грунты / грунты1-3

Определение расчётных характеристик физического состояния грунтов

Расчётные характеристики служат для оценки физического состояния и определения типа, вида и разновидности грунтов согласно СТБ 943-2007. Расчёты выполняются для каждого слоя.

Для исходных данных приведённых в таблице 1, определить физико-механические характеристики грунтов.

Таблица 1

№ слоя	, г/см3	, г/см3				, МПа
1	2,62	1,92	0,29	-	-	4,80
2	2,83	1,85	0,27	0,15	0,35	3,60
3	2,7	1,93	0,21	0,18	0,36	5,0

Для оценки физического состояния и определения типа, вида и разновидности грунта определяются следующие характеристики грунта:

1. Плотность сухого грунта (скелета грунта) :

Для первого слоя: г/см³

Для второго слоя: г/см³

Для третьего слоя: г/см³,

где – плотность грунта, г/см³;

– природная влажность грунта в долях единицы;

2. Коэффициент пористости грунта природного сложения и влажности :

Для первого слоя:

Для второго слоя:

Для третьего слоя:,

где – плотность твёрдых частиц грунта, г/см³;

3. Степень влажности (коэффициент водонасыщенности):

Для первого слоя:

Для второго слоя:

Для третьего слоя:,

где – плотность воды, принимаемая 1 г/см³.

Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно определяем число пластичности и показатель текучести (для второго и третьего слоёв):

4. Число пластичности:

Для второго слоя: I_p = W_L – W_P = 0,35 – 0,15 = 0,20 = 20%;

Для третьего слоя: I_p = W_L – W_P = 0,36 – 0,18 = 0,18 = 18%,

где – влажность на границе текучести;

– влажность на границе раскатывания;

5. Показатель текучести:

Для второго слоя: =0.6

Для третьего слоя:

Результаты расчёта сводим в таблицу 4.

Анализ грансостава грунта

Для первого слоя, поскольку он является песчаным, проводится анализ гранулометрического состава грунта. Исходные данные приведены в таблице 2.

Необходимо определить вид обломочно-песчаных грунтов по СТБ 943-2007:

– по грансоставу;

– по показателю максимальной неоднородности :

,

где d50 – диаметр частиц меньше которых в грунте 50%;

d95 – диаметр частиц меньше которых в грунте 95%;

d5 – диаметр частиц меньше которых в грунте 5%.

Величины d50, d95, d5 – находятся по кривой неоднородности грунта, построенной в полулогарифмических координатах, рис. 1.

Таблица 2

Содержание фракций (%), диаметром d, мм
>10	10-5	5-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,1	<0,1
0,5	0,2	0,4	3	73,2	11,7	10	1

Необходимо по СТБ 943-2007 определить вид песка по гранулометрическому составу и по показателю неоднородности .

Анализ проводим по строке 2 таблицы 3 начиная с фракций, имеющих наибольший диаметр. Так как масса частиц крупнее 0,25 мм более 50% (89%) данный песок по разновидности относится к крупным пескам (табл. 4.2. СТБ 943-2007).

Для определения максимальной неоднородности по данным строки 3 строится кривая однородности грунта, рис. 1.

Таблица 3

№ п/п	Содержание фракций	Диаметр фракций d, мм										Сумма
		20,0	10,0	5,0	2,0	1,0	0,50	0,25	0,10	0,05
		Логарифм диаметра фракций log(d)
		1,30	1,00	0,70	0,30	0,00	-0,30	-0,60	-1,0	-1,30
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12
1	Содержание фракций, %	0	0,5	0,2	0,4	3	73,2	11,7	10	1	100
2	Сумма >d, %	0	0,5	0,7	1,1	4,1	77,3	89	99	100
3	Сумма <d, %	100	99,5	99,3	98,9	95,9	22,7	11	1	0

Рис. 1. Кривая однородности грунта

Графически определяются значения:

log(d95) = 0,2; log(d50) = -0,2 ; log(d5) = -0,8 ;

Определяем характерные диаметры:

d95 =10^0.2= 1.585; d50 =10^-0.20 = 0.63 ; d5 =10^-0,8 = 0.16;

Umax=d50=0.63=6,24

4 < Umax ≤ 20 – песок среднеоднородный.

