0. 2.2. Порядок определения физических свойств несвязных (песчаных и крупнообломочных) грунтов

Для несвязных (песчаных и крупнообломочных) грунтов классификационными характеристиками служат: гранулометрический состав, степень неоднородности, коэффициент пористости, степень плотности, содержание органических веществ, степень морозной пучинистости.

1. Гранулометрический состав – количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.

По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице 8 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.10)

Таблица 8

Разновидность грунтов	Размер зерен, частиц d, мм	Содержание зерен, частиц, % по массе
Крупнообломочные:
- валунный (при преобладании неокатанных частиц - глыбовый)	> 200	> 50
- галечниковый (при неокатанных гранях - щебенистый)	> 10	> 50

Продолжение таблицы 8.

- гравийный (при неокатанных гранях - дресвяный)	> 2	> 50
Пески:
- гравелистый	> 2	> 25
- крупный	> 0,50	> 50
- средней крупности	> 0,25	> 50
- мелкий	> 0,10	³ 75
- пылеватый	> 0,10	< 75

Примечание - При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40 % или глинистого заполнителя более 30 % от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

В инженерно-геологической практике выделяют также пески глинистые, содержащие свыше 3% глинистых частиц и не обладающие свойством пластичности (I_p<1).

2. Плотность сложения песков оценивается по величине коэффициента пористости е, таблица 9 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.18).

Таблица 9.

Разновидность песков	Коэффициент пористости е
	Пески гравелистые, крупные и средней крупности	Пески мелкие	Пески пылеватые
Плотный	< 0,55	< 0,60	< 0,60
Средней плотности	0,55 - 0,70	0,60 - 0,75	0,60 - 0,80
Рыхлый	> 0,70	> 0,75	> 0,80

Примечание. Для определения коэффициента пористости е применяют расчеты согласно формул (5,6,7), как и для глинистых грунтов.

3. По коэффициенту водонасыщения S_r (формула 8) крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице 10 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.17).

Таблица 10

Разновидность грунтов	Коэффициент водонасыщения Sr, д. е.
Малой степени водонасыщения	0 - 0,50
Средней степени водонасыщения	0,50 - 0,80
Насыщенные водой	0,80 - 1,00

4. Степень неоднородности гранулометрического состава C_u - показатель неоднородности гранулометрического состава. Определяется по формуле:

( 9)

где d₆₀, d₁₀ – диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.

Результаты гранулометрического анализа песчаных грунтов представляют в виде интегральной кривой, выполненной в полулогарифмическом масштабе.

По вертикальной оси (ординате) графика откладываются суммарные содержания фракций в процентах в масштабе 1 мм -1 %, начало координат соответствует 0. Для этого, начиная с самой мелкой фрак­ции (<0,005мм), последовательно суммируются процентные содержания фракций до 100 %. Каждое из полученных чисел показывает суммарное процентное содержание фракций, ко­торые меньше диаметра наиболее крупной фракции, вошед­шей в данную сумму.

Рассмотрим пример вычисления суммарных процентных содержаний фракций в пробе грунта.

В задании дано процентное содержание каждой фракции:

Размеры фракций, мм	>10	2-10	0.5-2	0.25-0.5	0.1-0.25	0.05-0.1	0.01-0.05	0.005-0.01	<0.005
Содержание частиц, %	4.38	9.18	25.96	18.69	24.35	7.68	5.12	3.42	1.22

Вычислим суммарное процентное содержание фракций в пробе:

Размер фракции, мм	>10	10	2	0.5	0.25	0.1	0.05	0.01	<0.005
Содержание частиц, размеры которых, меньше диаметра фракции, %	4.38+95,62= 100	9.18+86,44= 95,62	25.96+60,48= 86,44	18.69+41,79= 60,48	24.35+17,44= 41,79	7.68+9,76= 17,44	5.12 + 4,64=9,76	3.42 + 1,22 = 4,64	1.22

По горизонтальной оси (абсциссе) показывают соответствующие процентам размеры фракции в миллиметрах, но не в обычном линейном масштабе, а в логарифмическом масштабе, начало координат соответствует 0,001 мм.

По построенной интегральной кривой гранулометрического состава кривой находят действующий (эффективный) диаметр

ч

Рис.3. Интегральная кривая гранулометрического состава

астиц d₁₀ и контролирующий диаметр частиц d₆₀ (рис.3).

Рис.3 Примеры интегральных кривых гранулометрического состава рыхлых пород различной степени однородности.

Коэффициент неоднородности гранулометрического состава рассчитывают по формуле (7).

По степени неоднородности гранулометрического состава С_u, крупнообломочные грунты и пески подразделяют на:

- однородный грунт С_u £ 3;

- неоднородный грунт С_u > 3.

5. По степени водопроницаемости грунты подразделяют согласно таблице 11 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.6).

Степень водопроницаемости  характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации К_ф, м/сут. Определяется по ГОСТ 12536.

Таблица 11

Разновидность грунтов	Коэффициент фильтрации Кф, м/сут
Неводопроницаемый	<0,005
Слабоводопроницаемый	0,005—0,30
Водопроницаемый	0,30—3
Сильноводопроницаемый	330
Очень сильноводопроницаемый	>30

6. По относительному содержанию органического вещества I_r глинистые грунты и пески подразделяют согласно таблице 12 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.22).

Относительное содержание органического вещества I_r, д. е. — отношение массы сухих растительных остатков к массе абсолютно сухого грунта.

Таблица 12

Разновидность грунтов	Относительное содержание органического вещества Ir, д. е.
	глинистые грунты	пески
Сильнозаторфованный	0,500,40	
Среднезаторфованный	0,400,25	—
Слабозаторфованный	0,250,10	—
С примесью органических веществ	0,100,05	0,10—0,03

7. Определяют степень морозной пучинистости грунта по его полной характеристике, таблица 7 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27).