54.Гранулометрический состав рыхлых пород.

Рыхлые осадочные горные породы (грунты) состоят из отдельных составных частей различной величины, формы и вещественного состава. Размер составных частей изменяется от нескольких метров до тысячных долей миллиметра.

Под гранулометрическим , или механическим составом грунта понимается относительное содержание в нем (по весу) частиц различной величины. Гранулометрический состав является одним из важных факторов, определяющих физические свойства грунта. От него зависят такие важные характеристики свойств и состояния грунта, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, усадка, разбухание, высота капиллярного поднятия, водопроницаемость и др.

Изменение гранулометрического состава грунтов вызывает и изменение их свойств. Например, с уменьшением размера частиц уменьшается водопроницаемость грунтов: если галечники обладают большой водопроницаемостью, то у песков она уже значительно ниже, а у глин водопроницаемость практически равна нулю.

Для определения гранулометрического состава пород выполняется так называемый гранулометрический, или механический, анализ. Гранулометрический анализ состоит в расчленении грунта на группы с близкими по величине частицами - так называемые фракции. Размер частиц обычно определяют по диаметру и выражают в миллиметрах.

Коэффициент неоднородности определяют по формуле

К_60/10=d₆₀/d₁₀

где d 60 — диаметр частиц в мм; суммарное содержание частиц, имеющих меньшие диаметры, составляет в данном грунте 60 % (повесу);

d 10 — диаметр частиц в мм; суммарное содержание частиц, имеющих меньшие диаметры, составляет в данном грунте 10 % (повесу).

Пески с К_60/10, а также мелкие пески с содержанием по весу 90 % и более частиц размером 0,10 — 0,25 мм следует считать одноразмерными.

55. Методы определения гранулометрического состава пород.

В настоящее время разработано много способов гранулометрического анализа грунтов. Эти способы можно объединить в следующие группы:

1. Глазомерный, или визуальный, способ, заключающийся в сравнении на глаз или с помощью лупы изучаемого грунта с эталонами, механический состав которых известен. Визуальный метод имеет несколько вариантов.

2. Полевые способы Филатова и Рутковского. Способ Филатова (1936) заключается в оценке гранулометрического состава грунта по числу набухания и механическому числу, определяемым в специальной воронке и трубке

3. Ситовой способ - рассеивание грунта на ситах.

4. Гидравлические способы, основанные на различии в скорости падения в воде частиц разной крупности. Среди способов этой группы различают:

а) методы отмачивания в спокойной воде — Сабанина, Аттерберга, Вильямса

б) методы разделения током воды, например способ Шене (Каменский, 1943; Охотин)

5. Непрерывные способы анализа, среди которых можно выделить:

а) способы, основанные на последовательном взятии проб из приготовленных суспензий; сюда относится, например, описываемый ниже пипеточный анализ;

б) способы, заключающиеся в непосредственном взвешивании осадков, последовательно выпадающих из суспензии при ее отстаивании; примером их может служить способ Свен-Одена (Каменский, 1943);

в) способы, основанные на учете изменения плотности или гидростатического давления суспензии; в числе их могут быть названы описываемый ниже ареометрический анализ и метод Вигнера (Охотин, 1940).

6. Центрифугирование. Этот способ гранулометрического анализа основан на разной скорости осаждения частичек грунта разной крупности центробежной силой, развивающейся при вращении центрифуги (Файнциммер, 1940).