Вывод: данный грунт – крупный песок среднеоднородный.

Определение типа и разновидности грунтов по СТБ 943-2007«Классификация грунтов»

Классификация обломочных пылевато-глинистых грунтов (первый и второй слой) производится по типу и разновидности (табл. 5.2. СТБ 943-2007):

– тип грунта определяется по числу пластичности ;

– разновидность: по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по показателю текучести .

Для песчаных грунтов проводят анализ гранулометрического состава и определяют тип, вид и разновидность:

– тип – песок, если масса частиц крупнее 2 мм <50%;

– вид обломочно-песчаных грунтов определяется по гранулометрическому составу и по показателю максимальной неоднородности ;

– разновидность – по прочности (сопротивлению грунта при зондировании) и по степени влажности (табл. 5.2. СТБ 943-2007).

Полное наименование грунтов занесены в графу 13 таблицы 4.

Слой №1.

1. Данный слой обломочно-песчаный (отсутствуют значения и ):

2. Тип: песок, масса частиц крупнее 2 мм = 1,1% < 50%;

3. Вид: по гранулометрическому составу и по показателю – крупный песок среднеоднородный;

4. Разновидность:

– по прочности при зондировании:

так как для первого слоя = 4,8МПа , по табл. 5.2 ТКП 45-5.01-17-2006 определяем – данный грунт средней прочности (3,0 ≤ 4,8 ≤ 14);

– по степени влажности:

S_r = 0,99 – песок водонасыщенный (0,8 < 0,99 ≤1).

Вывод: Слой №1 – песок крупный, средней прочности, водонасыщенный.

Слой №2.

Данный слой обломочно-пылеватый глинистый ( W_L=0.35 ; W_P=0.15 ):

1. Тип: по числу пластичности I_P= 0,20(20%) – глина (по табл. 5.2 ТКП 45-5.01-17-2006);

2. Разновидность:

– по прочности при зондировании:

Не подразделяются, так как глины озерно-ледникового происхождения.

– по показателю текучести:

I_L = 0,6– глина мягкопластичная (0,5 ≤ 0,6 ≤ 0,75).

Вывод: Слой №2 – глина мягкопластичная.

Слой №3.

Данный слой обломочно-пылеватый глинистый ( W_L=0.36 ; W_P=0.18 ):

1. Тип: по числу пластичности I_P= 0,18(18%) – глина (по табл. 5.2 ТКП 45-5.01-17-2006);

2. Разновидность:

– по прочности при зондировании:

Не подразделяются, так как глины озерно-ледникового происхождения.

– по показателю текучести:

I_L = 0,17 – глина полутвердая (0< 0,17 ≤ 0, 25).

Вывод: Слой №3 – глина полутвердая

Данные, полученные по результатам расчётов, сведены в таблицу 4.

Таблица 4

Физико-механические характеристики грунтов основания

Данные задания								Вычисляемые характеристики						Наименование грунта по СТБ 943-2007
№ ИГЭ	Плотность частиц ρS, г/см3	Плотность грунта ρ, г/см3	Влажность W	Влажность текучести WL	Влажность раскатывания WP	Условное дин. сопротивление Pd	Плотность скелета грунта ρd		Коэффициент пористости e	Степень влажности Sr	Число пластичности IP	Показатель текучести IL
1	2,62	1,92	0,29	-	-	4,80	1,488		0,76	0,99	-	-	песок крупный, средней прочности, водонасыщенный
2	2,83	1,85	0,27	0,35	0,15	3,60	1,457		0,94	0,81	0.2	0.6	Глина мягкопластичная
3	2,7	1,93	0,21	0,36	0,18	5,0	1,595		0,69	0,82	0,18	0,17	Глина полутвердая