10. Производные характеристики грунтов.

Зная величины ρ, ρ_s и W можно вычислить ряд производных характеристик грунта:

• Плотность сухого грунта ρ_d – отношение массы скелета грунта (исключая воду в порах) m_s к объему этого грунта V_о:

, т/м^3;

где: ρ – плотность грунта, г/см³;

w – влажность грунта, %.

• Пористость грунта n – отношение объема пор V_пор к объему всего грунта V₀:

;

где: ρ – плотность грунта, г/см³;

ρ_d – плотность сухого грунта, г/см³;

ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³;

w – влажность грунта, %.

• Коэффициент пористости е – отношение объема пор V_пор к объему частиц грунта V₀:

Песчаные грунты по плотности их сложения разделяют, в зависимости от коэффициента пористости на:

• Прочные (плотные);

• Средней прочности (средней плотности);

• Малопрочные (рыхлые).

• Степень влажности S_r – доля заполнения пор грунта водой - отношение влажности W к полной влагоемкости грунтов W_sat:

где: ρ_w – плотность воды, г/см³.

По степени влажности грунты бывают:

а) маловлажные (0<S_r 0,5);

б) влажные (0,5<S_r 0,8);

в) насыщенные водой (0,8<S_r 1).

11. Пластичность пылевато-глинистых грунтов.

Пластичность пылевато-глинистых грунтов – способность грунта в определенном интервале влажностей изменять свою форму без разрыва сплошности, в результате внешнего давления, и сохранять ее, когда внешнее давление снимается.

Число пластичности определяется по формуле:

, %

где: W_L – влажность на границе текучести;

W_P – влажность на границе раскатывания.

У пылевато-глинистых грунтов I_P > 1 и они делятся:

• супесь (1 I_P 7);

• суглинок (7 I_P 17);

• глины (I_P>17).

Влажность, при которой грунт переходит из твердого состояния в пластичное – это граница раскатывания.

Влажность, при которой грунт переходит из пластического состояния в текучее – граница текучести.

Показатель текучести (показатель консистенции грунта):

12. Оптимальная влажность грунтов.

При устройстве искусственно улучшенных оснований приходится уплотнять грунт, в т. ч. пылевато-глинистый. Для оценки уплотняемости грунта ее подвергают исследованию в приборе для стандартного уплотнения. Грунт укладывают в прибор тремя слоями и каждый слой уплотняют 30…40 ударами стандартного груза, сбрасываемого с определенной высоты.

Таким образом исследуют один и тот же грунт при различных влажностях. После уплотнения определяют плотность грунта ρ и влажность W. Затем вычисляют плотность частиц грунта ρ_d, характеризующую его уплотненность, и строят графическую зависимость ρ_d – W.

По графику определяют влажность, при которой стандартным уплотнением достигается наибольшая плотность скелета грунта ρ_d. Эта влажность называется оптимальной влажностью W_opt, так как грунт, характеризуемый такой влажностью, при одной и той же затрате энергии м.б. уплотнен до наибольшей плотности скелета грунта. Наибольшее значение ρ_d, достигнутое в приборе стандартного уплотнения при оптимальной влажности, н-ся оптимальной плотность частиц грунта ρ_{d, opt}.