Вопрос № 9. Определение коэффициента водонасыщенности грунта.

Степень заполнения пор в грунте характеризуется коэффициентом водонасыщения (G)

, где

w – природная влажность грунта

- предельная влажность грунта, возможная при данной пористости, или полная влагоемкость.

При полном заполнении пор грунта водой влажность будет равна отношению веса воды в объеме пор к весу твердых частиц , т.е. , или

и подставляя это выражение в первую формулу получим:

Приняв , получим , т.е. коэффициент пористости полностью водонасыщенного грунта равен произведению влажности на удельный вес частиц грунта.

Коэффициент водонасыщенности природных глинистых грунтов близок к 1,0. Однако во многих случаях вследствие наличия в грунтовой воде пузырьков газов он несколько больше 1,0, что в большей степени сказывается на сжимаемости поровой воды.

При G < 1,0 состояние грунта называется трехфазным, а при полном заполнении пор водой – двухфазное состояние.

Несвязные (сыпучие) грунты по степени влажности разделяют на группы:

- маловлажные при G ≤ 0,5

- влажные при 0,5 ≤ G ≤ 0,8

- насыщенные при G > 0

Для грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, скелет грунта будет испытывать взвешивающее действие воды. Учитывая для единицы объема грунта вес твердых частиц в воде и их объем , получим для удельного веса грунта, облегченного весом вытесненной им воды, выражение: .

Вопрос № 10. Консистенция глинистых грунтов.

У глинистых грунтов при изменении влажности изменяется его состояние, свойства, консистенция, т.е. степень подвижности слагающих грунт частиц, при механическом на него воздействии. Различают три формы состояния глинистого грунта: твердое, пластичное, текучее.

Для глинистых грунтов первостепенное значение имеет не только влажность, но и диапазон влажности, в котором грунт будет пластичным. Этот диапазон характеризуется так называемым число , или индексом пластичности, и равен разности между двумя влажностями, выраженными в %: , где

- влажность на границе текучести; - влажность на границе раскатывания.

соответствует влажности, при которой грунт переходит в текучее состояние. Стандартный конус погружается в грунт от собственного веса на глубину в 10 мм за 5 секунд. соответствует влажности, при которой теряет свою пластичность. Она приблизительно равна влажности жгута, сделанного из грунта и раскатываемого по бумаге до потере пластичности, т.е. когда жгут диаметром 3 мм, подсыхая во время раскатывания, начинает крошиться.

По иерее содержания увеличения влаги глинистый грунт переходит из одного состояния (консистенция) в другое. Если влаги мало, то глина сухая и твердая. При увеличении влажности, когда ее значение достигает “нижнего предела пластичности” ( или “границы раскатывания”), глина перейдет в новое состояние пластичной консистенции. Она будет легко меситься, изменять и сохранять приданную ей при сжатии форму. Величина влажности, соответствующая этому пределу колеблется для глинистых грунтов от 8 до

40 % в зависимости от химического, минералогического состава и содержания тонких глинистых частиц (менее 0,002 мм). Если продолжить увеличивать влажность глинистого грунта, то можно достигнуть верхнего предела пластичности (границы текучести), при которой глина теряет свою прочность и начинает течь. Из грунта с влажностью выше этого предела ничего сформировать не удается. Строить на такой глине опасно: она будет выдавливаться из-под фундамента, и здание на ней будет оседать. Грунт в этом случае, говорят, превращается в слабый, водонасыщенный. Эта граница перехода из пластичной в текучую консистенцию зависит еще в большей степени, чем граница раскатывания, от химических и минералогических особенностей глин, а также от содержания тонких частиц.

По числу пластичности определяют наименование глинистого грунта.

Если < 1,0 – грунт песчаный;

= от 1 до 7 – грунт называется супесью;

= от 7 до 17 – суглинок;

> 17 – глина.

Уплотненность глинистых грунтов определяется их консистенцией, под которой понимают густоту и в известной мере вязкость грунтов, обуславливающие способность их сопротивляться пластичному изменению формы. Густота и вязкость грунтов зависят от количественного соотношения твердых частиц и воды в единице объема грунта, а также от сил взаимодействия между частицами грунта. Показателем консистенции, или индексом текучести, служит выражение:

По глинистые грунты классифицируются на категории: супеси – на твердые, пластичные и текучие; суглинки и глины – на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.