5. Физические свойства грунтов

Основные:

1. Удельный вес природного грунта  равен отношению массы грунта к занимаемому этим грунтам объему умноженному на ускорение свободного падения g:

 =  g . (1)

Если обозначить V₁ — объем твердых частиц; V₂ — объем пустот (пор), g₁ — масса твердых частиц; g₂ — масса воды в порах грунта то

 = (g₁+ g₂)/(V₁+ V₂) . (2)

2. Удельный вес частиц грунта _s — показатель минералогического состава:

_s= (g₁/V₁)g. (3)

3. Влажность грунта W — отношение массы воды к массе высушенных частиц (твердых частиц):

W = g₂/g₁. (4)

Дополнительные:

1. Граница текучести W_L соответствует влажности, при которой грунт переходит в текучее состояние. Эту влажность определяют стандартным испытанием, при котором конус с углом при вершине 30^° и массой 76 г погружается в грунт на 10 мм.

2. Влажность на границе раскатывания W_P соответствует влажности, при которой грунт теряет свою пластичность. Определяют раскатыванием жгута из грунта по бумаге.

Производные:

1. Удельный вес сухого грунта _d — отношение массы твердых частиц ко всему объему умноженному на ускорение свободного падения g:

_d = [g₁/V₁+ V₂]· g . (5)

2. Коэффициент пористости е — отношение объема пор грунта n к объему его скелета m:

e = n/m (6)

или

e = (ρ_s – ρ_d)/ ρ_{d .} (7)

По коэффициенту пористости можно определить степень уплотненности грунтов. Если e < 1, то грунт достаточно плотный; e > 1 - то грунт рыхлого сложения

3. Удельный вес сухого грунта _d

_d = ρ/[(1+W)] g . (8)

4. Удельный вес грунта взвешенного в воде _sв .

При расположении грунта ниже уровня грунтовых вод скелет грунта будет испытывать взвешивающее действие воды, что необходимо учитывать при расчетах напряженного состояния грунтов.

 _sв = (ρ_s – ρ_w)  g /(1+е) . (9)

Классификационные:

1. Индекс пластичности I_р (число пластичности) — показатель содержания глинистых частиц в грунте.

I_P = W_L - W_{P .} (10)

Классификация глинистых грунтов в зависимости от числа пластичности приведена в табл. 3.

Таблица 3

Классификация глинистых грунтов по числу пластичности

Виды глинистых грунтов	Число пластичности IP
Супесь	0,01≤ IP ≤0,07
Суглинок	0,07≤ IP≤0,17
Глина	0,17< IP

2. Индекс текучести I_L — показатель консистенции

I_L = (W - W_P)/( W_L - W_P) . (11)

Уплотненность глинистых грунтов определяют консистенцией, под которой понимаем густоту, вязкость глинистых грунтов (плотность сложения), способность грунтов сопротивляться пластическому изменению формы. Консистенция зависит от количественного соотношения твердых частиц и воды в единице объема (табл. 4).

Таблица 4