Порядок выполнения работы

Для установления классификационных признаков грунтов определяют их основные физические свойства, а затем с использованием данных ГОСТ 25100-95 причисляют грунт к той или иной категории.

Рассмотрим это на конкретных примерах.

Пример 5.1. По приведенным ниже показателям физико-механических свойств определите классификационные характеристики грунта и дайте его наименование по ГОСТ 25100-95. Петрографический тип - брекчия. Плотность 2,24 г/см³, а после выветривания - 1,93 г/см³. Временное сопротивление одноосному сжатию в воздушно-сухом состоянии 34,1 МПа, а в водонасыщенном состоянии - 16,4 МПа.

Порядок выполнения. По происхождению брекчия относится к осадочным сцементированным горным породам. Анализируя показатели физико-механических свойств, отмечают, что прочность брекчии при сжатии в водонасыщенном состоянии равна 16,4 МПа, следовательно, грунт относится к скальному типу, средней прочности. Вычисляют коэффициент размягчения в воде =16,4/43,1=0,48 и степень выветрелости =1,93/2,24=0,86. Используя все классификационные показатели дают наименование грунту - скальный, средней прочности, размягчаемый, осадочного происхождения.

Задание 5.1. По приведенным ниже показателям физико-механических свойств определите классификационные характеристики грунта и дайте его наименование по ГОСТ 25100-95.

Наименование показателей	Варианты
	1	2	3
Петрографический тип	Гнейс	Доломит	Диабаз
Плотность грунта, г/см3	2,73	2,36	2,91
Плотность грунта после выветривания, г/см3	2,51	1,75	2,91
Временное сопротивление одноосному сжатию в воздушно-сухом состоянии, МПа	111,6	20,1	146,0
Временное сопротивление одноосному сжатию в водонасыщенном состоянии, МПа	90,4	7,2	134,3

Пример 5.1. По приведенным ниже результатам определения зернового состава и физических свойств несвязного грунта вычислите его производные и классификационные характеристики, и дайте его наименование по ГОСТ 25100-95. Зерновой состав частиц, % по массе: >200 мм - 4 %; 100-200 мм - 0 %; 60-100 мм - 0 %; 40-60 мм - 5 %; 20-40 мм - 9 %; 10-20 мм - 28 %; 5-10 мм - 33 %; 2-5 мм - 1 5 %; <2 мм - 6 %. Полный остаток на сите с диаметром отверстий 2 мм после испытания на истираемость - 68 %. Степень окатанности - ОК(окатанные частицы). Природная влажность 0,18. Плотность частиц грунта 2,68 г/см³. Плотность грунта в состоянии природной влажности 1,86 г/см³.

Порядок выполнения. Для установления наименования грунта по зерновому (гранулометрическому) составу последовательно определяют суммарное содержание частиц, в %, начиная с наиболее крупных фракций, и сравнивают эти значения с данными таблицы 5.10. Крупнее 200 мм - 4 %, или менее 50 %, значит грунт не валунный; крупнее 10 мм - (4+5+9+28)=46%, или менее 50 %, значит грунт не галечниковый; крупнее 2 мм - (46+33+15)=94 %, или более 50 %, следовательно, грунт гравийный (с учетом преобладания окатанных частиц). Для построения интегральной кривой зернового состава вычисляют суммарное содержание частиц, в %, начиная с самых мелких фракций.

Диаметры частиц d, мм	<2	<5	<10	<20	<40	<60	<100	<200
Суммарное содержание частиц А, %	6	21	54	82	91	96	96	96

По этим данным строят кривую (рис. 5.1 а), откладывая по оси абсцисс диаметры частиц, а по оси ординат суммарное содержание частиц, в %, менее данного диаметра. С целью сокращения горизонтального размера графика, особенно при наличии в грунте частиц, отличающихся по размеру на несколько порядков, по оси абсцисс откладывают не диаметры, а их логарифмы (рис. 5.1 в).

