Определение характеристик физических свойств грунта, получаемых расчетом

На основании полученных из опытов результатов плотности ρ и влажности W требуется рассчитать по формулам следующие характеристики физических свойств грунта.

1. Плотность сухого грунта (скелета грунта) ρ _d, представляющую собой массу минеральных частиц в единице объема грунта нарушенной или ненарушенной структуры и определяемую по формуле:

, г/см³; т/м³,

где W – влажность в долях единицы.

2. Удельный вес грунта γ – вес единицы объема грунта. Определяется по формуле

, кН/м³,

где g ≈ 10 м/с² – ускорение свободного падения.

3. Удельный вес твердых частиц грунта – вес единицы объема минеральных частиц

, кН/м³,

где ρ _s – плотность твердых частиц грунта.

Плотностью твердых частиц грунта называется масса единицы объема минеральных частиц в плотном теле, т.е. ρ _s представляет собой отношение массы минеральных частиц грунта только к их объему. Определяется опытным путем.

Для большинства грунтов ρ _s меняется в незначительных пределах – от 2, 20 до 2, 95 г/см³ и в среднем может быть принята равным для песчаных грунтов – 2, 65, для глинистых – 2, 70 г/см³.

4. Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) γ _d – вес минеральных частиц в единице объема грунта

, кН/м³.

5. Коэффициент пористости е – отношение объема пор к объему минеральных частиц в грунте, выраженное в долях единицы.

Определяется по одной из следующих формул:

6. Пористость грунта n – отношение объема пор к объему всего грунта, выраженное в % или долях единиц

или .

7. Степень влажности S_r (коэффициент водонасыщенности) – отношение природной влажности грунта к его полной влагоемкости, соответствующей полному заполнению пор грунта водой, т.е.

или

где ρ _w=1 г/см³, т/м³ – плотность воды, γ _w=10 кН/м³ – удельный вес воды.

По ГОСТ 25100-96 крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности подразделяются на:

· маловлажные при 0< S_r ≤ 0, 5;

· влажные – 0, 5< S_r ≤ 0, 8;

· насыщенные водой – 0, 8< S_r ≤ 1.

При неполном водонасыщении (S_r< 1) грунт представляет трехфазную систему: твердые минеральные частицы, вода и газы.

При полном водонасыщении (S_r=1) неуплотненные грунты, в большинстве случаев залегающие ниже уровня грунтовых вод (пески, супеси, слабые суглинки и глины, илы при наличии в порах свободной, гидравлически непрерывной воды), представляют двухфазную систему, называемую грунтовой массой.

8. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

или , кН/м³.

Примечание. Точность вычислений: n – 0, 1; ρ _d, S_r, γ _sb – 0, 01; е – 0, 001.