Билеты к госам / Билет №20
.docБилет 20. Применение грунтов в практике строительства а/д в зависимости от вида физико-механических свойств. Методы лабораторных и полевых оценок свойств грунтов.
Грунты — основной строительный материал для возведения земляного полотна. Для дорожного строительства используют глинистые, песчаные и крупнообломочные грунты.
В зависимости от числа пластичности и массовой доли песчаных частиц имеются следующие разновидности глинистых грунтов.
|
Вид грунта |
Разновидность грунта |
Число пластичности |
Массовая доля песчаных частиц, % |
|
Супесь |
Легкая крупная Пылеватая Тяжелая пылеватая |
1 - 7
|
>50 >50 20 - 50 <20 |
|
Суглинок |
Легкий пылеватый |
7 - 12 |
>40 <40 |
|
Тяжелый пылеватый |
12 - 17 |
>40 <40 |
|
|
Глина |
Песчанистая Пылеватая |
17 - 27 |
>40 <40 |
|
Жирная |
>27 |
- |
Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии. Оно зависит от содержания в грунте глинистых частиц, их минералогического состава и определяется как разница между границами текучести и раскатывания грунта, т. е. WП=WТ-WР.
Граница текучести характеризует влажность, при которой грунт, теряя устойчивость, из пластичного состояния переходит в текучее.
Граница раскатывания WР соответствует влажности, при которой грунт находится на грани перехода из твердого состояния в пластичное. При увеличении влажности грунт становится пластичным и под нагрузкой снижает устойчивость.
Пески в зависимости от содержания зерен и их размеров различают: гравелистые — зерен крупнее 2 мм более 25%; крупные — зерен крупнее 0,5 мм более 50%; средней крупности — зерен крупнее 0,25 мм более 50%; мелкие и пылеватые — зерен крупнее 0,1 мм соответственно более и менее 75%.
Частицы размером 2—0,05 мм называются песчаными, 0,05—0,005 мм — пылеватыми и мельче 0,005 мм — глинистыми.
Содержание пылеватых, глинистых и илистых частиц в песке не должно быть более 3% от массы сухого грунта.
К крупнообломочным относятся грунты глыбовой структуры, которые содержат более 50% камней размером крупнее 200 мм; галечники (при преобладании окатанных частиц), содержащие в щебенистом грунте более 50% зерен крупнее 10 мм, а в дресвяном более 50% крупнее 2 мм.
Нельзя использовать грунты, обладающие повышенной осадкой и большим водонасыщением: илистые грунты, ИЛ, жирные глины с примесью ила, мелкий песок с примесью ила или торфа. Запрещается применять грунты, которые содержат дерн и другие элементы растительного покрова: торфы и грунты с примесью торфа, не дренирующие грунты с быстрорастворимыми солями, а также грунты, которые под действием влаги теряют прочность и размываются (грунты, содержащие опоки, гипс, сланцевые глины, мергель).
При возведении земляного полотна на болотах допускаются только водоустойчивые гравелистые, песчаные или супесчаные грунты.
Засоленные грунты разрешается использовать в насыпи, если содержание в них легкорастворимых солей, при хлоридном и сульфатно-хлоридном засолении не более 8%. а при сульфатном, хлоридно-сульфатном и содовом засолении не более 5%.
Наилучшими грунтами для возведения насыпей являются пески и крупные супеси. Они отличаются хорошей водопроницаемостью, незначительным набуханием и усадкой.
Легкие супеси имеют хорошие дорожно - строительные свойства. Гранулометрический состав их близок к оптимальному. В дождливую погоду липкость почти отсутствует, они быстро просыхают.
Супесь пылеватая — малосвязный пучинистый грунт. В водонасыщенном состоянии легко переходит в плывунное и почти утрачивает несущую способность. Хорошо обрабатывается вяжущим, малопригодна для строительства земляного полотна.
Легкий суглинок — связный грунт, часто образует пучины, в сухое время года обеспечивает проезд по дороге; можно применять как добавку к песчаным грунтам. При обработке вяжущими не всегда дает удовлетворительные результаты.
Суглинок пылеватый во влажном состоянии менее устойчив и более пучиноопасен. Для строительства земляного полотна такой грунт малопригоден, но при необходимости его можно использовать для отсыпки нижних слоев насыпи.
Суглинок тяжелый — хорошо связный, плотный грунт. Вследствие плохой водопроницаемости вода задерживается в углублениях, просыхание дороги происходит очень медленно.Глина — связный водонепроницаемый грунт, который в сухое время года становится очень твердым и обладает большой несущей способностью; может быть применен в нижних слоях насыпи.
Хорошим материалом для возведения насыпи служат крупнообломочные грунты.
