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 W_L -влажностью, при превышении которой грунт начинает течь и нижним пределом пластичности W_P -влажностью между полутвердым и пластичным состоянием. Разница значений верхнего и нижнего предела пластичности называется числом пластичности I_Р=W_L -W_P. 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 I_T =(W- W_P)/( I_Р).

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 ε_st –отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения(h-h₀) к начальной высоте образцаh₀ при природной влажности.ε_st =(h-h₀)/h₀.

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

Разновидность глинистых грунтов	Относительная деформация набухания без нагрузки, ε_st
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	d_1,см	H_1,см	g₁,г	g₀,г
	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 W_пу – 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.