15. 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 структурысо сравнительно плотной упаковкой зерен.
Мелкие частицы образуют агрегатные структуры, которые в основном определяются силой сцепления между частицами.
Текстурагрунта 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»
16. 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
Удельный вес твердых частиц грунта- отношение веса частиц грунта к объему, который они занимают
s=s·q(кН/м3)
25…28 кН/м3
Весовая влажность грунта W– отношение веса влаги, содержащейся в порах грунта, к весу твердых частиц (скелета грунта), выраженное в % (долях единицы)
W=mв/m1=-d/d
Плотность сухого грунта
d =масса минеральных частиц: объем грунта=m1/(V1+V2) (т/м3)
W=(p-pd)/pd,pd=p/(1+w)
Удельный вес сухого грунта
d=d·q(кН/м3)
10…19 кН/м3
Пористость грунта – отношениеобъема пор к полному объему грунта, выраж в % (долях единицы). Она оценивается коэф пористости
П = V2/(V1+V2)=1-d/s
Коэффициент пористости грунта
e=V2/V1=П/1-П=s-d/d(0,5…12)
Коэффициент водонасыщения
Sr=природная влажность: влажность при полном заполнении пор водой=w/wsat(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, водонасыщенная - текучий грунт).
17. Пределы Аттерберга.
Пылевато-глинистые грунты могут менять консистенцию от твердой до текучей.
Для определения пластических свойств глинистых грунтов точных методов нет. В большинстве стран используют пределы Аттерберга (нулевая влажность -> предел раскатывания - > предел текучести).
Если предел А большой – грунт пластичный (т.е частицы грунта мелкие). Если частицы крупные предел А меньше.
Для определения консистенции грунта находят характерные влажности:
Wp – влажность на границе раскатывания – это влажность, при которой шнур из глинистого грунта диаметром 3 мм начинает крошиться.
WL– влажность на границе текучести, при которой грунт переходит в текучее состояние. Она определяется погружением стандартного конуса на глубину 10 мм за 5 секунд.
Величины Wp и WL наз соответственно нижним и верхним пределами пластичности.
Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp. Используется как классификационный показатель, характеризующий вид глинистого грунта: если Ip=1…7 этот грунт супесь, 7-17 суглинок, >17 глина.
Сравнение естественной влажности грунта с влажностью на границе раскатывания (пластичности) и текучести позволяет устанавливать его состояние по показателю текучести (консистенции):
IL=(W-Wp)/Ip.W– природная влажность.
Для глин и суглинков: IL= 0< твердый; 0-0.25 полутвердый; 0.25-0.5 тугопластичный; 0.5-0.75 мягкопластичный; 0.75 -1 текучепластичный; >1 текучий.
0-0.5 надежные основания
0.5-0.75 необходимо использовать специальные методы строительства
0.75-1 практически нельзя использовать без укрепления