Визначення різновидів великоуламкових грунтів і піску за гранулометричним складом

Гранулометричним (зерновим) складом грунту називається ваговий вміст в грунті твердих час­ток різної крупності, виражений у відсотках відносно до маси проби сухого грунту, взятого для аналі­зу.

Визначення гранулометричного складу полягає в розділенні грунту на фракції (групи часток близьких за крупністю) і визначенні їх відсоткового вмісту.

Гранулометричний склад пісків визначають ситовим методом: без промивання водою - для ви­ділення часток розміром від 10 до 0,5 мм; з промиванням водою - для виділення часток розміром від 10 до 0,1 мм.

Характеристики фракцій	Розмі]					ри часток» мм
	>10	10- 2,0	2,0-1,0	1,0-0,5	0,5-0,25		0,25-0,10	0,10-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	-(0,001
Вміст фракцій, %		0,0	0,0	0,0	0,0		3,0	28,0	49,0	7,0	9,0	4,0

Т аблиця 1

Побудову сумарної кривої потрібно почати з визначення послідовно сумарного вмісту часток ґрунту діаметром менше певного розміру, тобто ми весь час відповідаємо на запитання: який вміст фракцій менше 0,001; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,25 мм тощо. Для цього в таблиці 6.1 справа наліво ми сумуємо вміст фракцій а результати записуємо в рядок сумар­ний вміст фракцій. При цьому ці значення записують проти границі між фракціями, тобто графи зміщені на пів кроки. Далі на графіку по осі абсцис відкладаємо діаметр часток в логарифмічному масштабі, а по осі ординат - сумарний вміст фракцій (%) у лінійному масштабі (Рис.6.1)

За гранулометричним складом різновид великоуламкових ґрунтів та піску встановлюють послі­довним підсумовуванням вмісту частинок, більших даного діаметру. Для цього в зліва направо ми су­муємо вміст фракцій а результати записуємо в рядок сумарний вміст фракцій. При цьому ці значення записують проти границі між фракціями, тобто графи зміщені на пів кроки.

таблиці 6.1

Характеристики фракцій	Розміри часток, мм
	>10	10-2,0	2,04,0	1,0-0,5	0,5-0,25	0,25-0,10	0,10-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001
Вміст фракцій, %		0,0	0,0	0,0	0,0	3,0	28,0	49,0	7,0	9,0	4,0
Розміри часток, мм	Вміст часток, більших даного діаметра
	>10	>2,0	>1,0	>0,50	>0,25	>0,10	>0,05	>0,01	>0,005	>0,001	-
Сумарний вміст фракцій, %	-	-	-	-	-	100	97	69	20	13	4

Визначаємо сумарний вміст фракцій, гранулометричного складу для свердловин Київської області.

Свердловина 1

Відмітка гирла свердловини: №=209,6 (м);

Відмітка проб зразків грунту: Н-207,5 (м); Потужність залягання шару: 2,6 (м)

Характеристики											Розміри часток,				мм
фракція	>2,0		2,0-1,0		1,0-0,5			0,5-0,25				0,25-0,10		0,10-0,05				0,05-0,01		0,01-0,005		<0,005
Вміст фракцій, %	4.5		6.5		8.0			14.0				46.0		10.0				4.5		4.0		2.5
Сумарний вміст фракцій, %	100	95.5		89.0		81.0				67.0			21.0			11.0			6.5		2.5

Свердловина 2

Відмітка гирла свердловини: Н=209,7 (м);

Відмітка проб зразків грунту: Н-208,0 (м); Потужність залягання шару: 2,0 (м)

Характеристики										Розміри часток,			мм
фракцій	>2,0		2,0-1,0			1,0-0,5		0,5-0,25			0,25-0,10		0,10-0,05		0,05-0,01		0,01-0,005			<0,005
Вміст фракцій, %	13.5		5.5			18.5		34.5			18.5		3.5		2.0		1.0			3.0
Сумарний вміст фракцій, %	100	86.5			81.0		62.5		28.0			9.5		6.0		4.0			3.0

Склад пісків в сверддоиші 1- гравіюватий. Склад пісків в свердловині 2- гравіюватий.

