Характеристики основных физических показателей

1. Плотностью твердой фазы называют массу единицы объема минеральных частиц (твердая фаза) грунта. Определяется она по формуле:

Y= mc/ Vc

где mc – масса абсолютно сухого грунта, г;

Vc – объем твердых частиц (скелета) грунта, см³.

Для данной породы эта величина постоянная, характеризует только твердую фазу грунта и не зависит от соотношения твердой, жидкой и газообразной фаз. Плотность зависит только от минералогического состава породы и возрастает с увеличением содержания в ней тяжелых минералов.

Кроме того, плотность служит вычисления плотности скелета грунта и пористости, а так же для классификации грунтов.

Характеристики других физических показателей и методы их определения будут описаны в следующих лабораторных работах.

Ход работы

1.Взвешивают пустые бюксы.

2.Песок просеивают через сито и засыпают в бюксы: в первой серии опытов - песок рыхлого сложения с помощью воронки, во второй серии - песок плотного сложения послойно с последующим требованием при помощи уплотнения. Последний слой не утрамбовывают, а избыток песка удаляют линейкой, чтобы поверхность его была на одном уровне с кроями бюкса.

Опыт повторяют в трёхкратной повторности.

3.Взвешивают бюксы с песком рыхлого и плотного сложения и результаты заносят в таблицу.

4.Расчитывают объём бюкса, см², по формуле

V=S·h

где S- площадь основания бюкса, см^2; вычисляют по формуле

S=π·d²/4

где h-высота бюкса, см;

d- диаметр бюкса, см.

Значение объема бюкса приравнивают к объему песка, так как рыхлый несвязный грунт всегда принимает объем той емкости, в которую его помещают.

5. Вычисляют плотность для песка рыхлого и плотного сложения г/см³ по формуле:

Δ=m/v

где m-масса песка, г;

V – объем песка, см³

У большинства грунтов она колеблется в небольших пределах в среднем от 2,0 для торфяных и болотистых до 5,0 г/см³ для скальных и полускальных. Плотность твёрдой фазы в лабораторных условиях определяют главным образом пикнометрическим методом (ГОСТ 5181-64). Для ориентировочных расчётов можно принимать следующие значения плотности в зависимости от вида грунтов.

Перегнойно-болотные, торфяные	2,0-2,2
Песчаные и супесчаные	2,25-2,5
Суглинистые	2,5-2,6
Глинистые	2,65-2,75

2. Плотностью называют массу единицы объёма грунта естественного сложения и влажности (твёрдая фаза + пор). Плотность зависит от минерального состава, пористости и влажности грунта. Чем больше влажность грунта, тем больше его плотность.

^{Максимального значения плотности грунта достигает при полном заполнение пор водой, минимального - при отсутствии воды в порах (плотность скелета – δ) Для определенного вида грунта плотность Δ имеет следующие значения г/см3 :}

Болотистые, торфяные	0,8
Песчаные, супесчаные	0,9-1,15
Легкосуглинистые	1.2-1,35
Среднесуглинистые	1,4-1,45
Тяжелосуглинистые	1,5-1,65
Глинистые	1,7-1,8

Плотность используется как прямой расчётный показатель для вычисления давления грунта на подпорную стенку сооружений, расчёта устойчивости оползневых склонов и откосов выемок, котлованов, карьеров, расчёта осадки сооружений, расчёта распределения напряжений в грунтах, основания под фундамент, определения объема земляных работ т др.

6. Принимая среднее значение плотности песка плотного сложения за 100%, находят среднее значение плотности песка рыхлого сложения в процентах:

Δр= Δр/Δпл

где Δр, Δпл – среднее значение плотности песка рыхлого и плотного сложения соответственно.

Определение объемной массы песка

№ опыта	№ бюкса		Масса			Объем бюкса V, см³	Плотность песка, г/ см³	Среднее значение общей массы, г/ см³
			Пустого бюкса, г	Бюкса с песком, г	Песка, г
Песок рыхлого сложения
1		I 52240	19,19	113,54	94,3	68,69	1,372	95,7
2		Е 8553	18,03	110,58	98,9	68,69	1,44
3		Е 8567	17,87	108,82	94,4	68,69	1,375
Песок плотного сложения
1		Е 42675	19,38	116,08	108,07	68,69	1,57	105,79
2		Б 89075	18,60	119,49	105,98	68,69	1,54
3		8513	17,90	117,42	103,32	68,69	1,50

Δр= 1,395/1,536=0,908

Вывод:

Плотность рыхлого песка – 1,395.

Плотность плотного песка – 1,536.

Процентное различие между ними – 0,9 (входит в интервал 0,9-1,15).

Вид грунта песчаный, супесчаный.

Строительство на таком грунте не ведется.