Таблиця 9.1

Класифікація ґрунтів за пластичністю (за Аттербергом)

Клас пластичності	Ґрунти	Число пластичності, % вологості
1	Високо пластичні (глинисті)	> 17
2	Пластичні (суглинисті)	17-7
3	Слабо пластичні (супіщані)	7-0
4	Непластичні (піщані)	0

Якщо вологість ґрунту знаходиться за верхньою межею пластичності, то технологічні навантаження на ґрунт недопустимі. При вологості в діапазоні між верхньою і нижньою межами пластичності технологічні навантаження на ґрунт не рекомендуються, або їх слід максимально обмежити, тому що вони можуть призвести до погіршення фізичних властивостей верхнього горизонту.

Визначення показників пластичності ґрунту складається з двох послідовних етапів: 1) визначення верхньої межі пластичності ґрунту (W₁) та 2) визначення нижньої межі пластичності (W₂).

9.3. Набухання

Набухання - збільшення об'єму ґрунту загалом або окремих його структурних елементів при зволоженні. Внаслідок гідратації ґрунтових часток і утворення на поверхні їх оболонок неміцно зв'язаної води зменшуються сили зчеплення між ними, вони віддаляються одна від одної, що призводить до збільшення загального об'єму ґрунту.

Набухання зумовлене процесами гідратації ґрунтових часток, особливо глинистих мінералів з рухомою кристалічною решіткою (типу монтморилоніту). Цей процес і ступінь набухання залежать від хімічного, мінералогічного і гранулометричного складу, а також від вихідної щільності і вологості ґрунту.

Існує декілька теорій про природу набухання. Капілярна теорія пояснює набухання дією капілярних сил всередині та на поверхні змочуваного зразка. В основі теорії сольватних оболонок - уявлення про подвійний електричний шар як конденсатор, у якого одна обкладка знаходиться в твердій фазі, друга - в рідкій.

Осмотична теорія пояснює процес набухання різницею концентрацій розчинів. Якщо концентрація розчину в пористому просторі вища за концентрацію навколишнього розчину, то відбувається набухання, а якщо нижча - спостерігається стиснення. Ця теорія підтримується багатьма дослідниками.

Кількісно здатність ґрунту до набухання оцінюється показниками ступеня (деформації), вологості, тиску і потенціалу набухання.

1. Ступінь, або деформація, набухання визначається зміною об'єму, або ваги, або висоти ґрунту:

R_v = (V_k - V_n)*100% /V_n , R_p = (P_k - P_n)*100% /V_n *D, R_h = (H_k - h_n)*100% /h_n

R_v , R_p , R_h - ступінь набухання відповідно до об'єму, ваги і висоти зразка, %; V_k ,V_n - початковий і кінцевий об'єми зразка, см ; Р_п, Ріс - початкова і кінцева вага зразка, г; h_n h_k - початкова і кінцева висота зразка, мм; D - щільність води, г/см³.

2. Вологість набухання - межа вологості, вище якої поглинання води зразком ґрунту припиняється:

W_n = (P_k – P_c)*100% / P_c

Wn- вологість набухання, %;

P_k- вага повністю набухлого зразка, г;

P_c - вага сухого зразка, г.

3. Тиск набухання - механічний тиск, який розвивається у процесі набухання, коли відсутні об'ємні деформації:

Рn = F/S

Рn - тиск набухання, кг/см ;

F - сила набухання, кг;

S - площа досліджуваного зразка, см².

4. Потенціал набухання - потенціал води у ґрунті, що відповідає вологості набухання.

Для вивчення процесу набухання ґрунту використовують прилад ПНҐ (прилад для вивчення набухання ґрунту). Із методів визначення ступеня набухання найбільш розповсюджений метод Васильєва. Досліджуваний зразок ґрунту вміщують у металеве кільце між перфорованими пластинками. Ступінь набухання точно фіксують індикатором (мессурою). Автором методу (Васильєвим) сконструйовано і сам прилад.

Визначають показники набухання ґрунту за насипними або непорушеного складення зразками. Ознайомившись із особливостями конструкції та принципом роботи приладу ПНҐ, визначають ступінь і вологість набухання ґрунту.