Рівненська область

Свердловина З

Відмітка гирла свердловини: 11=216,4 (м);

Відмітка проб зразків грунту:

Потужність залягання шару: 8,4 (м)

Характеристики фракцій	Розміри часток, мм
	>2,0		2,0-1,0		і.о- 0,5		0,5-0,25		0,25-0,10		0,10-0,05		0,05-0,01		0,01-0,005		<0,005
Вміст фракцій, %			8.2		8.3		12.5		7.6		14.2		15.2		20.4		13.6
Сумарний вміст фракцій, %		100		91.8		83.5		71.0		63.4		49.2		340		136

Свердловина 4

Відмітка гирла свердловини: №=232,4 (м);

Відмітка проб зразків грунту: Н=286,9 (м); Потужність залягання шару: 12,1 (м)

Характеристики фракцій	Розміри часток, мм
	>2,0		2,0-1,0		1,0-0,5		0,5-0,25		0,25-0,10		0,10-0,05		0,05-0,01		0,01-0,005		<0,005
Вміст фракцій, %					4.9		4.8		3.5		2.4		40.0		32.4		12.0
Сумарний вміст фракцій, %	—■•■»*■	«•-*•——		100		95.1		90.3		86.8		84.4		44.4		12.0

Свердловина 5

Сумарний вміст фракцій, %

Відмітка гирла свердловини: Н=236,0 (м);

Характеристики фракцій		Розміри часток, мм
		>2,0		2,0-1,0		1,0-0,5		0,5-0,25		0,25-0,10		0,10-0,05		0,05-0,01		0,01-0,005	<0,005
Вміст фракцій, %				3,9		2.3		5.6		4.8		2.4		31.6		38.2	11.2
100	96.1		93.8		88.2		83.4		81.0		49,4		11.2

Різновид пісків в свердловині 3 - крупний. Різновид пісків в свердловині 4~середньої крупності. Різновид пісків в свердловині 5 ~ крупний.

Після визначення сумарного вмісту фракцій,гранулометричного складу, будуємо сумарну криву на логарифмічному графіці за допомогою формули ступень неоднорідності визначаємо неоднорідність грунту на кожній свердловині.

П

Шляхом порівняння сумарного вмісту фракцій з класифікаційними критеріями підрозділяють грунт згідно таблиці (табл, 8.10). Назву приймають за першою задовільняючою ознакою.

Таблиця 8.10

Різновид ґрунтів	Розмір зернин, Часток д, мм	Вміст зернин, часток, % за масою
Великоуламкові: - валунний(при переважній більшості неокатаних часток -глибистий)	>200	>50
- галечниковий (при неокатаних гранях - щебенис­тий)	> 10	>50
гравійний (при неокатаних гранях -дресв'яний)	>2	>50
Піски: - гравіюватий	>2	>25
- крупний	> 0,50	>50
- середньої крупнисті	>0,25	>50
- мілкий	>0,10	>75
- пилуватий	>0,10	<75

римітка. За наявності у великоуламкових ґрунтах піщаного заповнювача більше 40 % чи глинистого заповнювача більше 30 % від загальної маси повітряно-сухого ґрунту в на­йменуванні великоуламкового ґрунту додається найменування виду заповнювача та вказу­ється характеристика його стану. Вид заповнювача встановлюється після видалення з ве­ликоуламкового ґрунту часток крупніше за 2 мм.

Визначення різновидів великоуламкових грунтів і піску за ступенем неоднорідності грануломет­ричного складу

Назва великоуламкових грунтів і пісків повинна і доповнюватися ступенем неоднорідності гра­нулометричного (зернового) складу.

Ступінь неоднорідності гранулометричного складу С_и є показник неоднорідності

гранулометричного складу та визначається за формулою:

C_U=d₆₀/d₁₀

де d₆₀, d₁₀ - діаметри часток, мм, менше яких у ґрунті міститься відповідно 60 та 10 % (за масою) часток

За ступінь неоднорідності гранулометричного складу С_и велико уламкові ґрунти та піски під­розділяють на:

• однорідний ґрунт С_и<3;

• неоднорідний ґрунт С_и >3.

