Инженерное грунтоведение

1.Разделение грунтов по характеру структурных связей. Для каких грунтов используются показатели 1 и 2 класса. Различия в условиях их определения. Приведите примеры показателей состава и состояние грунтов. Существует три класса грунтов , отличающихся типом структурных связей: скальные, мерзлые и дисперсные. Для класса скальных грунтов обычно свойственно наличие жестких кристаллизационных или цементационных структурных связей необратимого характера , придающих этим грунтам св-ва твердых тел и в большинстве случаев повышенную прочность используют показатели 1-го класса. К классу мерзлых грунтов относятся все грунты с криогенным типом кристаллизационных связей, проявляющихся в области отрицательных температур и наличие льда, прочность которых зависит от температуры. В этих грунтах структурные связи представлены льдом замершей поровой воды. (мб показатели 1-ого класса) К классу дисперсных относятся грунты без четко выраженных жестких структурных связей: связные (супеси, суглинки, глины) и несвязные (сыпучие) грунты (песчаные и крупнообломочные). Прочность связных грунтов определяется молекулярными связями коагуляционной и водоколлоидной природы.(показатели 2-ого класса). К 1-ому классу относятся показатели, дающие прямой ответ при характеристике того или иного свойства грунта, которые могут быть использованы непосредственно для тех или иных расчетов. К числу относятся прямым образам характеризующие прочность грунтов.

Главные из них:

-показатели прочности и деформируемости грунтов и горных пород,

-показатели вязкости и пластичности,

-коэффициент фильтрации,

-плотность грунта.

Эти показатели необходимо определять с сохранением природного состояния породы,т.е. в образцах ненарушенной структуры. Показатели 2 класса дают лишь общую характеристику породы по ее составу и состоянию. Характеристики 2 класса, как правило, определяются на образцах грунта с нарушенной структурой и непосредственно в расчетах не используются.

Показатели состава:

-петрографического,минералогического,химического,гранулометрического;

-плотность частиц грунта;

-показатели пластичности породы-предел текучести,предел пластичности,число пластичности.

Показатели состояния:

-влажность породы;

-показатели плотности-пористость,коэф. пористости,плотность сухого грунта;

-показатель консистенции глинистых пород и др. 2.Гранулометрический состав грунтов. Методы определения. Назначение. Коэффициент неоднородности грунтов. Гранулометрический состав характеризует содержание в грунте частиц(фракций) определенных размеров, взятых по отношению к массе абсолютно сухой породы в процентах. Размер фракций, слагающих тот или иной грунт, выражают обычно в мм. Определение гранулометрического состава проводят в целях классификации грунтов по наименованию в соответствии с ГОСТ 25100-95 и прогнозирования их св-в. Методы подразделяют на прямые(ситовой,пипеточный и т.д.) и косвенные(визуальный и ареометрический).Прямые - позволяют непосредственно выделять необходимые фракции,опр.их массу и % содержание в грунте.Косвенные - основаны на изучении некоторых св-в исследуемых грунтов,по изменению которых можно судить о содержании в породе тех или иных фракций.

Ситовой - исп.для определения гранулометрич.состава песчано-гравелистых грунтов(более 0,1мм).Суть ситового метода состоит в разделении средней пробы на фракции с помощью набора сит с различным диаметром ячеек - 10-0,1мм.

Пипеточный - исп.главным образом для определения гранулометрического состава глинистых пород.Этим методом с достаточной точностью определяют содержание в породе фракций диаметром менее 0,1 мм.При наличии более крупных частиц применятся в комбинации с ситовым методом.Разделение грунта в этом методе основано на различной скорости выпадения частиц различного размера в осадок.

Формула стокса: V= gr²

r-радиус частиц грунта,см

ρ_s - плотности частиц = 2,65г\см³

ρ_w - плотсность жидкости = 1,0 г\см³

g- ускорение силы тяжести =981см\с²

ŋ - коэф.вязскости жидкости = 0,0114 пуаз.

Посредством отбора пробы из суспензии,приготовленной в мерной цилиндре 1000см³,через определенное промежутки времени,устанавливают содержание в грунте частиц определенного размера,а затем и фракций.

Ареометрический - используется для определения гранулометрического состава грунтов,содерж.фракции диаметром менее 0,25мм,и основан на измерении плотности суспензии в процессе ее отстаивания.Так,если во взмученную суспензию опустить ареометр,то в процессе отстаивания плотность ее будет изменяться и ареометр будет погружаться в суспензию.Через определенные отрезки времени снимаем отсчеты по глубине погружения ареометра и далее рассчитываем содержание каждой фракции,меньшей 0,25мм.

Метод Рудковского - дает приближенное представление о гранулометрическом составе и часто используется в полевых условиях.

В основе метода лежат:

-способность глинистых частиц набухать в воде

-различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их р-ра(на основе ф-лы Стокса).

При производстве массовых определений гранулометрического состава грунтов в полевых условиях часто выделяют только 3 осн.группы фракций:глинистую(по набуханию),песчаную(по скорости падения частиц в воде) и пылеватую(вычитая из 100% суммарное содержание глин.и песч.частиц в %)

Кривая гранулометрического состава используется для определения действующего диаметра частиц песчаного грунта d₁₀ и степени неоднородности гранулометрического состава грунта Cu:

Cu= ,где d₁₀ и d₆₀ - диаметры частиц,мм,менее которых в грунте содержится соответсвенно 10% и 60% (по массе) частиц.При Cu ≤3 пески считаются однородными,а Cu>3-неоднородными.

Классификация по % содержанию глинистых частиц:

-песчаные-до 3%

-супесчаные - 3-12%

-суглинистые - 12-18%

-тяжелые суглинистые - 18-25%

-глинистые - от 25%