Определение характеристик пластичности глинистого грунта.

В зависимости от величины влажности глинистые грунты могут находиться

в твердом, пластичном или текучем состоянии, Переход из одного состояния в другое изменяет степень подвижности или степень устойчивости грунта под нагрузкой.

Большое значение для суждения о свойствах грунта имеет определение влажностей, соответствующих переходу грунта из твердого в пластичное

состояние, из пластичного в текучее.

Пластичностью грунта называется способность образовывать с водой массу, которая под влиянием внешних усилий может принимать любую форму без образования трещин и сохранять эту форму после прекращения действия

деформирующего давления.

В пластичном состоянии глинистый грунт обладает значительной упругостью и связностью.

Влажность при которой грунт находится на границе перехода из твердого

состояния в пластичное, принято называть границей раскатывания W_Р

(границей пластичности).

Влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в

текучее , называют границей текучести W_L .

А. Определение влажности грунта на границе текучести W_L

ГОСТ 5184-77

Под границей текучести понимается величина влажности теста, изготовленное

из грунта и воды, при которой балансирный конус А.М. Васильева

погружается под действием собственного веса 76 г. и с углом при вершине 30^о на глубину 10 мм. За 5 сек.

Принадлежности:

1.Балансирный конус А.М. Васильева.

2.Электронные весы A&D ЕК 610 I

3.Стеклянный стаканчик с крышкой или бюкс.

4.Сито с отверстиями о,5 мм.

5.Шпатель

6.Сушильный шкаф ШСУ

7.Ступка с резиновым пестиком.

8.Образец грунта в эксикаторе.

Порядок выполнения работы:

Воздушно сухой грунт размельчается резиновым пестиком, пропускается через сито с отверстиями 0,5 мм. Смачивается водой до получения густого

теста и выдерживается не менее суток в закрытом сосуде.

При определении влажности на границе текучести изготовленное тесто

Тщательно перемешивается и помещается в стаканчик диаметром не менее

4 см. и высотой не менее 2 см. заполняя его без оставления пустот.

Поверхность теста сглаживают шпателем в уровень с краями стаканчика.

К поверхности грунта подносят острие конуса, смазанного тонким слоем жира или вазелина. Затем отпускают конус, позволяя ему погружаться в тесто под действием собственного веса.

Добавлением к тесту нескольких капель воды с последующим перемешиванием или подсушиванием теста добиваются погружения конуса в грунт ровно на 10 мм.

После достижения грунтом границы текучести из теста отбирают пробу грунта не менее 10 г. и высушив его до постоянного веса, определяют влажность на границе текучести. Числовое значение влажности округляют до целых единиц.

Последовательность записи результатов определения:

1.Номер стаканчика или бюкса………………………..г.

2.Вес стаканчика с крышкой g ₁=……….г.

3.Вес влажного грунта со стаканчиком и крышкой g ₂=………г.

4.Вес грунта высушенного до постоянного веса вместе

Со стаканчиком и крышкой g ₃=……………г.

5.Влажность грунта на границе текучести : W_L = 100 %

Б. Определение влажности грунта на границе раскатывания W_Р

ГОСТ 5184-77

Влажность грунта на границе раскатывания W_Р соответствует влажности, при которой грунт теряет пластичность и переходит в твердое состояние. Граница раскатывания качественно соответствует такому состоянию, при котором жгут, раскатанный из грунта до диаметра 3 мм начинает крошиться на кусочки до 1 см длиной. Далее определяется влажность полученного грунта.

Принадлежности:

1.Электронные весы A&D ЕК 610 I

3.Стеклянный стаканчик с крышкой или бюкс.

4.Сито с отверстиями о,5 мм.

5.Шпатель

6.Сушильный шкаф ШСУ

7.Ступка с резиновым пестиком.

8.Образец грунта в эксикаторе.

9. Стекло.

Порядок выполнения работы

Проба грунта для определения границы раскатывания берется из того же теста, с которым велась работа по определению границы текучести. Сначала

к тесту добавляют небольшое количество сухого растертого в порошок грунта и тщательно перемешивают до тех пор, пока тесто не перестанет прилипать к рукам. Тогда грунт доводят до пластичного состояния без добавления сухого порошка, переминая комок теста в руках и подсушивая его на воздухе.

Часть приготовленного таким образом грунта раскатывают между ладонями или на стекле в жгут. Раскатывание нужно производить слегка нажимая, так, чтобы глиняный шнур все время вытягивался в длину. Эту операцию необходимо продолжить до тех пор, пока шнур не начнет распадаться, достигнув толщины 3 мм.

При раскатывании необходимо следить за тем, чтобы длина жгута не превышала ширины ладони, так как в этом случае он будет раскрошиваться, не достигнув влажности границы раскатывания, Обломки жгутов собирают в стеклянный стаканчик или в бюкс с притертой крышкой для предохранения грунта от подсыхания.

