1.Влажность

Под влажностью грунта понимают содержание в нем того или иного количества воды. Различают весовую и объемную влажность.

1. Весовой влажностью грунта W называют отношение массы воды (mв),содержащейся в грунте, к массе сухого грунта (mс.г.).

2. Под объемной влажностью понимают отношение объема воды, заключенной в грунте, к объему всего грунта.

3. Естественная влажность – все количество воды, содержащееся в порах горных пород и почв в естественном их залегании. Она может быть выражена в весовых или объемных процентах или долях единицы (в ГОСТе – доли единицы). Ее принято определять высушиванием образцов до постоянного веса при температуре 105-107° С.

Определение массы воды в грунтах (mв):mв=mв . г .-mc . г .

Расчет влажностного показателя: W=mв/mс.г.

2.Плотность

Плотностью твердых частиц (твердого компонента, твердой фазы) грунта называется масса единицы их объема. Численно она равна отношению массы твердого компонента грунта к его объему. Единицей измерения этого свойства в системе СИ является кг/м³ , в системе СГС – г/см³; коэффициент между ними равен 10³.

В практике широко используются:

1. плотность частиц грунта – ρs;

2. плотность грунта – ρ;

3. плотность сухого грунта – ρd.

Плотность частиц грунта (ρs) характеризуется массой частиц твердой компаненты грунта (mT) в единице объема минеральной части (VT) грунта и рассчитывается по зависимости: ps=mt/VT

Плотность частиц грунта определяется минеральным составом горных пород и выражает среднюю плотность слагающих их минералов. Плотность главнейших породообразующих минералов песчаных и глинистых горных пород изменяется в сравнительно небольших пределах, вследствие чего и плотность минеральной части большинства этих горных пород изменяется мало.

Плотность породы – это масса грунта при естественной влажности и сложении в единице объема: p=mt+mв/V₀

Плотность скелета грунта (плотность сухого грунта) – это масса единицы объема сухой горной породы естественного сложения: p_d=m_t/V₀

3.Пористость

Под пористостью грунтов понимают наличие в них мелких пустот. Количественно пористость обычно выражают отношением объема пустот к общему объему грунта. Эту величину называют пористостью и обозначают через n. Может выражаться в долях единицы или в процентах.

, (12)

где ρ_d – плотность скелета грунта, г/см³;

ρ_s – плотность твердых частиц, г/см³.

Кроме того, пористость грунта может характеризоваться отношением объема пустот к объему твердого компонента грунта. Эта величина называется коэффициентом пористости и обозначается е. Выражается обычно в долях единицы.

, (13)

где ρ_d – плотность скелета грунта, г/см³;

ρ_s – плотность твердых частиц, г/см³.

Для глинистых грунтов способов непосредственного определения пористости не существует. Пористость связных грунтов определяется по плотности и плотности твердых частиц грунта по формулам, приведенным выше.

По размеру пор выделяются:

1. макропоры – больше 0,1 мм;

2. микропоры – меньше 0,1 мм;

3. ультракапиллярные – меньше 0,001 мм.

4.Пластичность

Под пластичностью грунта понимается его способность под воздействием внешних условий изменять форму (деформироваться) без разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после того, как действие внешней силы устранено. Пластичностью при определенной влажности обладают только глинистые и лёссовые грунты, мергели и мел, почвы и, частично, искусственные грунты. Пластичность связных грунтов обусловлена наличием рыхлосвязанной воды в этих грунтах. Пластичность связных грунтов при инженерно-геологических исследованиях характеризуют двумя влажностными показателями:

1. влажность на пределе раскатывания Wp;

2. влажность на пределе текучести WL.

Число пластичности (Ip), под которым понимается разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе (пределе) текучести W_l и на границе (пределе) раскатывания Wp.

I_p=W_l-W_p

5.Консистенция

Под консистенцией грунтов понимается способность грунтов сохранить свою форму без и при наличии внешнего механического воздействия. Для количественной характеристики консистенции грунтов определяют показатель текучести.

Под консистенцией понимается степень подвижности слагающих грунт частиц при механическом воздействии.

6.Показатель консистенции

Показатель текучести IL – отношение разности влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: естественной влажности W и на границе раскатывания, к числу пластичности Ip. I_L=(W-W_p)/I_p

7. Гранулометрический состав.

Гранулометрический состав характеризует предельную дисперсность грунта, он постоянен для данного грунта и поэтому является классификационным признаком.

Дисперсность – степень раздробления вещества на частицы, характеристика размера частиц.

В зависимости от преобладающего размера обломков среди сцементированных осадочных пород выделяются:

• крупнообломочные (псефитовые) – более 2 мм;

• среднеобломочные (псаммитовые) – 2-0,05 мм;

• мелкообломочные (алевритовые) – 0,05-0,001 мм;

• тонкообломочные (пелитовые) – менее 0,001 мм.

Среди обломочных несцементированных (дисперсных) грунтов выделяются:

• крупнообломочные;

• пески;

• супеси;

• суглинки;

• глины.

Гранулометрический (зерновой) состав грунта (по ГОСТу 12536-79) следует оп­ределять по весовому содержанию в нем частиц различной круп­ности, выраженное в процентах по отношению к весу сухой пробы грунта, взятой для анализа.

Таблица 7

Наименование грунтов		Состав грунта
Песчаные, при выде­лении зерен песка крупностью:	от 10 до 0,5 мм	Грануло- метрический (зерновой)
	от 10 до 0,1 мм
Глинистые	0,005 - 0,05 мм	Грануло-метрический (зерновой)

При определении гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом с промывкой водой применяют водопроводную или профильтрованную дождевую (речную) воду, а при определении гранулометрического (зернового) состава глинистых грунтов — дистиллированную воду.