусственно достигаемой различными способами уплотнения. В зависимости от названия песка по составу и значения коэффициента пористости е (под которым понимается отношение объема пор в породе к объему твердых частиц) состояние песка может быть плотным, средней плотности и рыхлым (табл.5.3).

Состояние песка по плотности сложения очень важно, так как большие деформации, потеря устойчивости часто связаны именно с недостаточной плотностью сложения, то есть рыхлым состоянием песка. Это неустойчивое состояние, особенно легко нарушаемое при воздействиях динамического характера (удары, сотрясения, вибрации); быстрое доуплотнение песка может привести к недопустимой для сооружения осадке. В то же время пески плотные и близкие к такому состоянию относятся к малосжимаемым грунтам.

Таблица 5.3.

Классификация песков по плотности сложения

Пески	Значения е для песков
	плотных	Средней плотности	рыхлых
Гравелистые, крупные, средней крупности	 0,55	0,55 ≤ е ≤ 0,70	>0,70
Мелкие	 0,60	0,60 ≤ е ≤ 0,75	>0,75
Пылеватые	 0,60	0,60 ≤ е ≤ 0,80	>0,80

Следует отметить, что как в природных условиях, так и при искусственном уплотнении большую плотность имеют неоднородные по гранулометрическому составу пески, содержащие различные фракции.

По степени влажности, представляющей собой отношение объема воды в порах к общему объему пор, пески подразделяются на маловлажные при S_r ≤ 0,5, влажные при 0,5  S_r ≤ 0,8 и водонасыщенные при S_r > 0,8.

Показатели состояния (плотность сухого грунта _d, пористость n, коэффициент пористости е, степень влажности S_r) определяются расчетом по установленным опытным путем основным физическим характеристикам: плотность ρ; плотность частиц ρ_s; влажность w. Используются следующие формулы:

где _w = 1 г\см³ - плотность воды.

Влажность, при которой S_r = 1, называется полной влагоемкостью грунта; она равна: .

Вообще под влагоемкостью породы понимается ее способность вмещать определенное количество воды. Различают породы влагоемкие (глины, суглинки), средней влагоемкости (супеси, пески мелкие, тонкозернистые, пылеватые) и невлагоемкие – пески средне-, крупнозернистые, гравелистые, а также крупнообломочные породы.

Способность породы отдавать воду называется водоотдачей. Количественно она характеризуется отношением свободно вытекающей из породы воды к ее общему содержанию. От состава песков зависят также высота капиллярного поднятия и коэффициент фильтрации. Ориентировочные значения перечисленных показателей приведены в табл.5.2.

Основной показатель прочности песка – угол внутреннего трения φ – зависит от минералогического и гранулометрического составов, формы и окатанности частиц, плотности сложения песка, условий нагружения и деформирования. Влияние последних факторов рассматривается в механике грунтов, а учет вида и плотности сложения песка приближенно осуществляется введением поправок к среднему значению, равному 30^о, по формуле:

,

где значения поправок в градусах приведены в табл.5.4 и вводятся с учетом их знака.

Приближенно угол внутреннего трения песка можно оценить по углу естественного откоса – углу наклона поверхности песка, свободно отсыпаемого на горизонтальную плоскость.

Таблица 5.4.