Разновидность песков по гранулометрическому составу

Разновидность песков	Размер зерен, частиц d,мм	Содержание зерен, частиц, % по массе
Гравелистый	Крупнее 2,0	> 25
Крупный	Крупнее 0,5	>50
Средней крупности	Крупнее 0,25	>50
Мелкий	Крупнее 0,1	≥75
Пылеватый	Крупнее 0,1	<75

 

1.2.Разновидность песков по коэффициенту пористости e

Пористостью грунта n называется отношение объема, занятого порами, ко всему объему грунта.

(2)

где – объем твердых частиц в единице объема грунта;

– объем пор в единице объема грунта.

Например, если объем пор в 1 грунта равен 0,6 , а объем скелета (твердых частиц) 0,4 , то пористость составит

Пористость грунтов зависит от степени их дисперсности и условий формирования грунта. Для одного и того же грунта пористость не является величиной постоянной, а зависит от взаимного расположения в нем твердых частиц и микроагрегатов и уменьшается при увеличении давления на грунт.

В инженерных расчетах вместо пористости грунтов часто используют коэффициент пористости e,представляющий собой отношение объема пор к объему твердых частиц , т.е.

или

(4´)

где –плотность частиц грунта, г/см³;

ρ – плотность грунта, г/см³;

- плотность сухого грунта, г/см³;

w – влажность грунта, д.е.

Для вычисления коэффициента пористости песка необходимо знать плотность грунта ρ, частицгрунта и его влажность w.

Плотность грунта естественной (ненарушенной) структуры ρ – это отношение массы образца грунта, включая массу воды (массой воздуха пренебрегают), к занимаемому этим грунтом объему:

 

(5)

 

где - масса твердых частиц;

- масса воды, заполняющей поры;

- объем твердых частиц;

- объем пор.

Плотность твердых частиц грунта – это отношение массы твердых частиц к занимаемому ими объему:

 

(6)

 

Влажность грунта w определяется отношением массы воды, содержащейся в грунте , к массе твердых частиц :

 

(7)

 

Выражается влажность в долях единицы или в процентах.

Влажность грунта рассчитывается по экспериментальным данным.

Взвешиванием определяют массу грунта в естественном состоянии , затем высушивают грунт при температуре t=(105±2)°C до постоянной массы, равной массе твердых частиц (массе сухого грунта) - . Разница соответствует массе испарившейся воды .

Плотность сухого грунта (скелета) – это отношение массы сухого грунта (скелета) к объему образца грунта ненарушенной структуры в естественном состоянии:

 

(8)

Плотность сухого грунта можно определить из условия

 

(9)

Отсюда

(10)

 

В практике строительного дела при расчетах напряжений в грунтовой толще и решении других задач, связанных с проектированием оснований и фундаментов, от плотности переходят к удельному весу.

Удельный вес грунта

 

где – плотность грунта, г/см³.

g – ускорение свободного падения, равное 9,81 м/с² (для технических

расчетов принимают g= 10 м/с²).

По аналогии удельный вес частиц грунта , кН/м³, определяют так:

,

 

где – плотность частиц грунта, г/см³

Удельный вес частиц грунта изменяется в незначительных пределах от 24,5 до 27,5 кН/м³ и в среднем равен для песков 26,5 и для глин 27,0 кН/м³.

Удельный вес сухого грунта (скелета) вычисляют по формуле

 

,

 

где – плотность сухого грунта, г/см³.

Коэффициент пористости песков характеризует плотность их природного сложения и используется при строительной классификации грунтов.

Разновидность песков по коэффициенту пористости е по ГОСТ 25100-95 представлена в табл.2

Таблица 2

Разновидность песков по коэффициенту пористости

 

Разновидность песков	Коэффициент пористости е
Пески гравелистые, крупные и средней крупности	Пески мелкие	Пески пылеватые
Плотные	e<0,55	e<0,60	e<0,60
Средней плотности	0,55≤е≤0,70	0,60≤е≤0,75	0,60≤е≤0,80
Рыхлые	е>0,70	е>0,75	е>0,80

 

Разновидность песков

по коэффициенту водонасыщения

Коэффициентом водонасыщения , д.е., называется отношение влажности грунта wк его полной влагоемкости , соответствующей полному заполнению пор водой, т.е.

 

(11)

 

При полном заполнении пор водой влажность будет равна отношению массы воды в объеме пор к массе твердых частиц

Отсюда полная влагоемкость:

или (12)

 

где – плотность воды, г/см³.

Учитывая формулу (12), формула (11) примет вид

 

(13)

или

(13´)

 

Коэффициент водонасыщения может изменятся от 0 в случае абсолютно сухого грунта до 1 при полном водонасыщении грунта. Свойства грунта в значительной степени зависят от коэффициента водонасыщения, который используется при строительной классификации песков.

Разновидность песков по коэффициенту водонасыщения устанавливают по ГОСТ 25100-95 согласно табл.3.

Таблица 3