Примеры решения задач по оценке классификационных показателей грунтов

Пример 1. Грунт в природном залегании имеет следующий гранулометрический состав:

в процентах для классификации по крупности
Размер частиц d, мм	>10	10÷4	4÷2	2÷1,0	1,0÷0,5	0,5÷ 0,25	0,25÷ 0,1	0,1÷ 0,05	0,05÷ 0,01	0,01÷ 0,005	<0,005
Содержание частиц по массе в % (Mdi)
процентах для классификации по однородности

Грунт разработан в карьере. Требуется оценить состав грунта по крупности и однородности, плотности сложения и степени влажности. Физические свойства грунта принимать из примера 1 раздела 1.3.

Решение: Количество глинистых частиц (d<0,005) составляет 2% следовательно грунт сыпучий.

Веса фракций крупнее 2мм: =23%

25%>23%>15%, к названию грунта добавляется с содержанием гравия.

Вес фракций крупнее 0,5мм: =39<50% грунт не относится к крупным пескам.

Вес фракций крупнее 0,25мм: =69% 69%>50% - песок средней крупности.

Наименование грунта: песок средней крупности с содержанием гравия.

Рассмотрим состояние грунта по однородности масса частиц M_d=10% соответствует диаметру (по линейной интерполяции между d=0,05÷0,01) d₁₀= =0,042мм.

Масса частиц M_d=60% соответствует диаметру (по линейной интерполяции между d=0,5÷0,25) d= =0,492мм.

Коэффициент неоднородности =11,7

Полное наименование грунта по гран составу: песок средней крупности с содержанием гравия, неоднородный (неотсортированный).

Коэффициент пористости грунта e=0,662>0,55 – песок средней плотности.

Степень влажности грунта S_z=0,866>0,8 – песок водонасыщенный.

Полное наименование грунта: Песок средней крупности, средней плотности, водонасыщенный, неоднородный (несортированный).

Пример 2. По условиям примера 1 грунт разработан в карьере для его использования требуется отсеять все частицы крупнее 2мм. Какой образуется новый гранулометрический состав песка? Определить наименование грунта по крупности и однородности.

Решение: В одной тонне сухого грунта частиц крупнее 2мм содержится 1000∙(12+5+6) /100=230кг

После отсева вес оставшейся фракции составит 1000-230=770кг, соотношение содержания по массе фракций остаются неизменным. Тогда вновь образованная грунтовая смесь будет соответствовать 100%, а содержание каждой фракции изменится в 100/(100-23)=1,2987=1000\770;

в процентах для классификации по крупности	7,79	20,78	59,74	2,73	85,72	92,21	97,4
Размер частиц d, мм	2÷1,0	1,0÷0,5	0,5÷ 0,25	0,25÷ 0,1	0,1÷ 0,05	0,05÷ 0,01	0,01÷ 0,005	<0,005
Содержание частиц по массе в % (Mdi)	7,79	12,99	38,96	12,99	12,99	6,49	5,19	2,60
процентах для классификации по однородности		92,21	79,22	40,26	27,27	14,28	7,79	2,60

Очевидно что M_d<0,005>2% необходимо отметить увеличение глинистости песка и приближение его свойств к свойствам супесей. В грунте содержится пылеватый фракции (d=0,05÷0,005) 11,68% а песчаный 85,72, что позволяет оценивать грунт песок средней крупности (M_d≥0,25=59,74%) с содержанием глины (M_d≤0,005>2%).

Полное наименование грунта: песок средней крупности с содержанием глинистого материала.

K_н=0,377/0,024=15,7>10 грунт неоднородный (не отсортированный)

Грунт – песок средней крупности с содержанием глинистого материала, неоднородный (не отсортированный). Грунт стал еще более неоднородным чем до отсева крупных зерен.

Пример 3. Для уменьшения глинистости и увеличения однородности грунта рассмотренного в примере 2.1. выполнена его промывка в сите крупностью ячеек 0,1мм. Эффективность промывки оценивается опытным путем и составила 50%. Оценить гранулометрический состав грунта после промывки и дать его наименование.

