Определение весовой влажности грунтов

Влажность бывает весовая и объемная. Полная и природная.

весовую влажность грунта W наз влажностью, равную отношению массы содержащейся в нем воды к массе твердых частиц.

Выделим из грунта образец объемом V= 1 см³ и мысленно разделим его на две части: занятую твердыми частицами объемом V ₁ и занятую порами, расположенными между этими частицами, объемом V ₂. (рис. 1.). Пространство, занятое порами, можно разделить в общем случае на две части, одна из которых занята водой, а другая — воздухом. Пусть масса твердых частиц в объеме V будет g ₁, a масса воды g ₂. Масса воздуха не оказывает влияния на результаты расчетов. В соответствии с определениями

W = g_w / g_s

Рис. 1., Схема составных частей (компонентов) образца грунта

Влажность грунта устанавливают взвешиванием образца естественной влажности перед высушиванием и после высушивания до постоянной массы при температуре 105⁰ С (метод сушки проб)

 Весовые влажности, соответствующие переходу грунта из одного состояния в другое, называются пределами пластичности.

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УДЕЛЬНОГО ВЕСА ЧАСТИЦ ГРУНТОВ

Удельный вес используется при оценке расчетного сопротивления грунтов основания, природ. напряж-го состояния грунтов, устойчивости откосов, давления грунтов на огражд. конструкции, устойчивости фундаментов.

Удельный вес частиц γ _s, можно получить, умножив плотность частиц на ускорение свободного падения.

γ_s – отношение веса грунта, включающего вес воды в порах, к занимаемому этим грунтом объему, вкл поры

 γ_s=25-28 кН/м³.

Пикнометр;

Q – масса частиц высушенного грунта и пикнометра. Сосуд заполняется водой на 1/2 или 2/3 ставят на плитку, доводят до кипения, выдерживают 20-30мин., доливают воду до ризки и взвешивают (Q₁ –вода, грунт влажный и пикнометр). Содержимое выливают, промывают, и сосуд заливают водой (Q₂ – пикнометр и вода).

γ_s=Q_г/V_тв= (Q_г /V=Q₂-Q₁+Q)* γ _w;

Q₁=ПГвлВ_доп.; Q₂=ПВ_полн.;

V_гр= m_воды/ γ _w (γ _w = 10кН/м³)

γ = (q₁+q₂)/(V₁+V₂)

w = q₂/q₁

γ_s = q₁/V₁

Удельный вес сухого грунта γ_d – отношение массы тв. частицы к общему объему образца ненарушенной структуры. Чем больше γ _d, тем ниже пористость грунта.

γ _d = γ /(1+ w)=16-22 кН/м³

Весовые характеристики грунта (γ, γ_s,γ_d).

удельный вес с учетом взвешивающего действия воды.

γ_sB=(γ_s- γ _w)(1-n) =γ_s- γ _w /1+e=9-11 кН/м³

e-коэф.пористости

 

ОПТИМАЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ

При отсыпке земляного полотна дорог, устройстве искусственно улучшенных оснований, возведении насыпей при планировке территорий приходится уплотнять грунты катками или другими способами. При этом повышается прочность, жесткость грунта, понижается его водопроницаемость и капиллярность. Максимальная степень уплотнения необходима в верхних слоях насыпи, в которых возникают наибольшие напряжения от внешних нагрузок. Эффект уплотнения оценивается величиной достигнутой плотности скелета грунта.

Влажность, при которой достигается наибольшая плотность скелета грунта Pdmax при стандартном уплотнении с наименьшими затратами, называется оптимальной W_Опт.

При оптимальной влажности грунт разрыхляется, не налипает на рабочие органы машин и может быть уплотнен до мах плотности.

В лабораторных условиях W_ОIП и Pd,.. определяют, используя прибор, метод которого заключается в последовательном уплотнении в одинаковых условиях проб одного и того же грунта при последовательном увеличении его влажности. Грунт насыпают в стакан прибора слоями примерно 0,3 высоты емкости и уплотняют каждый слой ударами груза массой 2,5 кг, падающего с высоты 30 см. После уплотнения в каждом опыте определяют влажность w,. и плотность Ра. И строят график зависимости Pd=.f{ W).

Рис.1 Зависимость плотности (объемной массы) скелета грунта р _d от его влажности после стандартного уплотнения

Наибольшее значение p_d, достигнутое в приборе стандартного уплотнения при оптимальной влажности, называется оптимальной плотностью скелета грунт a p_d. _op t.