7.Виды воды в грунтовом массиве.
При увеличении количества воды в грунте вода начинает заполнять пустоты между частицами, которые имеют разные размеры и в том числе размеры капилляров (меньше 1 мм)
Вода в грунте может быть 4х видов (не считая замерзшей)
(1. Свободная; 2. Капиллярная) - относятся к гравитационной
(3. Рыхлосвязанная; 4. Плотносвязанная) - относятся к связанной
Гравитационная – подчиняется законам гидравлики. Перемещается в грунте под действием гидродинамических сил (разности напоров).
Капиллярная – неподвижная (она зависает в порах благодаря действию капиллярных сил)
Связанная вода образуется благодаря действию вокруг глинистых частиц электромолекулярных сил.
Такая вода характерна для глинистых грунтов. В песчаных в основном гравитационная.
Прочносвязанная вода находится в особом твердом состоянии (ρ= 2 г/см3).
Она обладает структурой в виде цепочек (у льда в виде кристаллической решетки). Этот вид воды можно отнести к твердому компоненту.
Рыхлосвязанная занимает промежуток между твердым и жидким состоянием.
8.Воздух и органические вещества в грунте.
Воздух в грунте может быть в 3х состояниях:
Защемленный (отдельные пузыри);
Свободный (сообщается с атмосферой);
Растворенный в воде.
Органические вещества в грунте – продукты разложения растительных остатков.
Сильнозаторфованные 40..50;
Среднезаторфованные 25..40;
Слабозаторфованные 10..25;
С примесью 5..10.
9. Понятие о структуре и текстуре грунта.
Структура- размер, форма и количественные соотношения слагающих породу частиц
При формировании естественной структуры грунта каждая частица находится под действием гравитационных сил и сил их взаимодействия.
Чем больше размер частицы, тем больше гравитационная сила. Поэтому частицы большего диаметра формируют зернистые структуры со сравнительно плотной упаковкой зерен.
Мелкие частицы образуют агрегатные структуры, которые в основном определяются силой сцепления между частицами.
Текстура грунта зависит от условий его формирования, его геологической истории, в ходе которой грунт претерпел различные преобразования (перекрытие отложениями, смыв, нагружение ледниками), т. е. уплотнение и разуплотнение.
а) «карточный домик»
б) «книжный домик»
в) «стопочная структура»
10. Физические свойства грунтов. Их характеристики.
Физические свойства грунта отражают его состав, состояние, соотношение составных частей. В основном это плотность, влажность, пористость, консистенция.
m1 – масса твердых частиц грунта
V1 – объем твердых частиц грунта
m2 – масса воды в порах (массу воздуха не учитываем)
V2 – объем пустот (заполненных водой и воздухом)
Плотность грунта ненарушенной (естественной) структуры
= Масса:Объем = (m1+m2)/(V1+V2) (т/м3)
Удельный вес грунта
=·q (кН/м3)
15…22 кН/м3
Плотность твердых частиц грунта
s = масса минеральных частиц:объем минеральных частиц = m1/V1 (т/м3)
Удельный вес твердых частиц
s=s·q (кН/м3)
25…28 кН/м3
Весовая влажность грунта
W = масса воды:масса минеральных частиц =m2/m1 (изменяется в широких пределах и особенно важна для глинистых грунтов)
Характеристики определяемые расчетом.
Плотность сухого грунта
с = масса минеральных частиц: объем грунта=m1/(V1+V2) (т/м3)
W=(p-pd)/pd, pd=p/(1+w)
Удельный вес сухого грунта
с=с·q (кН/м3)
10…19 кН/м3
Пористость грунта
П =объем пор: весь объем грунта= V2/(V1+V2)=e/(1+e) = (ps-pd)/pd
Коэффициент пористости грунта
e = V2/V1=(ps-pd)/pd=ys/y*(1+w)-1 (0,5…1)
Коэффициент водонасыщения
Sr=природная влажность: влажность при полном заполнении пор водой=w/w sat (полная влагоемкость)
Sr = w*ps/e*pв (рв – плотность воды)
Взвешивающее действие воды
sb = (s - w)(1+e)
Для песчаных грунтов с точки зрения их работы под фундаментом самым важным фактором является крупность частиц и коэффициент пористости. Для глинистых – существенно влияние воды (сухая глина почти скальных грунт, водонасыщенный грунт).