3.2 Задание к практическим занятиям по классификации глинистых грунтов.

По данным лабораторных испытаний определить вид и состояние глинистого грунта в условиях природного залегания, а также изменение его характеристик, при изменении влажности до полного водонасыщения.

Таблица 3.3.

Показат. влажности	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12	13	14	15	16	17	18	19	20	21
	26,0	16,0	23,0	27,0	26,6	27,4	24,1	28,0	23,8	25,5	25,7	22,1	26,3	19,5	27,1	18,3	22,8	32,0	15,2	24,8	16,1
	20,2	12,2	18,0	20,0	22,0	18,5	19,5	23,6	19,6	20,8	19,9	18,3	19,8	15,1	23,1	20,0	19,6	26,6	12,6	23,0	13,8
	30,8	18,3	23,0	41,0	43,2	30,2	33,0	39,9	29,2	30,9	32,6	32,6	33,1	21,6	43,1	30,0	31,6	47,3	19,8	41,6	20,7
	1,93	1,88	2,01	1,80	2,0	2,08	1,99	1,85	1,92	1,96	2,02	1,8	2,17	1,98	2,0	1,86	2,10	1,76	1,90	2,03	2,0
	2,68	2,70	2,68	2,72	2,73	2,71	2,70	2,69	2,71	2,68	2,70	2,69	2,71	2,72	2,73	2,69	2,70	2,73	2,68	2,70	2,69

3.3. Примеры решения задач по оценке вида и состояния глинистых грунтов.

Пример 1. Глинистый грунт по данным лабораторного опробования характеризуется показателями:,,,,.

Определить вид грунта и показатели его состояния в природных условиях.

Определение пластичности грунта

- грунт суглинок;

0,25<I_L≤0,50 – грунт туго пластичный

Плотность скелета грунта:

=1,586г/см³

Пористость грунта:

Коэффициент пористости

коэффициент пористости на границе пластичности (е_р) и текучести (е_L)

; .

Коэффициент уплотненности грунта

Глинистый грунт характеризуется слабым уплотнением.

Степень влажности грунта

(поры грунта мало заполнены водой возможно увеличение его водонасыщения).

Пример 2. Глинистый грунт с характеристиками из примера 1 характеризуются изменениями влажности до полного насыщения. Определить характеристики грунта в замоченном состоянии при условии сохранения объемов скелета и порового пространства

0,75<I_L<1,0 – грунт характеризуется текуче пластичным состоянием, при замачивании и проявлением скрыто пластичных свойств под нагрузкой.

4. Расчеты связанные с уплотнением грунтов в искусственных насыпях и обратных засыпках пазух фундаментов.

4.1. Показатели уплотнения грунтов.

Строительство искусственных насыпей и обратных засыпок выполняется материалами полученными при отрывке котлованов и траншей или материалами со специальными требованиями по однородности зернистого состава по деформационным и прочностным характеристикам. При устройстве плановых насыпей и засыпок в проекте должна быть указана требуемая степень уплотнения грунта.

Требуемая степень уплотнения грунта наиболее эффективно достигается при обеспечении его влажности на уровне оптимальной (). Величина оптимальной влажности определяется опытным путем в приборе стандартного уплотнения. По результатам испытания определяется зависимость изменения плотности скелета грунта () от величины влажности (), оптимальная влажность () соответствует.

Схема к определению оптимальной влажности () и максимальной плотности скелета () при испытании в приборе стандартного уплотнения

Требуемая степень уплотнения грунта (К_com) в земляном сооружении определяется по СП 45.13330.2012 “Земляные сооружения, основании и фундаменты”, в зависимости от толщины отсыпки и передаваемых давлений в процессе эксплуатации.

Для предварительной оценки параметров уплотненного грунта на период проектирования возможно использование расчетной методики, результаты которой необходимо подтвердить опытными данными в начале проведения работ.

При уплотнении механическими воздействиями уплотнение грунта возможно если он не достиг водонасыщеннго состояния. При уплотнении сыпучих грунтов они могут переходить во взвешенное состояние при достижении капиллярно-четочной влажности (S_r≈0,65). Для глинистого грунта по результатам опытных работ было установлено что оптимальная влажность может быть определена величиной или.

С учетом приведенных условий параметры уплотнения глинистого грунта можно определить: ;

- плотность породы твердых частиц грунта, предварительно может быть принята для супесей 2,7г/см³; для суглинков 2,71г/см³; для глин 2,74г/см³;

(0,95..0,97) коэффициент учитывающий наличие защемленного воздуха в порах грунта;

₀ – среднее значение оптимальной влажности, определенной расчетным путем.

Для песчаного грунта максимальное уплотнение соответствует плотному состоянию, с учетом данных о плотном состоянии песков разной крупности, принимается коэффициент пористости для гравелистых крупных и средней крупности песков , для песков мелких и пылеватых, при степени влажностиS_r≈0,62.

Коэффициент уплотнения грунта

Расчётное значение плотности скелета грунта составляет:

При производстве работ по уплотнению грунта, его укладка осуществляется слоями (h₀), окончание уплотнения определяется путем оценки различных параметров в зависимости от применяемого оборудования. Изменение высоты уплотняемого слоя () служит технологическим параметром уплотнения при производстве работ и определяется при производстве опытных работ. Величинаможет быть вычислена

е_н – коэффициент пористости грунта в рыхлом состоянии, укладываемого в насыпь, определяется опытным путем, при известных - плотности рыхлого грунта; оптимальной влажности и плотности минерала, соответственно.

e_p – коэффициент пористости уплотненного грунта

h₀ – начальная высота слоя отсыпки грунта (до уплотнения).

Песчаные грунты сыпучие, характеризуются хорошей водоотдачей и быстро высыхают на воздухе, при укладке в насыпи их часто приходится дополнительно увлажнять до оптимальной влажности. Требуемое количество воды для увлажнения определяется из условий неизменности ее массы на единицу массы скелета из твердых частиц до и после уплотнения грунта. При известной массе грунта (М_г) требуемое количество воды для увлажнения составит:

- начальная влажность грунта в отн. ед.;

- оптимальная влажность грунта в отн. ед.

При известном объеме (V_г) рыхлого грунта требуемое количество воды для увлажнения составит

;

- плотность грунта до уплотнения и до увлажнения.

Глинистые грунты связные содержат связанную воду и очень медленно и неравномерно высыхают. При необходимости дополнительного увлажнения требуются специальное оборудование для подготовки грунта и длительное время выдерживания для равномерного распределении влаги. В целом достижение оптимальной влажности для таких грунтов является процессом затратным. Глинистые грунты часто уплотняют без изменения влажности, при этом степень влажности уплотняемого грунта не должна превышать S_r≤0,85.