1. Задачи механики грунтов и ее связь с другими науками.Мех. Гр. – научн дисциплина, котор изучает напряженно-деформативн сост-ние грунтов, условие прочн-сти грунтов, давление грунтов на огрождающ сооружен, устойчивость насыпи, оползни и тд. Исользование законов мех.гр. позволяет наибол полно использ-ть несущую способность гр-ов и сооружений, деформацию под действ внешних сил и от собств веса. Мех.гр. связана с механикой, гидравликой, инженерн геологией, теоретич механ-ой и сопромат, однако, лежащие в основе геомеханике законы недостаточны для решения задач мех.гр, т.к.грунты-твердые тела, состоящие из большого кол-ва сыпучих или связн между собой частиц. Таким образом, Первая задача дисциплины-изучить закономерности отличающие грунты от др тверд тел и обуславливающих их поведение как дисперсных тел.Вторая задача –изучение напряж-деформиров состояния гр-ов под действ внешн сил (опред-ие напряжений усилий гр0та сосредоточенных, расредоточеных и тд) Третья задача-разработка вопросов устойчивости массивов гр-та и давление гр-ов на огрожд.сооружения. Основн закономерности мех.гр.: 1) сжимание гр-ов – закон. Уплотнения,2) водопроницаемость гр-та – закон фильтрации, 3) предельное сопротивление гр-ов к сдвигам – закон Кулона, 4) принцип линейной деформативности. 1773г – теория сыпучих тел Кулон, 1885г – проффесор Буссинэск – работа о распределении напряжений в упругой почве от сосредоточенной силы. Советский ученый-Герсеванов.

2.Состав и происхождение грунтов.Грунт-1)горная порода, явл-ся инженерно-строит деят-ти чел-ка, а также строительным метер-лом; 2)с физич точки зрения, это рыхлая горн порода земной коры, находится в сыпучем либо связном состоянии, при этом прочность связи в гр-тах меньше чем в самих частицах гр-та. Верхний слой – почва. По своему происхождению гр-ты делятся на континентальн и морские отложения. Континентальные:1)демовиальные (de)-отложивш-ся у склонов вблищи мест возникновения;2)аллювиальные (al)-принесенные речн водным потоком;3)элювиальные (e)-залегают в местах возникновения;4)эоловые – перенесенные ветром(пески барханов,лессовые гр-ты);5)ледниковые, озерно-ледниковые – глина, суглинки. Морские гр-ты – ракушечники, органоминеральн гр-ты. В естеств состоянии гр-ты представл собой многофазн систему, в котор выделяют след компоненты:1)тверд частицы;2)вода в различн состоянии;3)газообразн включения. Механический состав гр-ов: количеств содержание частиц любого размера опред-ся просеиванием. В соответствии с ГОСТ25100-95 все крупнообломчат и песчан гр-ты по размеру частиц дел-ся на: 1)валунные d>200мм>90%;2)галечниковые d(200..20мм)>50%;3)гравийные d(20..2мм)>50%;4)песчаные d(2..0,05мм);5)пылеватые d(0,05..0,005мм);5)глинистые d<0,005мм. Чем меньше размер частиц, тем больше их удельная поверхность, которая в песках достигает 0,05м²/грамм, а в глинах до 10м²/грамм.

3. Физические характеристики и показатели грунтов определяемые опытным путем.

Раличают два вида характеристик грунтов: основные, которые определяют экспериментально, опытным путем; производные, вычисляемые по формулам.