Визначаємо ступінь неоднорідності гранулометричного складу для свердловин. Свердловина З

C_U=d₆₀/d₁₀ =0.31/0.072=4.3 — неоднорідний.

Свердловина 5

C_U=d₆₀/d₁₀ = 0.13/0.024=5.4 - неоднорідний.

Для визначення діаметрів часток d₆₀, d₁₀ будують інтегральну (сумарну) криву гранулометрично­го складу, яка відображує сумарний процентний вміст фракцій менших певного діаметра. Для велико­го діапазону визначення розмірів фракцій, наприклад, від 0,001 мм до 10 мм, або від 0,01 до 10 мм крива будується в напівлогарифмічному масштабі. Для побудови кривої на осі абсцис, відкладають логарифм діаметрів часток, а на осі ординат - процентний вміст часток, діаметр яких менший від діа­метра, зазначеного на осі абсцис.

Побудову сумарної кривої потрібно почати з визначення послідовно сумарного вмісту часток ґрунту діаметром менше певного розміру, тобто ми весь час відповідаємо на запитання: який вміст фракцій менше 0,001; 0,005; 0,01; 0,05; 0,1; 0,25 мм тощо. Для цього в таблиці 6.1 справа наліво ми сумуємо вміст фракцій а результати записуємо в рядок сумарний вміст фракцій. При цьому ці зна­чення записують проти границі між фракціями, тобто графи зміщені на пів кроки.

таблиці 6.1

Характеристики фракцій	Розмг					ри часток, мм
	>10	10- 2,0	2,0-1,0	1,0-0,5	0,5-0,25		0,25-0,10	0,10-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	0,005-0,001	<0,001
Вміст фракцій, %		0,0	0,0	0,0	0,0		3,0	28,0	49,0	7,0	9,0	4,0
Розміри часток, мм	Вміст часток, менших даного діаметра
	>10	>2,0	>1,0	>0,50	>0,25		>0,10	>0,05	>0,01	>0,005	>0,001	-
Сумарний вміст фракцій, %	-	-	-	-	-		100	97	69	20	13	4,0

За даними механічного аналізу побудувати логарифмічну сумарну криву механічного складу ґрунту, вирахувати коефіцієнт неоднорідності та визначити назву грунту.

Далі на графіку по осі абсцис відкладаємо діаметр часток в логарифмічному масштабі, а по осі ординат - сумарний вміст фракцій (%) у лінійному масштабі (Рис.6.1).

Якщо діапазон визначення розмірів фракцій менший, наприклад, від 0,1 до 2 ММ, криву можна накреслити у 'звичайному масштабі.

Результати гранулометричного аналізу для наочності зображують графічно у вигляді циклограм, трикутників, а частіше за усе у вигляді сумарних кривих у півлогарифмічних координатах.

Після побудови сумарної (інтегральної) кривої визначаємо величини ефективного сі_е=с1₁₀ та контролюючого й^гйм діаметрів, тобто розміри часток, менше яких в породі міститься 10 і 60%. однорідний грунт Си < З неоднорідний грунт Си > 3.

Напівлогаріфмічна сітчатка для побудови інтегральної (сумарної) крівої гранулометрич­ного (механічного) складу грунту та визначення різновидів великоуламкових ґрунтів і піску.

Універсальна сітчатка на відміну від звичайної має дві вертикальні шкали;

0

л

40

іворуч - шкала вмісту зернин (часток) менших й> в % за масою, праворуч - шкала вмісту зернин (часток) більших </,в % за масою.

Це дозволяє замість побудови двох інтегральних (сумарних) крівих механічного (гранулометри­чного) складу грунту користовуватись одною, яка при наявності двох вертикальних шкал, може вико­ристовуватись як

- для визначення назви великоуламкових ґрунтів і піску (використовуючи шкалу праворуч), так і

- для визначення сію, сію - діаметрів часток, мм, менше яких у ґрунті міститься за масою відповід­но 60 та 10 % часток (використовуючи шкалу ліворуч).

