Порядок определения физических свойств связных (глинистых) грунтов

Основным критерием для определения группы дисперсного грунта – связный или несвязный, является число пластичности.

Если I_p≤0,01 (1%), то дисперсный грунт является несвязным (песчаным или крупнообломочным), если Ip>0,01, то грунт связный, глинистый (супесь, суглинок или глина).

Для глинистых грунтов классификационными характеристиками являются: число пластичности, показатель текучести, просадочность, набухаемость, водопроницаемость, наличие органики, степень водонасыщения, степень морозной пучинистости.

1. Наименование (разновидность) глинистого грунта определяют по числу пластичности (таблица 1).

Число пластичности I_p – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. W_L и W_p определяют по ГОСТ 5180 (таблица 1).

(1)

Основные разновидности грунтов по I_p (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.11)

Таблица 1

Разновидность глинистых грунтов	Чисто пластичности, д.ед.
Супесь	0,01—0,07
Суглинок	0,07—0,17
Глина	>0,17

Примечание^ Илы подразделяют по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.

Если I_p<0,01 (1%), то дисперсный грунт является несвязным (песчаным или крупнообломочным).

2. Для характеристики консистенции глинистого грунта в строительных целях используют показатель текучести (консистенции) I_L:

(2)

где W – естественная влажность грунта, д.ед.;

W_p – нижний предел пластичности (влажность на границе раскатывания), д.ед.;

I_p – число пластичности, д.ед.

Основные разновидности глинистых грунтов по I_L(по ГОСТ 25100-95, табл.Б.14)

Таблица 2.

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

3. По гранулометрическому составу и числу пластичности I_p глинистые группы подразделяют согласно таблице 3 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.12).

Таблица 3

Разновидность глинистых грунтов	Число пластичности Ip	Содержание песчаных частиц (2—0,05 мм), % по массе
Супесь:
— песчанистая	0,01¾0,07	³ 50
— пылеватая	0,01¾0,07	< 50
Суглинок:
— легкий песчанистый	0,07¾0,12	³ 40
— легкий пылеватый	0,07¾0,12	< 40
— тяжелый песчанистый	0,12¾0,17	³ 40
— тяжелый пылеватый	0,12¾0,17	< 40
Глина:
— легкая песчанистая	0,17¾0,27	³ 40
— легкая пылеватая	0,17¾0,27	< 40
—тяжелая	> 0,27	Не регламентируется

4. По наличию включений глинистые грунты подразделяют согласно таблице 4 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.13).

Таблица.4

Разновидность глинистых грунтов	Содержание частиц крупнее 2 мм, % по массе
Супесь, суглинок, глина с галькой (щебнем)	15¾25
Супесь, суглинок, глина галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные)	25¾50

5. По относительной деформации набухания без нагрузки e_sw глинистые грунты подразделяют согласно таблице 5 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.15).

Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) e_sw ³ 0,04.

Относительная деформация набухания без нагрузки e_sw, д. е. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143.

(3)

- величина абсолютной деформации грунта при набухании, мм.

- высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), мм.

Для расчетов h₀ =50мм.

Таблица 5

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация набухания бет нагрузки esw, д. е.
Ненабухающий	<0,04
Слабонабухающий	0,04—0,08
Средненабухающий	0,08¾0,012
Сильнонабухающий	>0,12

6. По относительной деформации просадочности e_sl глинистые грунты подразделяют согласно таблице 6 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.16).

Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки e_sl ³ 0,01.

Относительная деформация просадочности , д. е. – отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161.

(4) где — дополнительное сжатие (просадка) грунта в результате замачивания, мм;

— высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), мм;

Для расчетов h₀ =50мм.

Таблица 6

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация просадочности esl, д. е.
Непросадочный	<0,01
Просадочный	³0,01

7. Рассчитывают плотность сухого грунта r_d, г/см³ – отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда) к его объему:

(5)

где r — плотность грунта, г/см³;

W — влажность грунта, д. е.

8 Пористость грунта n, %, доли ед., – отношение объема пор ко всему объему грунта:

(6)

где ρ_s – плотность частиц грунта – масса единицы объема минеральной части, г/см³;

r_d – плотность сухого грунта, г/см³.

Средние значения ρ_s песчаных и пылевато-глинистых грунтов следующие (в г/см³): песок – 2,66; супесь – 2,70; суглинок – 2,71; глина – 2,74.

9 Коэффициент пористости е, доли ед., – отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта:

или (7)

10 Коэффициент водонасыщения (степень влажности) S_r, доли ед., – степень заполнения объема пор водой:

(8)

где ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³;

W –природная влажность, доли ед.;

е–коэффициент пористости, доли ед.;

ρ_w –плотность воды, принимаемая равной 1,0г/см³.

11. Определяют степень морозной пучинистости грунта по его полной характеристике, таблица 7 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27).

По относительной деформации пучения e_fn грунты подразделяют согласно таблице 7.

Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения e_fn ³ 0,01.

Таблица 7.

Разновидность грунтов	Относительная деформация пучения efn, д. е.	Характеристика грунтов
Практически непучинистый	< 0,01	Глинистые при IL £ 0 Пески гравелистые, крупные и средней круп­ности, пески мелкие и пылеватые при Sr £ 0,б, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельчи 0,05 мм (независимо от значения Sr). Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %
Слабопучинистый	0,01 ¾ 0,035	Глинистые при 0 < IL £ 0,25 Пески пылеватые и мелкие при 0,6 < Sr £ 0,8 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30 % по массе
Среднепучинистый	0,035 ¾ 0,07	Глинистые при 0,25 < IL £ 0,50 Пески пылеватые и мелкие при 0,80 < Su £ 0,95 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе
Сильнопучинистый и чрезмерно пучинистый	> 0,07	Глинистые при IL > 0,50. Пески пылеватые и мелкие при Sr > 0,95

12. По относительному содержанию органического вещества I_r глинистые грунты и пески подразделяют согласно таблице 12 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.22).