Основные характеристик: плотность грунта, плотность частиц грунта и влажность. Плотность грунта – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этой массой объему.  = (mт + mв)/(vт + vв) – г/см3 или т/м3 Плотность частиц грунта – отношение массы частиц грунта к занимаемому им объему. s = mт /vт – г/см3 или т/м3 Влажность – все количество воды, содержащееся в грунте. Существует несколько показателей влажности:а) естественная или природная влажность – все количество воды, которое содержится в порах грунта в его природных условиях; б) весовая влажность – отношение массы воды к массе сухого грунта, выраженное в % (или абсолютная влажность) w = mв/mтх 100 % в) полная влагоемкость – влажность, при которой все поры заполнены водой wsАт = е/s г) относительная влажность – степень влажности показывает, какую часть объема пор в грунте занимает вода. Численно она равна отношению естественной влажности к полной влагоемкости Sr = w/ wsАт

Классификация грунтов по степени влажности: Sr < 0,5 – маловлажные; Sr > 1,0 – волонасыщенные; Sr = от 0,5 до1,0 – влажные.

Плотность сухого грунта - отношение массы сухого грунта с ненарушенной структурой к занимаемому этим грунтом объему d = mт/(vт + vп). Пористость – характеризует объем всех пустот в грунте. Пористость зависит от минерального состава и формирования грунта. Чем больше дисперсность грунта, тем больше его пористость n = vп /(vт + vп) х 100. Коэффициент пористости отношение объема пор к объему твердых частиц е = vп / vт. Пластичность – способность глинистого грунта под действием внешних усилий менять свою форму без разрыва сплошностей, а после прекращения действия усилий сохранять полученную форму.

Удельный вес грунта (), удельный вес твердых частиц грунта (s)

 = g, здесь g = 9,81 м/сек2 s = gs

Удельный вес грунта в сухом состоянии d = gd.

4.Классификационные показатели грунтов

У глинистых грунтов при изменении влажности изменяется его состояние, свойства, консистенция, т.е. степень подвижности слагающих грунт частиц, при механическом на него воздействии. Различают три формы состояния глинистого грунта: твердое, пластичное, текучее.

Диапазон влажности характеризуется так называемым число , или индексом пластичности, и равен разности между двумя влажностями, выраженными в %: , где - влажность на границе текучести; - влажность на границе раскатывания. - соответствует влажности, при которой грунт переходит в текучее состояние. Стандартный конус погружается в грунт от собственного веса на глубину в 10 мм за 5 секунд. соответствует влажности, при которой теряет свою пластичность.

По мере увеличения влаги глинистый грунт переходит из одного состояния (консистенция) в другое. Если влаги мало, то глина сухая и твердая. При увеличении влажности, когда ее значение достигает “нижнего предела пластичности” ( или “границы раскатывания”), глина перейдет в новое состояние пластичной консистенции. Она будет легко меситься, изменять и сохранять приданную ей при сжатии форму. Величина влажности, соответствующая этому пределу колеблется для глинистых грунтов от 8 до 40 % в зависимости от химического, минералогического состава и содержания тонких глинистых частиц (менее 0,002 мм). Если продолжить увеличивать влажность глинистого грунта, то можно достигнуть верхнего предела пластичности (границы текучести), при которой глина теряет свою прочность и начинает течь. Из грунта с влажностью выше этого предела ничего сформировать не удается. Строить на такой глине опасно: она будет выдавливаться из-под фундамента, и здание на ней будет оседать. Грунт в этом случае, говорят, превращается в слабый, водонасыщенный. Эта граница перехода из пластичной в текучую консистенцию зависит еще в большей степени, чем граница раскатывания, от химических и минералогических особенностей глин, а также от содержания тонких частиц.

По числу пластичности определяют наименование глинистого грунта.

Если < 1,0 – грунт песчаный; = от 1 до 7 – грунт называется супесью; = от 7 до 17 – суглинок; > 17 – глина.

Уплотненность глинистых грунтов определяется их консистенцией, под которой понимают густоту и в известной мере вязкость грунтов, обуславливающие способность их сопротивляться пластичному изменению формы. Густота и вязкость грунтов зависят от количественного соотношения твердых частиц и воды в единице объема грунта, а также от сил взаимодействия между частицами грунта. Показателем консистенции, или индексом текучести, служит выражение:

По глинистые грунты классифицируются на категории: супеси – на твердые, пластичные и текучие; суглинки и глины – на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.