1.) Физические характеристики грунтов, определяемые экспериментально: плотность, влажность, плотность твердых частиц.

Плотность грунтаρ=m/V(г/см³или т/м³).ρв природе =от1,1(ил, торф) до 2,4( морена). Чем выше плотность, тем грунт лучше. ρ_m- среднее значение плотности (супеси, суглинки, глины). ρ_m= от 1,6 до 2,1. Удельный вес грунтаγ=ρ*g (гдеg– ускорение свободного падения = 9,81 кН/м³).

Плотность твердых частицρ_s=m₁/V₁(m₁иV₁– масса и объем твердых частиц). Обычно принимается по таблицам. (ρ_s=2,66 – песок/ 2,7 – супесь/ 2,72 – суглинок/ 2,74 – глины). Удельный вес твердых частицγ_s=ρ_s*g,

Влажность грунтаw=m₂/m₁(m₂– масса воды). Влажность грунта – это отношение массы воды к массе грунта, высушенного приt=105°С(±1°С) до постоянной массы. Почему именно такая температура – так как связанная вода испаряется приt>100°С, а при более высокой температуре сгорает органика и теряется масса твердых частиц.w=0-200%. 0%-абсолютно сухой грунт. В порах которого только воздух (практически это невозможно, если только верхний слой грунта пустыни). 200% - торф. Чем больше влажность, тем грунт слабее.w_m=5-25%пески, 15-45%-глины. (Измерение: д.е. – доли единицы и %, если умножить на 100).

2.) Вычисляемые физические характеристики грунтов: плотность грунта в сухом состоянии, удельный вес грунта в сухом состоянии, пористость, коэф-т пористости, коэф-т водонасыщения, плотность грунта с учетом взвешивающего действия воды. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды.

Плотность грунта в сухом состоянии (плотность скелета грунта)ρ_d=ρ/(1+w)(г/см³или т/м³).ρ_d=от 1 до 2,1. Чем вышеρ_d, тем грунт лучше. Еслиρ_d<1,65 т/м³, то грунт – слабый и на нем без особых мероприятий строить не рекомендуется.

Удельный вес грунта в сухом состоянии (удельный вес скелета грунта)γ_d=ρ_d*g , такжеγ_d=γ/(1+w).

Пористость грунтаn=V_пор/V_{образца} , такжеn= (ρ_s- ρ_d)/ρ_s = (γ_s- γ_d)/ γ_s Измерение: д.е. или %.

n=20-85%. Чем больше пористость, тем грунт слабее.n_m=40-65%.

Коэф-т пористостие=V_пор/V₁ , а такжее=(ρ_s- ρ_d)/ρ_d = (γ_s- γ_s)/ γ_d. Измеряется в д.е. Чем выше коэф-т пористости, тем грунт слабее. Еслие>1, такой слабый грунт укрепляют, либо на нем не строят.

е=0,2-12д.е. Чем большее, тем грунт слабее. Существует классификация грунтов по коэф-ту пористости по ГОСТ 25100-95 «Грунты, классификация».

Коэф-т водонасыщенияS_r=w/w_sat. (здесьw- естественная влажность) Характеризует степень заполнения пор водой.w_sat– полная влагоемкость (влажность грунта, при которой все поры грунта заполнены водой).w_sat = (e+ρ_w)/ρ_s(ρ_w-плотность воды 1т/м³). Такжеw_sat = (e*γ_w)/γ_s (γ_w –удельный вес воды 9,81 или ≈ 10кН/м³.S_r=(w*ρ_s)/(e*ρ_w)=(w*γ_s)/(e*γ_w).Измеряется в д.е.

S_r=0-1д.е. Чем выше коэффициент водонасыщения, тем грунт слабее. По коэф-ту водонасыщения грунты классифицируются по ГОСТ 25100-95.

Плотность грунта с учетом взвешивающего действия водыρ_sb= (ρ_s-ρ_w)/(1+e). Измеряется в г/см³или т/м³. Определяется для водонепроницаемых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод.

Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия водыγ_sb= (ρ_sb*g)= (γ_s- γ_w)/(1+e). Измеряется в кН/м³.