Основными физическими свойствами грунтов являются: истинная плотность, средняя плотность, пористость, пластичность, липкость, влажность, набухание и усадка.
Методы полевых оценок свойств грунтов
|
Характеристика грунта |
Метод определения |
Область применения метода |
|
Влажность |
Нейтронный |
Все грунты |
|
Плотность |
Радиоизотопный |
Пески, глинистые и крупнообломочные грунты с содержанием включений размером 70 мм не более 20 % по массе |
|
Коэффициент фильтрации |
Налив воды в шурфы (скважины) Нагнетание воды (воздуха) в скважины |
Для грунтов, расположенных выше уровня подземных вод |
|
|
Откачка воды из шурфов (скважин) |
Для грунтов, расположенных ниже уровня подземных вод |
|
Температура |
Термоизмерительными приборами |
Все грунты |
|
Глубина сезонного промерзания |
Мерзлотомерами |
Все дисперсные грунты |
|
Глубина сезонного оттаивания |
Мерзлотомерами Криотекстурный Непосредственными измерениями |
Все дисперсные грунты (для крупнообломочных грунтов, песков, глинистых, органоминеральных и органических грунтов) |
|
Деформируемость немерзлых грунтов: |
Статическое нагружение штампов в горных выработках и в массиве |
Все дисперсные грунты |
|
модуль деформации |
Ступенчатое нагружение или нагружение с постоянной скоростью прессиометров и дилатометров |
|
|
относительная просадочность при заданном давлении |
Наггружени штампов по схеме «одной кривой» |
Глинистые грунты и пески пылеватые (просадочные разности) |
|
относительная просадочность при различных давлениях и начальное просадочное давление |
То же, по схеме «двух кривых» |
|
|
относительное набухание при различных давлениях и давление набухания |
Экспериментальные полевые работы по специальной программе |
Гланистые набухающие грунты |
|
Прочность немерзлых грунтов: угол внутреннего трения; удельное сцепление; сопротивление срезу |
Консолидированный и неконсолидированный срез целиков грунта |
Крупнообломочные грунты, пески и глинистые грунты с IL < 0,75 без включений размером более 80 мм (кроме набухающих, просадочных и засоленных) |
|
|
Консолидированный и неконсолидированный поступательный срез Консолидированный и неконсолидированный кольцевой срез |
Пески, глинистые и органо-минеральные грунты |
|
|
Вращательный срез крыльчаткой |
Глинистые грунты с IL > 0,75 и органо-минеральные грунты |
|
условное динамическое сопротивление |
Динамическое зондирование |
Пески и глинистые грунты (кроме грунтов, содержащих крупнообломочные включения более 40 % по массе) |
|
удельное сопротивление грунта конусу зонда сопротивление трению грунтов по боковой поверхности зонда |
Статическое зондирование |
Пески и глинистые грунты (кроме грунтов, содержащих частицы размером более 10 мм более 28% по массе) |
|
несущая способность сваи |
Испытания свай динамическими нагрузками, статическими вдавливающими, выдергивающими и горизонтальными нагрузками |
Все дисперсные грунты (кроме набухающих и засоленных) |
|
|
Испытания эталонных свай статическими нагрузками |
Все дсперсные грунты (кроме песков и глинистых грунтов, содержащих крупнообломочные включения более 40% по массе) |
|
удельная касательная сила морозного пучения |
Испытание образца фундамента |
Все грунты, обладающие пучинистыми свойствами |
|
Деформируемость мерзлых грунтов: коэффициент сжимаемости; коэффициент оттаивания |
Испытание горячим штампом |
Мерзлые грунты (кроме крупнообломочных и сильновыветрелых скальных грунтов с обломками более 15 см) |
|
Прочность мерзлых грунтов: несущая способность сваи; предельно-длительное сопротивление основания статической нагрузке |
Испытания свай статическими вдавливающими и выдергивающими нагрузками |
Мерзлые грунты, используемые по принципу I |
Методы лабораторных оценок свойств грунтов
|
Характеристика грунта |
Метод определения |
Область применения метода |
|
Влажность: в том числе гидроскопическая |
Высушивание до постоянной массы |
Все грунты |
|
суммарная |
Средней пробой |
Мерзлые грунты со слоистой и сетчатой криогенной текстурой |
|
границы текучести |
Пенетрация конусом |
Глинистые грунты |
|
границы |
Раскатывание в жгут |
Глинистые грунты |
|
раскатывания |
Прессование |
Глинистые грунты |
|
Плотность: |
Режущим кольцом |
Грунты, легко поддающиеся вырезке или не сохраняющие свою форму без кольца, сыпучемерзлые и с массивной криогенной текстурой |
