+3 8(066) 185-39-18
fjustify;">(в долях одиниці)(1.3)
або
(%% );(1.4)
б) похідні фізичні характеристики (це такі, які вираховуються з основних фізичних характеристик):
1. щільність грунту в сухому стані:
(г/см3);(1.5)
2. коефіцієнт пористості:
(1.6)
3. ступінь вологості:
(1.7)
де - природна вологість грунту, д.о.;
е – коефіцієнт пористості;
- щільність часток грунту, г/см3;
r w- щільність води, що дорівнює 1 г/см3.
1.5. Класифікаційні характеристики грунтів
Для загальної класифікації дисперсних грунтів використовують кілька груп характеристик: фізичні (основні і похідні) та класифікаційні.
Класифікаційними характеристиками є гранулометричний склад для великоуламкових і піщаних грунтів та число пластичності, показник текучості і зерновий склад для глинистих грунтів.
Гранулометричним (зерновим) складом грунту називається кількісне співвідношення часток різної крупності, визначених у процентах. Для визначення зернового складу роблять аналіз на стандартних ситах. За зерновим складом можна визначити різновид грунту, а також побудувати сумарну криву зернового складу (рис. 1.4), з допомогою якого визначають ступінь неоднорідності грунту за формулою:
(1.8)
де d60, d10 - діаметри часток, мм, менше яких у грунті міститься відповідно 60 та 10% (за масою) часток.
Рис. 1.4
Пластичністю називається здатність грунту деформуватися під зовнішнім впливом без порушення суцільності і зберігати свою форму після зняття впливу. Пластичність характеризується числом пластичності Iр, визначення якого зводиться до знаходження меж текучості і розкочування:
(1.9)
де WL - вологість грунту на межі текучості,
Wp- вологість грунту на межі розкочування.
Межа текучості визначається вологістю грунту в момент переходу його з пластичного стану в текучий. Межа розкочування визначається вологістю грунту в момент переходу його з пластичного стану в твердий.
Характерні межі пластичності встановлюються з допомогою відповідних приладів і прийомів в лабораторних умовах.
Різновиди глинистих грунтів також підрозділяються за показником текучості IL :
(1.10)
де W - вологість грунту у природному стані.
1.6. Класифікація грунтів
Державним стандартом України (ДСТУ БВ.2.1-2-96 Грунти. Класифікація) установлена єдина класифікація грунтів, що є обов’язковою до застосування під час виконання інженерно-геологічних вишукувань, а також при проектуванні та будівництві будівель і споруд.
Класифікація грунтів включає такі таксономічні одиниці, що виділяються за групами ознак:
- клас - за загальним характером структурних зв’язків;
- група - за характером структурних зв’язків (з урахуванням їх міцності);
- підгрупа - за походженням та умовами утворення;
- тип - за речовим складом;
- вид - за найменуванням грунтів (з урахуванням розмірів часток та показників властивостей);
- різновиди - за кількісними показниками речовинного складу, властивостей та структури грунтів.
За класом грунти бувають: скельні, напівскельні, дисперсні.
Грунт скельний – грунт, що складається з кристалічних мінералів (одного чи декількох), які мають жорсткі структурні зв’язки кристалізаційного типу.
Грунт напівскельний – грунт, що складається з одного чи декількох мінералів, які мають жорсткі структурні зв’язки цементаційного типу.
Умовна границя між скельними та напівскельними грунтами приймається по міцності на одноосьовий стиск ( - скельні грунти, - напівскельні грунти).
Грунт дисперсний – грунт, що складається з окремих мінеральних часток (зернин) різного розміру, слабопов’язаних один з одним і який утворюється в результаті вивітрення скельних грунтів з наступним транспортуванням продуктів вивітрювання водним чи еоловим шляхом та їх відкладанням.
Дисперсні грунти бувають:
- великоуламкові;
- піщані;
- глинисті;
- мули;
- сапропелі;
- заторфовані грунти.
Грунт великоуламковий – незв’язний мінеральний грунт, в якому маса часток розміром понад 2 мм складає більше 50%.
Грунт піщаний – незв’язний мінеральний грунт, в якому маса часток розміром менших за 2 мм складає більше 50%.
Грунт глинистий - зв’язний мінеральний грунт, що має число пластичності Ір³1.
Мул - водонасичений сучасний осад переважно морських акваторій, що містить органічну речовину у вигляді рослинних залишків та гумусу. Звичайно верхні шари мулу мають коефіцієнт пористості е³0.9, показник текучості ІL >1.
Сапропель - прісноводний мул, що утворюється на дні водоймищ з продуктів розкладу рослинних та тваринних організмів і містить більше 10% (за масою) органічної речовини у вигляді гумусу та рослинних залишків.
