Примеры исследования физических свойств грунтов

Пример 1. Определить производные физические характеристики и выполнить предварительную оценку строительных свойств грунта со значениями основных физических характеристик, представленных в таблицах 13 и 14.

Таблица 13

Содержание частиц диаметром мм, % по весу
>2	2…0,5	0,5…0,25	0,25…0,1	0,1…0,05	0,05…0,005	< 0,005

Таблица 14

ρs, т/м3	Ρ, т/м3	W	WL	WP
2,58	1,92	0,25	-	-

1 Устанавливаем, каким является грунт: песчаным или пылевато-глинистым.

Содержание глинистых частиц (диаметром <0,005 мм) - 1% < 3% - грунт песчаный.

2 Определяемым наименование песка по крупности (по таблице 1).

Частиц диаметром > 2 мм 1% < 25% - не гравелистый;

Частиц диаметром > 0,5 мм 1+5=6% < 50% - не крупный;

Частиц диаметром > 0,25 мм 1+5+10=16% < 50% - не средней крупности;

Частиц диаметром > 0,1 мм 1+5+10+25=41% < 75% - не мелкий;

Если частицы диаметром > 0,1 мм составляют в грунте по весу < 75%, то песок относится к пылеватым.

3 Определяем производные физические характеристики и классифицируем грунт.

Плотность сухого грунта определяем по формуле (6)

т/м³.

Коэффициент пористости находим по формуле (10)

.

По таблице 4 определяем, что, если у песка пылеватого e =0,6, то он имеет среднюю плотность сложения.

Степень влажности согласно формуле (14)

.

По таблице 5 находим, что по степени влажности песок относится к насыщенному водой.

Удельный вес грунта:

γ=ρ·g =1,92·9,81= 18,84кН/м³.

4 Определяем расчетное сопротивление грунта по таблице 8. R_о=100кПа .

5 Модуль деформации определяем по таблице 11.

Вычисленные характеристики сводим в таблицу 15.

Таблица 15

Полное наименование грунта	ρd т/м3	e	Sr	γ кН/м3	Ro кПа	E МПа
Песок пылеватый, средней плотности, насыщенный водой	1,54	0,68	0,95	18,84

Данный грунт может использоваться в качестве естественного основания для фундамента.

Пример 2. Исследовать физические свойства грунта со значениями основных физических характеристик, представленных в таблицах 16 и 17.

Таблица 16

Содержание частиц диаметром, мм % по массе
>2	2…0,5	0,5…0,25	0,25…0,1	0,1…0,05	0,05…0,005	< 0,005
-

Таблица 17

ρs, т/м3	ρ, т/м3	W	WL	WP
2,73	1,90	0,33	0,35	0,15

1 Устанавливаем принадлежность грунта к песчаным или пылевато-глинистым.

Содержание глинистых частиц 42% > 3% - грунт пылевато-глинистый.

2 Определяем наименование грунта.

Индекс пластичности находим по формуле (15).

.

Согласно таблице 6, если I_P > 0,17, то исследуемый грунт - глина.

3 Устанавливаем состояние грунта по консистенции.

Индекс текучести определяем по формуле (16)

.

По таблице 7, если у глины 0,75 < I_L=0,90 ≤ 1, то она в текучепластичном состоянии.

4 Определяем прочие производные физические характеристики.

Плотность сухого грунта определяем по формуле (6)

т/м³.

Коэффициент пористости находим по формуле (10)

.

Степень влажности согласно формуле (14)

.

Удельный вес грунта:

γ=ρ·g =1,90·9,81=18,64кН/м³.

5 Определяем расчетное сопротивление грунта по таблице 9 с помощью формулы (18):

e₁=0,8, e₂=1,1,

R_о(1,0)=300 кПа, R_о(1,1)=200 кПа,

R_о(2,0)=250 кПа, R_о(2,1)=100 кПа.

6 Модуль деформации определяем по компрессионным испытаниям:

Значения e₁ при Р₁ = 100 кПа (0,1МПа) равно 0,81

e₂ при Р₂ = 300 кПа (0,3МПа) равно 0,75

Коэффициент сжимаемости:

Если m_o > 0,05 – грунт сильносжимаемый.

Коэффициент относительной сжимаемости:

Коэффициент поперечной деформации:

для глины при 0,25 ≤ IL≤ 1,0 ν= 0,42

Коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта:

Модуль общей деформации грунта:

Повышающий коэффициент m_k по таблице 10 для глины при e =0,91

равен 5,2

Модуль деформации:

E= m_k · E_o= 5,2 · 2,48 = 12,9 МПа

Вычисленные характеристики сводим в таблицу 17.

Таблица 17

Полное наименование грунта	ρd , т/м3	e	SR	IP	IL	γ кН/м3	Ro кПа	E МПа
Глина текучепластичная	1,43	0,91	0,99	0,20	0,90	18,64		12,9

Данный грунт может быть использован в качестве естественного основания для фундамента.

Вопросы для самопроверки

1 Грунт содержит 5 % песчаных, 93 % пылеватых и 2 % глинистых частиц. Каким (песчаным или пылевато-глинистым) является данный грунт?

2 Один крупный песок имеет плотность ρ=1,8 г/см³ и влажность W=0,08; другой - ρ=1,95 г/см³ и W=0,175. Какой из двух песков является более плотным?

3 Какой из двух суглинков, имеющих одинаковый коэффициент пористости e=0,7, является более прочным: тот, который имеет индекс текучести I_L=0,5, или тот, у которого индекс текучести I_L=0?

4 Какой из грунтов, имеющих одинаковый коэффициент пористости и индекс текучести, является более прочным: супесь, суглинок или глина?

5 Две глины имеют одинаковый коэффициент пористости e=0,8. Какая из них может использоваться в качестве естественного основания для фундамента: та, которая имеет индекс текучести I_L=0,03, или та, у которой индекс текучести I_L =1,03?

6 Супесь с характеристиками: ρ_d=2,7 т/м³, e=0,6, W_L=0,10, W_Р=0,06 замачивается вследствие поднятия уровня подземных вод. Какова будет влажность и консистенция данного грунта после замачивания? Можно ли использовать данный замоченный грунт в качестве естественного основания?