Назвати основні фізичні характеристики ґрунтів основи, методи їх визначення і застосування при проектуванні

Основні характеристики ґрунту:

ЩІЛЬНІСТЬ ГРУНТУ - r ( г/см³ ) - маса одиниці об’єму ґрунту:

ЩІЛЬНІСТЬ ЧАСТИНОК ГРУНТУ - r_S (г/см ³) - маса одиниці об’єму твердих частинок ґрунту:

Щільність ґрунту визначають за допомогою пікнометра та методом ріжучого кільця.

Визначення щільності за доп.пікнометра:

1. Пікнометр наповнюють на 1/3 обсягу дистильованою водою та зважують з точністю до 0,02г. (m₁).

2. Через лійку насипають в пікнометр пробу висушеного та розтертого в порошок ґрунту, після чого знову зважують (m₂).

3. Пікнометр з водою і ґрунтом збовтують та кип’ятять на піщаній бані для вилучення повітря із пор (піски та супісі протягом 0,5 години, а суглинки та глини - 1 годину).

4. Пікнометр охолоджують до 20ºС, доливають до краю дистильовану воду, закривають пробкою з капілярним отвором. Вилучивши зайву воду, яка виходить через капіляр, перевіряють відсутність бульбашок повітря і після цього зважують пікнометр (m₃).

5. Виливають суміш з пікнометру, прополіскують його та наповняють знову до країв дистильованою водою тієї ж температури і зважують з точністю до 0,02 г. (m₄).

6. Результати зважування заносять до таблиці і визначають щільність частинок ґрунту r_S, враховуючи, що об’єм частинок ґрунту V_Sзнаходимо як об’єм води, яку витискує грунт за формулою:

Визначення щільності методом ріжучого кільця:

1. Рівняють верхню площину моноліту ґрунту і прикладають до неї ріжучий край кільця. Вдавлюють кільце у грунт без перекосів, після чого грунт підрізають на 8...10 мм нижче ріжучого краю кільця.

2. Відділяють кільце з ґрунтом від моноліту. Грунт, який виступає за край кільця, зрізують лабораторним ножем.

3. Зважують кільце з ґрунтом з точністю до 0,02 г. (m₁).

4. Зважують кільце без ґрунту (m₂). Результати зважування заносять у табл. і визначають щільність ґрунту

ВОЛОГІСТЬ ГРУНТУ - W - відношення маси води в ґрунті до маси твердих частин:

Вологість визначають методом висушування до постійної маси:

1. Відбирають у бюкс масою m₁ пробу ґрунту масою 15...20г і зважують з точністю до 0,02 г. (m₂).

2. Відкривають бюкс і разом з кришкою ставлять в нагріту сушильну шафу (піщані ґрунти на 3 години, усі інші на 5 годин). Температуру у шафі підтримують на рівні 105±2⁰ С.

3. Висушений грунт охолоджують у ексикаторі до температури приміщення і зважують, після чого продовжують висушування (піщані ґрунти протягом 1 години, усі інші - 2 години) та знову зважують (m₃).

4. Т.ч. ґрунти висушують до постійної маси - доки різниця маси ґрунту при двох послідовних зважуваннях буде не більшою 0,02г.

5. Результати зважування заносять у табл. і визначають вологість ґрунту W з точністю до 0,01 по формулі:

Для глинистих грунтів першорядне значення має діапазон вологості, у якому грунт буде пластичним, тобто здібним під дією зовнішніх сил формуватися без розриву суцільності i зберігати цю форму після знімання сил. Цей дiапазон характеризується числомпластичності Ір і дорівнює різниці між двома вологостями, характерними для глинистих грунтів: вологості на межі текучості W_L та вологості на межi розкочування (пластичностi) Wp.

Межа розкочування визначається вологістю грунту в момент переходу його з твердого стану до пластичного.

Межа текучості визначається вологістю грунту в момент переходу його з пластичного стану в текучий.

При розрахунках навантажень на споруди та напруг від дії власної ваги ґрунту використовують значення питомої ваги ґрунту g та питомої ваги частинок ґрунту g_S:

ПИТОМА ВАГА ГРУНТУ - g (кН/м³) - це вага одиниці об’єму ґрунту:

Для найбільше поширених ґрунтів питома вага складає:

для нескельних: 13...22 кН/м3;

для скельних: 18...30 кН/м3.

ПИТОМА ВАГА ЧАСТИНОК ГРУНТУ - g_S (кН/м³) - вага одиниці об’єму твердих частинок ґрунту:

Питома вага частинок ґрунту - це досить постійна властивість ґрунту, яка залежить від мінерального складу частинок та знаходиться в межах:

для пісків: 26,3...26,6 кН/м3;

для пилувато - глинистих ґрунтів: 26,6...27,4 кН/м3.

Похідні характеристики ґрунтів визначаються розрахунковим шляхом:

ЩІЛЬНІСТЬ СУХОГО ГРУНТУ (часто називають щільністю скелету ґрунту) - ρd ( г/см3 )- маса одиниці об’єму сухого ґрунту:

В практиці будівництва для оцінки ущільнення ґрунту використовується питома вага сухого ґрунту g_d - вага одиниці об’єму сухого ґрунту: g_d = ρ_d g. Вважається, що глинистий грунт добре ущільнений при g_d = 15,5…16 кН/м³, а піщаний – при g_d = 16,5 кН/м³.

КОЕФІЦІЄНТ ПОРИСТОСТІ ГРУНТУ – е - відношення об’єму пор у ґрунті до об’єму твердих частинок:

СТУПІНЬ ВОЛОГОСТІ ГРУНТУ (ступінь водонасиченості) - Sr - відношення об’єму води у порах ґрунту до об’єму пор:

Ця величина характеризує ступінь заповнення пор ґрунту рідиною і змінюється від 0 до 1.