Решение: Количество частиц в грунте с размером менее размеров ячейки сита составляет M_d<0,1=2+4+5+10=21% по массе.

При эффективности промывки 50% количество удаляемых частиц составит:

M_d<0,1=21^.0,5=10,5%

После промывки на сите останется 89,5% по массе от первоначальной массы сухого грунта. Тогда при одинаковом количественном соотношении оставшихся фракций их удельная доля увеличится в 100/89,5=1,1173раза.

	Фракции, содержание которых уменьшилось
Размер частиц d, мм.	>10	10÷4	4÷2	2÷1,0	1,0÷0,5	0,5÷ 0,25	0,25÷ 0,1	0,1÷ 0,05	0,05÷ 0,01	0,01÷ 0,005	<0,005
Содержание частиц по массе в % (Mdi)	13,41	5,59	6,70	6,70	11,17	33,52	11,17	5,59	2,79	2,23	1,13

Полученный состав грунта отличается меньшей глинистостью по сравнению с исходным. Наименование грунта по крупности – песок средней крупности.

M_d>0,5=21^.0,5=43,57%; M_d>0,25=77,09%>50%

По однородности:

M_d=10% точка расположенная между фракциями d≤0,1мм и d≥0,05мм.

M_d=60% точка расположенная между фракциями d≤1мм и d≥0,5мм.

K_н=0,66/0,08=8,25>3

Однородность грунта увеличилась, однако он остался неоднородным. Полное наименование нового состава: песок средней крупности, неоднородный (плохо отсортированный).

Пример 4. Грунт примера 1 разработан в карьере, и по гран составу является песком средней крупности. Для использования его для строительных целей требуется песок крупный или гравелистый. Определить величину добавки гравийного материала ≥2мм к песку добытому в карьере.

Решение: По классификационным признакам для строительных целей к гравелистым относятся грунты с содержанием зерен d>2мм более 25% по массе . В грунте из карьера для перевода грунта в гравелистый требуется добавить крупных зерен>2% принимается добавка =100кг на 1000кг песка из карьера .

Гранулометрический состав нового грунта изменится, содержание фракций d≤2мм песчаного грунта из карьера уменьшится в 1100/1000=1,1 раза.

Размер частиц d, мм	>2	2÷1,0	1,0÷ 0,5	0,5÷ 0,25	0,25÷ 0,1	0,1÷ 0,05	0,05÷ 0,01	0,01÷ 0,005	<0,005
Содержание частиц по массе в % (Mdi)	30,01	5,45	9,09	27,27	9,09	9,09	4,55	3,63	1,82
процентах для классификации по однородности		69,99	64,54	55,45	28,18	19,09		5,45	1,82
в процентах для классификации по крупности	30,01	35,46	44,55	71,82	80,91	90,00	94,55	98,18

По содержанию зерен d>2мм грунт гравелистый, а по содержанию зерен d>0,5мм( ) грунт не является крупным. Строительные свойства полученного грунта будут определятся как песка средней крупности неоднородного (К_н=7,5).

Для обеспечения строительных свойств грунта на уровне гравелистого песка он должен также удовлетворять требованиям песка крупного ( ). В исходном грунте содержание зерен d>0,5мм составляло 39%. Требуемая величина добавки зерен d>2мм составляет (от массы песка добытого в карьере).

Гранулометрический состав нового грунта при , будет получен из массы существующих фракций d 2мм путем деления на коэффициент 1,25.

Размер частиц d, мм	>2	2÷1,0	1,0÷ 0,5	0,5÷ 0,25	0,25÷ 0,1	0,1÷ 0,05	0,05÷ 0,01	0,01÷ 0,005	<0,005
Содержание частиц по массе в % (Mdi)	38,4	4,8						3,2	1,6
процентах для классификации по однородности		61,6	56,8	48,8	24,8	16,8	8,8	4,8	1,6
в процентах для классификации по крупности	38,4	43,2	51,2	75,2	83,2	91,2	95,2	98,2

Наименование грунта: песок гравелистый, неоднородный (К_н=1,667/0,058=29).