Рис.5.1. Интегральная кривая зернового состава:

а) - в обычном масштабе; в) - в полулогарифмическом масштабе

Эффективные диаметры d₁₀ и d₆₀ находят графически, проводя горизонтальные прямые через точки на оси ординат, соответствующие 10 и 60% суммарного содержания частиц. до пересечения с интегральной кривой, и опуская перпендикуляр из точек пересечения на ось абсцисс. По графику определяют d₁₀ ~ 3,3 мм, d₆₀ ~ 11,5 мм. Затем вычисляют степень неоднородности грунта с_и= d₆₀/ d₁₀ =11,/3,3=3,5.

Коэффициент выветрелости определяют из выражения = (К₁-К₀)/К₁, где К₀ - отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм до испытания на истираемость, и равно отношению процентного содержания этих частиц, т.е. К₀ = 6/94 = 0,06. По условию задачи, после испытания на истираемость на сите 2 мм осталось 68 %, следовательно, менее 2 мм оказалось 32 %. Таким образом К₁ = 32/68 = 0,47 и = (0,47 – 0,06)/0,47 = 0,87. Производные характеристики вычисляют по формулам _dW) = 1,86/(1+0,18) = 1,58; e=(_s-_d)/_d= (2,68–1,58)/1,58 = 0,7; n = e/(1 + e) = 0,41; S_r=W_s/(e_w)= 0,18 ^. 2,68/(0,7 ^. 1)= 0,69. В соответствии с классификационными признаками данный грунт относится к крупнообломочному, гравийному, неоднородному, сильновыветрелому и влажному.

Задание 5.2. По приведенным ниже результатам определения зернового состава и физических свойств несвязного грунта вычислите его производные и классификационные характеристики. Дайте наименование грунта по ГОСТ 25100-95.

Наименование показателей	Варианты
	1	2	3
Зерновой состав частиц, % по массе: >200 мм 100-200 мм 60-100 мм 40-60 мм 20-40 мм 10-20 мм 5-10 мм 2-5 мм <2 мм	2 4 2 3 6 14 28 17 24	62 17 3 1 3 2 3 3 6	4 4 6 5 11 43 19 4 4
Полный остаток на сите с диаметром отверстий 2 мм после испытания на истираемость	54	82	88
Степень окатанности частиц	неокатанные	окатанные	неокатанные
Природная влажность	0,06	0,12	0,08
Плотность частиц грунта, г/см3.	2,66	2,67	2,69
Плотность грунта в состоянии природной влажности, г/см3.	1,78	1,92	1,81

Пример 5.3. По результатам лабораторных исследований, приведенных ниже, определите наименование связного грунта. Естественная влажность - 0,13; плотность частиц грунта - 2,72 г/см³; плотность грунта - 1,85 г/см³; влажность на границе текучести - 0,32; влажность на границе пластичности - 0,19.

Порядок выполнения. Необходимо вычислить число пластичности, коэффициенты пористости грунта на границе текучести, степень влажности, и полученные результаты сопоставить с данными ГОСТ 25100-95 для связных грунтов. Выполняем необходимые вычисления по соответствующим формулам. Число пластичности I_p= W_L - W_P = (0,32 - 0,19)100 = 13. Показатель текучести I_L = (W-W_P)/I_P 0,13-0,19)/0,13 = - 0,46. Плотность сухого грунта_dW) = 1,85/(1+0,13) = 1,64; Степень пористости e = (_s-_d)/_d = (2,72–1,64)/1,64 = 0,66. Коэффициент водонасыщения S_r=W_s/(e_w) = 0,13 ^. 2,72/(0,66 ^. 1) = 0,54. По полученным данным делают заключение, что связный грунт относится к твердым суглинкам со средней степенью водонасыщения, не подвергающийся морозному пучению.

Задание 5.3. По приведенным ниже результатам определите классификационные характеристики связного грунта. Дайте наименование грунта по ГОСТ 25100-95.

Наименование показателей	Варианты
	1	2	3
Естественная влажность	0,16	0,09	0,12
Плотность частиц грунта, г/см3	2,74	2,70	2,73
Плотность грунта, г/см3	1,90	1,86	1,91
Влажность на границе текучести	0,44	0,21	0,41
Влажность на границе пластичности	0,23	0,15	0,25