Глава VII

СВОЙСТВА УВЛАЖНЕННЫХ ГРУНТОВ БЕЗ ЖЕСТКОЙ СВЯЗИ МЕЖДУ

ЧАСТИЦАМИ

§ 19. Влажность грунтов

При положительных температурах пески обычно содержат сво­бодную воду, глинистые грунты — связанную воду.

Под полной влагоемкостью понимается такое состояние грун­та, при котором все его поры заполнены водой. Весовая влажность грунта при полной влагоемкости определяется по формуле (4). Наименьшая влагоемкость является таким состоянием грунта, при

котором в нем сохраняется только влага, удерживаемая молеку­лярными силами сцепления.

В условиях естественного залегания грунты могут иметь раз­личную влажность. Особое значение имеет содержание воды в гли­нах, которое колеблется в широких пределах. Значение полной влагоемкости грунта определяется из выражения

Таким образом, коэффициент пористости грунта, все поры ко­торого заполнены водой, численно равен произведению весовой влажности грунта на удельный вес грунта. Относительная влаж­ность грунта или коэффициент влажности (G) выражается отно­шением природной (весовой) влажности к его полной влагоемкости:

Коэффициент влажности (насыщенность грунта водой) для песчаных грунтов характеризует их механические свойства. Для глинистых грунтов имеет большое значение общее содержание в них воды, обусловливающее глинам степень связности.

По нормам и техническим условиям проектирования оснований песчаные грунты (в том числе и пылеватые пески) в зависимости от степени насыщения водой делятся на:

3.0< G <1. Трехфазная система (твердые частицы + вода + воз­дух). Имеет место при неполном заполнении пор водой. В этом случае особое значение приобретают силы сцепления, что для дисперсных грунтов является основным фактором устойчивости и прочности их структуры.

§ 20. Пластичность грунтов

В отличие от сыпучих грунтов связные грунты имеют способ­ность принимать пластичную форму. Пластичное состояние ха­рактеризуется следующими основными признаками: способностью тела под давлением внешних сил изменять свою форму и сохра­нять последнюю после прекращения давления; наличием сопротив­ления тела деформирующей его силе.

Для определения форм консистенции грунтов наибольшим рас­пространением пользуется метод Аттерберга. Консистенция по Аттербергу характеризуется двумя пределами: верхним и нижним пределами пластичности. Кроме этих пределов, при характеристи­ке пластичности илов определяется и верхний предел текучести. Пластичность выражается весовым количеством воды, содержа­щейся в грунте (при определенных консистенциях), в процентах по отношению к сухому грунту.

Верхний предел пластичности (F) характеризует влажность, при небольшом превышении которой грунт из пластичного состоя­ния переходит в текучее. В этом случае связь между частицами исчезает, и они при нагрузке легко смещаются.

Нижний предел пластичности (А) соответствует наименьшей влажности, при которой грунт раскатывается в проволоку без нарушения сплошности. Такая влажность является границей пе­рехода грунта из твердого состояния в пластичное.

Число пластичности (Ф) определяется как разность между верхним и нижним пределами пластичности и представляет собой интервал влажности, в пределах которой грунт находится в пла­стичном состоянии. Чем больше число пластичности, тем пластич­нее грунт.

Верхний предел текучести характеризует такую влажность грунта, при которой смесь его с водой растекается по ровной по­верхности тонким слоем.

Таблица 9 Виды глинистых грунтов

По числу пластичности гли­нистые грунты подразделяются на следующие виды (табл. 9).

Между пределами пластично­сти и числом пластичности, выра­женных в процентах, зависи­мость такова:

Ф=F-А.

Как замечает Н. Н. Маслов, несмотря на условности в опреде­лении пределов пластичности глинистых грунтов, указанные пока­затели являются весьма ценными.

Н. П. Маслов для более четкого выражения консистенции грунта рекомендует формулу Макеева:

Таблица 10

Изменение формы консистенции грунтовой массы в зависимости от содержания воды

Пластичное состояние вызывает способность грунтов прилипать к предметам. Прилипаемость грунтов обусловливается наличием в них глинистых минералов и воды и изменяется в зависимости от содержания воды. Для более наглядного представления измене­ния формы консистенции грунтовой массы все данные представлены в виде табл. 10.

Данные показывают, что липкость в глинистых грунтах возни­кает при пластичной форме консистенции и не ощущается при вязкопластичном и вязкотекущем состояниях. Здесь хорошо видны пределы текучести, верхний и нижний пределы пластичности.