Воздух и органические вещества в грунте.

Воздух в грунте может быть в 3х состояниях:

• Защемленный (отдельные пузыри);
• Свободный (сообщается с атмосферой);
• Растворенный в воде.

Воздух в глинистых грунтах при прочих равных условиях может придавать грунту упругость и увеличивать подвижность.

Органические вещества в грунте – продукты разложения растительных остатков, которые придают грунту более темную окраску или встречаются в виде илистых включений. Они характерны для почв, илов, сапропелей(пресноводные илы), торфов.

В зависимости от содержания органических в-в для глинистых грунтов установлена след.классификация:

• Сильнозаторфованные 40..50;
• Среднезаторфованные 25..40;
• Слабозаторфованные 10..25;
• С примесью 5..10.

Пески рассматриваются как грунты с органическими примесями 3-10%

Торфами называются грунты с содержанием «органики» более 50%. Их вообще нельзя использовать в качестве оснований даже для временных сооружений. Они должны полностью удаляться или прорезаться сваями.

Органические вещества придают грунту неблагоприятные строительные качества: увеличенную сжимаемость, набухаемость, способность удерживать влагу.

 

Понятие о структуре и текстуре грунта.

Структура - размер, форма и количественные соотношения слагающих породу частиц.

При формировании естественной структуры грунта каждая частица находится под действием гравитационных сил и сил их взаимодействия.

Чем больше размер частицы, тем больше гравитационная сила. Поэтому частицы большего диаметра формируют зернистые структуры со сравнительно плотной упаковкой зерен.

Мелкие частицы образуют агрегатные структуры, которые в основном определяются силой сцепления между частицами.

 

Текстура грунта зависит от условий его формирования, его геологической истории, в ходе которой грунт претерпел различные преобразования (перекрытие отложениями, смыв, нагружение ледниками), т. е. уплотнение и разуплотнение.

а) «карточный домик»

 

б) «книжный домик»

в) «стопочная структура»

Физические свойства грунтов. Их характеристики.

Физические свойства грунта отражают его состав, состояние, соотношение составных частей. В основном это плотность, влажность, пористость, консистенция.

m₁ – масса твердых частиц грунта

V₁ – объем твердых частиц грунта

m₂ – масса воды в порах (массу воздуха не учитываем)

V₂ – объем пустот (заполненных водой и воздухом)

1. Плотность грунта ненарушенной (естественной) структуры

r = Масса:Объем = (m1+m2)/(V1+V2) (т/м³)

2. Удельный вес грунта

g=r·q (кН/м³)

[15…22 кН/м³]

3. Удельный вес твердых частиц грунта - отношение веса частиц грунта к объему, который они занимают

g_s=r_s·q (кН/м³)

[25…28 кН/м³]

4. Весовая влажность грунта W – отношение веса влаги, содержащейся в порах грунта, к весу твердых частиц (скелета грунта), выраженное в % (долях единицы)

W= mв/m1=g-g_d/g_d

5. Плотность сухого грунта

r_d = масса минеральных частиц: объем грунта=m1/(V1+V2) (т/м³)

W=(p-pd)/pd, pd=p/(1+w)

6. Удельный вес сухого грунта

g_d=r_d·q (кН/м³)

[10…19 кН/м³]

7. Пористость грунта – отношение объема пор к полному объему грунта, выраж в % (долях единицы). Она оценивается коэф пористости

П = V2/(V1+V2)=1-g_d/g_s

8. Коэффициент пористости грунта

e = V2/V1=П/1-П=g_s- g_d/ g_d (0,5…12)

Коэффициент водонасыщения

Sr=природная влажность: влажность при полном заполнении пор водой=w/w sat (полная влагоемкость)

Sr = w*ps/e*pв (рв – плотность воды)

Взвешивающее действие воды

g sb = (g_s - g_w)(1+e)

Для песчаных грунтов с точки зрения их работы под фундаментом самым важным фактором является крупность частиц и коэффициент пористости. Для глинистых – существенно влияние воды (сухая глина - почти скальных грунт, водонасыщенная - текучий грунт).

 

 

Пределы Аттерберга.

 

Пылевато-глинистые грунты могут менять консистенцию от твердой до текучей.

Для определения пластических свойств глинистых грунтов точных методов нет. В большинстве стран используют пределы Аттерберга (нулевая влажность -> предел раскатывания - > предел текучести).

Если предел А большой – грунт пластичный (т.е частицы грунта мелкие). Если частицы крупные предел А меньше.

Для определения консистенции грунта находят характерные влажности:

Wp – влажность на границе раскатывания – это влажность, при которой шнур из глинистого грунта диаметром 3 мм начинает крошиться.

WL – влажность на границе текучести, при которой грунт переходит в текучее состояние. Она определяется погружением стандартного конуса на глубину 10 мм за 5 секунд.

Величины Wp и WL наз соответственно нижним и верхним пределами пластичности.

Число пластичности Ip — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp. Используется как классификационный показатель, характеризующий вид глинистого грунта: если Ip=1…7 этот грунт супесь, 7-17 суглинок, >17 глина.

Сравнение естественной влажности грунта с влажностью на границе раскатывания (пластичности) и текучести позволяет устанавливать его состояние по показателю текучести (консистенции):

IL=(W-Wp)/Ip. W – природная влажность.

Для глин и суглинков: IL= 0< твердый; 0-0.25 полутвердый; 0.25-0.5 тугопластичный; 0.5-0.75 мягкопластичный; 0.75 -1 текучепластичный; >1 текучий.

0-0.5 надежные основания

0.5-0.75 необходимо использовать специальные методы строительства

0.75-1 практически нельзя использовать без укрепления