Грунт заторфований - пісок та глинистий грунт, що містить від 10 до 50% (за масою) торфу.
У зв’язку з обмеженістю курсу зупинимося більш детально на аналізі різновидів піщаних і глинистих грунтів.
Різновиди піщаних грунтів виділяються за:
- гранулометричним складом;
- ступенем неоднорідності гранулометричного складу;
- коефіцієнтом водонасичення;
- коефіцієнтом пористості;
- ступенем щільності.
За гранулометричним складом піщані грунти підрозділяються згідно таблиці 1.1:
Таблиця 1.1 – Різновиди піщаних грунтів.
Пісок : мм %
- гравіюватий
- крупний
- середньої крупності
- дрібний
- пилуватий
>2
>0.50
>0.25
>0.10
>0.10
>25
>50
>50
75
<75
За ступенем неоднорідності гранулометричного складу Сu піщані грунти підрозділяються на :
- однорідні, Сu 3;
- неоднорідні, Сu>3.
За коефіцієнтом водонасичення піщані грунти підрозділяються згідно таблиці 1.2:
Таблиця 1.2 – Різновиди піщаних грунтів
Різновид грунтів Коефіцієнт водонасичення Sr, д.о.
Малого ступеня водонасичення0-0.50
Середнього ступеня водонасичення0.50-0.80
Насичені водою0.80-1.00
За коефіцієнтом пористості піщані грунти підрозділяються згідно таблиці 1.3:
Таблиця 1.3 – Різновиди піщаних грунтів
Різновид пісків Коефіцієнт пористості , е
Піски гравіюваті,Крупні та середньої крупності Піскі дрібні Піски пилуваті
Щільний<0.55<0.60<0.60
Середньої щільності0.55-0.700.60-0.750.60-0.80
Пухкий>0.70>0.75>0.80
За ступенем щільності ІД піщані грунти підрозділяються згідно таблиці 1.4:
Таблиця 1.4 – Різновиди піщаних грунтів
Різновид пісків Ступінь щільності Ід, д.о.
Слабоущільнений0-0.33
Середньоущільнений0.33-0.66
Сильноущільнений0.66-1.00
Ступінь щільності піщаних грунтів Ід визначається за формулою:
(1.11)
де е – коефіцієнт пористості при природному чи штучному складанні;
еmах – коефіцієнт пористості у гранично-щільному складанні;
еmin – коефіцієнт пористості у гранично-пухкому складанні.
Різновиди глинистих грунтів розділяються за числом пластичночті та гранулометричним складом згідно таблиці 1.5:
Таблиця 1.5 – Різновиди глинистих грунтів
Різновид глинистих грунтівЧисло платичності, ІрВміст піщаних часток (2-0.5 мм), %
за масою
Супісок: піщаний пилуватий
1-7
1-7
50
<50
Суглинок: легкий піщаний легкий пилуватий важкий піщаний важкий пилуватий
7-12
7-12
12-17
12-17
40
<40
40
<40
Глина:
легка піщаниста легка пилувата важка
17-27
17-27
>27
40
<40
не регламентується
За показником текучості Іl глинисті грунти підрозділяються згідно таблиці 1.6:
Таблиця 1.6 – Різновиди глинистих грунтів
Різновид грунтів Показник текучості, Іl
Супісок: твердий пластичний
текучий
<0
0-1
>1
Суглинки та глини:
тверді напівтверді тугопластичні м’якопластичні текучопластичні текучі
<0
0-0.25
0.25-0.50
0.50-0.75
0.75-1.00
>1.00
За відносною деформацією набухання без навантаженняглинисті грунти підрозділяються за таблицею
1.7:
Таблиця 1.7 – Різновиди глинистих грунтів
Різновид грунтів
Відносна деформація набухання без навантаження , д.о.
Ненабухаючий<0.04
Слабонабухаючий0.04-0.08
Середньонабухаючий0.0-0.12
Сильнонабухаючий>0.12
Коефіцієнт відносного набухання визначається за формулою:
(1.12)
де hsat – висота зразка грунту після його вільного набухання;
hп – початкова висота зразка грунту в природній вологості.
За відносною деформацією просідання глинисті грунти підрозділяються згідно таблиці 1.8:
Таблиця 1.8 – Різновиди глинистих грунтів
Різновид грунтів Відносна деформація просідання
Непросідаючий<0.01
Просідаючий0.01
Відносне просідання визначається за формулою:
(1.13)
де hnp, hsat – висота зразка грунту відповідно природної вологості та після його водонасичення;
hng – висота зразка грунту природної вологості під дією тиску від власної ваги грунту.
Питання для самоконтролю
1. Як діляться гірські породи за походженням?
2. Назвіть основні складові елементи грунту?
3. Чим характеризується будова грунту?
4. Які є структурні зв’язки грунту7