|
|
Взвешивание в воде парафинированных образцов |
Глинистые немерзлые грунты, склонные к крошению или трудно поддающиеся вырезке |
|
|
Взвешивание в нейтральной жидкости |
Мерзлые грунты |
|
сухого грунта |
Расчетный |
Все грунты |
|
частиц грунта |
Пикнометрический с водой |
Все грунты, кроме засоленных и набухающих |
|
|
Пикнометрический с нейтральной жидкостью |
Засоленные и набухающие грунты |
|
|
Двумя пикнометрами |
Засоленные грунты |
|
Состав: гранулометрический |
Ситовой без промывки водой |
Пески с крупностью зерен от 10 до 0,5 мм |
|
(зерновой) состав |
Ситовой с промывкой водой |
Пески с крупностью зерен от 10 до 0,1 мм |
|
|
Ареометрический |
Глинистые грунты |
|
гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный состав |
Пипеточный |
Глинистые грунты |
|
Содержание растительных остатков |
Выделение сухим или мокрым способом |
Пески и глинистые грунты |
|
Содержание гумуса |
Оксидометрический после удаления хлоридов |
Пески и глинистые грунты, содержащие менее 10% гумуса |
|
|
Сухое сжигание, после удаления карбонатов |
Пески и глинистые грунты, содержащие более 10% гумуса |
|
Коэффициент фильтрации |
При постоянном градиенте напора |
Пески и глинистые грунты |
|
Деформируемость немерзлых грунтов: модуль деформации; коэффициент поперечной деформации |
Дренированное испытание при трехосном сжатии |
Все дисперсные грунты |
|
коэффициент сжимаемости; модуль деформации |
Компрессионное сжатие |
Пески мелкие и пылеватые; глинистые грунты с IL > 0,25; органо-минеральные и органические грунты |
|
коэффициент фильтрационной и вторичной консолидации |
Компрессионное сжатие |
Глинистые, органоминеральные и органические грунты |
|
структурная прочность |
" |
Глинистые и органоминеральные грунты |
|
относительная просадочность при заданном давлении |
Компрессионное сжатие по схеме "одной кривой" |
Глинистые грунты и пески пылеватые (просадочные разности) |
|
относительная просадочность при различных давлениях и начальное просадочное давление |
Компрессионное сжатие по схеме "двух кривых" |
|
|
относительное набухание при различных давлениях и давление набухания |
Компрессионное сжатие |
Глинистые набухающие грунты |
|
относительная усадка (по высоте, диаметру, объему) |
При свободной трехосной деформации |
|
|
относительное суффозионное сжатие при заданном давлении |
Компрессионное сжатие по схеме "одной кривой" |
Засоленные (содержащие легко- и среднерастворимые соли) пески (кроме |
|
относительное суффозионное сжатие при различных давлениях и начальное давление суффозионного сжатия |
Компрессионное сжатие по схеме "трех кривых" |
гравелистых), супеси и суглинки |
|
Прочность немерзлых грунтов: предел прочности на одноосное сжатие сопротивление недренированному сдвигу |
Одноосное сжатие |
Полускальные грунты и глинистые водонасыщенные грунты, сохраняющие форму без кольца |
|
угол внутреннего трения удельное сцепление сопротивление недренированному сдвигу |
Неконсолидированно- недренированное испытание при трехосном сжатии |
Глинистые, органоминеральные и органические грунты в нестабилизированном |
|
|
Консолидированно- недренированное испытание при трехосном сжатии |
состоянии |
|
|
Консолидированно- дренированное испытание при трехосном сжатии |
Все дисперсные грунты |
|
сопротивление срезу; угол внутреннего трения; удельное сцепление |
Одноплоскостной срез |
Пески (кроме гравелистых и крупных); глинистые и органоминеральные грунты |
|
Прочность и деформируемость мерзлых грунтов: коэффициент сжимаемости |
Компрессионное сжатие |
Глинистые пластично-мерзлые грунты |
|
коэффициент оттаивания; коэффициент сжимаемости при оттаивании |
Компрессионное сжатие |
Пески (кроме гравелистых и крупных), глинистые грунты |
|
предел прочности на одноосное сжатие; модуль линейной деформации; коэффициент поперечного расширения; коэффициент нелинейной деформации; коэффициент вязкости для сильнольдистых грунтов |
Одноосное сжатие |
|
|
предельно длительное значение эквивалентного сцепления |
Испытание шариковым штампом |
Пески мелкие и пылеватые, глинистые грунты |
|
сопротивление срезу по поверхности смерзания |
Одноплоскостной срез |
Пески (кроме гравелистых и крупных), глинистые грунты |