Раскатывание грунта в жгуты по описанной методике повторяют до тех пор, пока наберется в стаканчике не менее 10 г. обломков жгутов и крошек грунта.

Затем определяют влажность высушиванием по описанной ранее методике. Числовое значение влажности округляют до целых единиц.

Последовательность записи результатов определения:

1.Номер стаканчика или бюкса………………………..г.

2.Вес стаканчика с крышкой g ₁=……….г.

3.Вес влажного грунта (обломков жгутов) вместе

со стаканчиком и крышкой g ₂=………г.

4.Вес грунта высушенного до постоянного веса вместе

Со стаканчиком и крышкой g ₃=……………г.

5.Влажность грунта на границе раскатывания : W_Р = 100 %

В. Определение числа пластичности I_р.

Количественная характеристика пластичности грунта выражается числом

пластичности.

Числом пластичности называется разность значения весовых влажностей

при границе текучести и границе раскатывания:

I _P = W_L – W_P

Чем больше интервал влажностей при котором грунт сохраняет пластичные

свойства, тем пластичнее грунт. В свою очередь, величина числа пластичности зависит от содержания в грунте тонкодисперсных фракций (глинистых и

коллоидных частиц) и характера глинистых минералов, входящих в состав грунта (каолинитовые глины менее пластичны, чем монтмориллонитовые).

Связь числа пластичности с гранулометрическим составом и особенно с содержанием глинистых частиц положена в основу классификации грунтов «Строительных норм и правил» (1954г.)

Глинистые грунты в зависимости от числа пластичности подразделяются на виды согласно табл.8

Таблица 8

Наименование видов грунтов	Число плаcтичности
Супеси Суглинки Глины	1 < IP > 7 7 < IP >17 IP > 17

Песчаные грунты не обладают пластичными свойствами, число пластичности для них меньше 1.

Последовательность записи результатов определения:

1.Влажность не границе текучести W _L =

2.Влажность на границе раскатывания W _P =

3.Число пластичности I_P

4. Наименование вида глинистого грунта по числу пластичности:

Для суждения о состоянии грунтов в природных условиях необходимо сопоставить естественную влажность с определенными в лаборатории

границами раскатывания и текучести.

Если на числовой прямой отложить в масштабе значения весовой влажности, границ раскатывания и текучести, то наложение на график весовой

Естественной влажности грунта в том же масштабе дает наглядное

представление о естественной консистенции грунта:

Состояние грунта

Твердое Пластичное Текучее

0% W_P W_L

Масштаб в 1см. – 3%

Задание 1. Характеристики грунта, определяемые расчетом

А. Плотностью грунта в сухом состоянии r_d называют отношение массы образца грунта, высушенного при температуре 105^oС до постоянной массы, к объему образца ненарушенной структуры.

Ранее определены:

Плотность грунта r [г/см³]

Природная влажность W_tot [%]

r_d = [г/см³ ]

Б. Коэффициентом пористости грунта называют отношение объема пор к объему твердых частиц образца грунта.

Ранее определены:

Плотность частиц грунта r_S [г/см³]

Природная влажность грунта W_tot [%]

Плотность скелета грунта r_d [г/см³]

е = [д.е ]

В. Пористостью грунта n называют отношение объема пор к объему всего образца.

Ранее определен:

Коэффициент пористости е [дол.ед.]

n = e · 100 / (1 + e) или n = ( 1 – r _d /r_S ) · 100

Г. Степенью влажности S_r грунта называют отношение природной влажности к его полной влагоемкости (влажности при полном заполнении пор грунта водой).

Ранее определены:

Плотность частиц грунта r_S [г/см³]

Природная влажность грунта W_tot [дол.ед.]

Коэффициент пористости е [дол.ед.]

Плотность воды r_W [г/см³]

S_r = W_tot ·r_S /e·r_W.

Д. Числом пластичности грунта называют разность влажностей на границе текучести и на границе раскатывания.

Число пластичности характеризует величину интервала влажности, в пределах которого грунт сохраняет пластичное состояние (рис. 1). Величина числа пластичности косвенно отражает содержание в грунте глинистых и коллоидных частиц.

Ранее определены:

Влажность на границе текучести W_L [%]

Влажность на границе раскатывания W_P [%]

I _P = W_L – W_P

Состояние грунта

Пылевато-глинистые грунты	Коэффициент пористости е	Значение Ro, кПа (кгс/см2)
Супеси	0,5 0,7	300 (3) 250 (2,5)	300 (3) 200 (2)
Суглинки	0,5 0,7 1,0	300 (3) 250 (2,5) 200 (2)	250 (2,5) 180 (1,8) 100 (1)
Глины	0,5 0,6 0,8 1,1	600 (6) 500 (5) 300 (3) 250 (2,5)	400 (4) 300 (3) 200 (2) 100 (1)

Твердое Пластичное Текучее

0 W_P W_L

Рис. 1