Окрім цього, на універсальній напівлогаріфмічній сітчатці

- виділені границі (поля) різновидів великоуламкових ґрунтів і піску згідно таблиці 8ДО, що зпрощує визначення назви (не має потреби кожен раз звертатись до таблиці 8.10),

- наводиться експлікація ) різновидів великоуламкових ґрунтів і піску,

• позначені контролюючі діаметри (розміри часток) границь між різновидами (200,10,2,0,0,5, 0,25 і 0,10 мм) та

• від шкали, що праворуч, демарковані границі забезпеченністі (вмісту зернин, часток, % за ма­сою) між різновидами (25, 50,75 %%) -,

• 60 та 10% часток.

  на шкалі, що ліворуч, виділені проценти 10 та 60, які неохідні для визначення йф, йю - діаметрів часток, мм, менше яких у ґрунті міститься за масою відповідно

Піски:
-Гравіюватий	>2	>25
-Крупний	>0,50	>50
-Середньої крупності	>0,25	>50
-Мілкий	>0,1 0	>75
-Пилуватий	>0,1 0	<75

Великоуламкові:
- валунний (при
	>200	>50
переважній більшості
неокатаних часток -
глибистий)
- галечниковий (при
неокатаних гранях -	>10	>50
щебенистий)
- гравійний (при
неокатаних гранях -	>2	>50
дресв'яний)

	Великоуламкові грунти:
1	Галечниковий (при неокатаних гранях - щебенистий)	>10
2	Гравійний (при неокатаних гранях - дресвятий)	>2
	Піски:
3	Гравіюватий	>2
4	Крупний	>0.50
5	Середню крупнисті	>0.25
6	Мілкий	>0.10
7	Пилуватий	>0.10

Визначення різновидів великоуламкових грунтів і піску за коефіцієнтом водонаси-

чення Sг

Будівельні властивості пісків залежать не тільки від їх зернового складу, але і від їх стану -щільності будови та водонасичення.

За коефіцієнтом водонасичення великоуламкові грунти та піски підрозділяють­ся згідно з таблицею 8.17

Коефіцієнт водонасичення Sr - ступінь заповнення об'єму пор водою. Визначається за формулою:

Sr=Wp/ep_w

де W - природна вологість ґрунту, д.о.; е - коефіцієнт пористості; р_s - щільність часток ґрунту, г/см ; р_W - щільність води, що дорівнює 1 г/см.

Визначаємо коефіцієнт водо насичення для свердловин.

Для свердловини 1 різновид пісків гравіюватий.

^{SГ= (11.5 * 2.5)/(0.594 * 100) = 0.48 - Грунт малого ступеню водонасичення}

Для свердловини 2 різновид пісків гравіюватий.

Sr=(12,3*2,5)7(0,594* 100>=0,51 - Середнього ступеню водонасичення

Таблиця 8.17

Різновид грунтів	Коефіцієнт водонаси­чення SГ, д.о.
Малого ступеню водонасичення	0-0,50
Середнього ступеню водонасичення	0,50-0,80
Насичені водою	0,80 -1

Визначення різновидів пісків за коефіцієнтом пористості е

За щільністю будови в залежності від коефіцієнта пористості е піски підрозділя­ються згідно з таблицею 8Л8.

Коефіцієнт пористості е - відношення об'єму пор в зразку грунту до об'єму твердих частинок грунту, визначається за формулою:

e=(p_s-p_d)/p_d

де рз - щільність часток ґрунту, г/см ; ра - щільність сухого ґрунту, г/см

Свердловина 1: e=(p_s-p_d)/p_d = 0,594 Різновид ґрунту: пісок пилуватий, середньої щільності Свердловина 2:

e= 0,602

Різновид ґрунту: пісок пилуватий, середньої щільності

Таблиця 8.18

Різновид пісків	Коефіцієнтом пористості е, д,о.
	Піски гравіюваті, крупні та середньої крупності	Піски мілкі	Піски пилуваті
Щільний	<0,55	<0,60	<0,60
Середньої щільності	0,55-0,70	0,60-0,75	0,60-0,80
Пухкий	>0,70	>0,75	>0,80