Общие сведения о показателях физических свойств
Введение.
Роль механики грунтов в решении инженерных задач при проектировании и возведении зданий и сооружений велика.
Вместе с тем для эффективного использования теоретического аппарата механики грунтов необходимо иметь достаточные практические навыки расчетов.
При отсутствии практических навыков тория механики грунтов усваивается студентами формально и поверхностно.
В сборнике задач рассматриваются решения по определению физических показателей грунтов в основании, по определению деформаций основания, по оценке деформирования оснований во времени, по расчету критических нагрузок на грунт под фундаментами, по оценке устойчивости откосов грунтах и по давлению грунтов на ограждения.
Сборник задач рассчитан на студентов специальностей 270102 “Промышленное и гражданское строительство”, 270105 “Городское строительство и хозяйство”.
Физические свойства грунтов.
Общие сведения о показателях физических свойств.
Осадочные горные породы образуют более слабые основания инженерных сооружений и занимают более 80% поверхности суши. Далее в качестве грунтов рассматриваются осадочные горные породы. Физические свойства грунта определяют соотношения фаз его составляющих: твердой, жидкой и газообразной. Опытным путем определяются показатели:
- весовая влажность;
- плотность грунта природного сложения;
- плотность породы.
Схема единичного объема грунта природного сложения и при абсолютно плотном заполнении минералом |
Плотность грунта определяется как масса единицы его объема, путем определения объема образца и его массы:
Влажность весовая определяется путем оценки массы образца в природном состоянии (М) и после высушивания до постоянного значения (Мd):
Плотность породы определяется по формуле ,
где Md - масса минеральных зерен образца;
Vd – объем минеральных зерен.
Другие показатели физических свойств грунта определяются путем расчетов:
– плотность грунта в высушенном состоянии
m – объем занимаемый минеральными зернами в единице объема грунта
n – пористость, объем занимаемый порами в единице объема грунта
;
e – коэффициент пористости
– объем воды в порах единичного объема грунта
– масса воды в порах единичного объема грунта
;
– степень влажности, степень заполнения пор грунта водой
При расчетах показателей физических свойств плотность грунтовой воды принимается , плотность грунта оценивается с точностью до 0,001, показатель влажности с точностью 0,001(0,1%).
Наиболее часто применяемые формулы для расчетов показателей физических свойств приведены в табл. 1.1.
Влажность соответствующая полному заполнению пор грунта водой
При полном обводнении сыпучего грунта его скелет испытывает влияние взвешивающего действия воды
Удельный вес грунта ;
Удельный вес грунта в сухом состоянии
Удельный вес минерала грунта
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии
q – ускорение свободного падения, принимается для расчетов равным 10 м/сек2.
Таблица 1.1
Обозн. | n | e | |||||
- | |||||||
- | |||||||
- | |||||||
n | - | ||||||
e | - | ||||||
- | |||||||
- |
1.2. Задание к практическим занятиям по расчету физических свойств грунтов выполнить определение физических свойств грунтов и их изменений при увлажнении до полного водонасыщения и при изменении показателей пористости на 5% для вариантов заданий в таблице 1.2.
Таблица 1.2.
№ | |||
1,70 | 2,66 | 0,120 | |
1,90 | 2,69 | 0,370 | |
2,00 | 2,67 | 0,230 | |
2,07 | 2,65 | 0,204 | |
1,80 | 2,67 | 0,420 | |
1,81 | 2,68 | 0,081 | |
1,98 | 2,62 | 0,190 | |
1,91 | 2,64 | 0,225 | |
1,85 | 2,61 | 0,210 | |
1,95 | 2,63 | 0,240 | |
1,78 | 2,61 | 0,195 | |
1,86 | 2,63 | 0,235 | |
1,92 | 2,64 | 0,300 | |
1,84 | 2,63 | 0,210 | |
1,69 | 2,66 | 0,100 | |
1,75 | 2,63 | 0,150 | |
1,77 | 2,62 | 0,185 | |
2,00 | 2,64 | 0,210 | |
1,92 | 2,61 | 0,140 | |
1,83 | 2,63 | 0,175 | |
1,76 | 2,66 | 0,135 |