Задача 2. Физико-химические свойства грунтов

Пластичность грунтов – это способность грунтов деформироваться без разрыва сплошности. Пластичность зависит от гранулометрического и минерального состава грунтов, емкости катионного обмена, состава обменных катионов и содержания органического вещества.По данным верхнего и нижнего пределов пластичности и величине естественной влажности (таблица 2.4) рассчитать число пластичности и дать название грунту по показателю пластичности(таблица 2.5) и текучести(таблица 2.6).

Таблица 2.4. Данные для расчета характеристик пластичности грунтов

Вариант Естественная влажность, % Нижний предел пластичности Верхний предел пластичности

Пластичность характеризуется верхним пределом пластичности WL -влажностью, при превышении которой грунт начинает течь и нижним пределом пластичности WP -влажностью между полутвердым и пластичным состоянием. Разница значений верхнего и нижнего предела пластичности называется числом пластичности IР=WL -WP. По значению числа пластичности глинистые грунты подразделяются на супеси, суглинки и глины. Величины естественной влажности, нижнего предела пластичности и числа пластичности позволяют оценить консистенцию глинистого грунта по показателю текучести IT =(W- WP)/( IР).

Таблица 2.5. Подразделение глинистых грунтов по числу пластичности (ГОСТ 25100-95)

Разновидность глинистых грунтов Число пластичности
Супесь 1-7
Суглинок 7-17
Глина >17

Таблица 2.6. Подразделение глинистых грунтов по показателю текучести (ГОСТ 25100-95)

Разновидность глинистых грунтов Показатель текучести
Супесь: -твердая -пластичная -текучая   <0 0-1 >1
Суглинки и глины: -твердые -полутвердые -тугопластичные -мягкопластичные -текучепластичные -текучие   <0 0-0,25 0,25-0,50 0,50-0,75 0,75-1,00 >1

Набухаемость грунтов

По величине значений высоты образца до и после набухания подсчитать величину относительного набухания и дать название грунту (таблицы 2.7, 2.8).

Таблица 2.7. Исходные данные для расчета набухаемости грунтов

Вариант Начальная высота образцаh0,мм Высота образца после свободного набуханияh, мм Естественная влажность, %
5,47
5,75
6,71
5,47
5,11
5,23

Набухаемость грунтов способность грунтов увеличивать объем в процессе смачивания. Характеризуется величиной относительного набухания, влажностью набухания и давлением набухания.Влажность набухания рассчитывается как весовая влажность набухшего грунта. Давление набухания определяет то минимальное давление, при котором процесс набухания отсутствует. Величина относительного набухания это относительная деформация набухания без нагрузки εst –отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения(h-h0) к начальной высоте образцаh0 при природной влажности.εst =(h-h0)/h0.

Таблица 2.8. Подразделение глинистых грунтов по относительной деформации набухания без нагрузки

Разновидность глинистых грунтов Относительная деформация набухания без нагрузки, εst
Ненабухающий <0,04
Слабонабухающий 0,04-0,08
Средненабухающий 0,08-0,12
Сильнонабухающий >0,12

Усадочность грунтов

Из монолита глинистого грунта вырезан цилиндрический образец диаметром и высотой 4 см, масса которого оказалась равной g (г). С целью определения усадки образец высушивался на воздухе. Усадка прекратилась при диаметре и высоте образца соответственно d1 и H1 (см) и массе g1 (г) . После полного высушивания масса образца стала g0. По полученным результатам (таблица 2.9) определите относительные линейную и объемную усадки, плотность грунта до и после усадки, начальную влажность и влажность предела усадки.

Таблица 2.9. Исходные данные для определения показателей усадочности грунта

Варианты g, г d1,см H1, см g1 g0
94,38 3,76 3,76 81,12 78,00
99,40 3,70 3,63 83,98 75,97
100,41 3,76 3,76 89,25 79,69
96,39 3,77 3,77 86,32 83,81
94,38 3,84 3,84 81,12 78,00
99,40 3,70 3,70 83,98 77,05

Усадкой грунта называется уменьшение его объема в результате удаления воды при высыхании или под влиянием физико-химических процессов (осмос). Усадка грунтов выражается как линейная усадка и объемная усадка, а также характеризуется влажностью предела усадки.

Линейная усадка – уменьшение линейных размеров образца в результате усадки ΔL=(d-d1)/ d, где d и d1начальный и конечный линейный размер образца соответственно;

Объемная усадка - уменьшение объемных размеров образца в результате усадки ΔV=(V-V1)/ V, где V и V1начальный и конечный объемный размер образца соответственно;

Влажность предела усадки Wпу – это величина влажности, при которой усадка прекращается. Рассчитывается как величина весовой влажности.

Литература

Е.М. Сергеев. Инженерная геология. М.: МГУ, 1978

Е.М. Сергеев. Грунтоведение. М.: МГУ, 1983

Практикум по грунтоведению. М.: МГУ, 1993

С.Н. Чернышов и др. Задачи и упражнения по инженерной геологии. М.: Высшая школа, 2002

ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация. Межгосударственный стандарт. М.: 1996

СНиП 2.03.11-85. Защита строительных конструкций от коррозии. М.: 1986.

Наши рекомендации