Порядок определения физических свойств связных (глинистых) грунтов.

АНАЛИЗ РЕЗУЛЬТАТОВ ИНЖЕНЕРНО-ГЕОЛОГИЧЕСКИХ ИЗЫСКАНИЙ

Методические указания

к практической работе по инженерной геологии

для студентов очной и заочной форм обучения

направления 270100 «строительство»

	Ижевск
Издательство ИжГТУ

УДК 624.131.1

ББК 26.329

П63

Рецензенты: канд. техн. наук, доц. В. А. Крутиков, канд. техн. наук, доц. Ю. А. Ельцов, ООО ПКФ «ЕС»

Методические указания утверждены на заседаниикафедры «Геотехника и строительные материалы» 03.09.2009 г., протокол № 28.

© Репина И. И., Токарев Ю.В. составление, 2011

© Ижевский государственный технический университет, 2011

Введение.

Одной из основных задач инженерно-геологических изысканий для строительства любого объекта является получение нормативных и расчетных физико-механических характеристик грунтов, служащих основанием фундамента сооружения.

Целью данных методических указаний является ознакомление студентов с основополагающим нормативным документом по классификации грунтов в строительстве ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация», а также развитие навыков и умения устанавливать разновидности грунтов на основе их лабораторных данных по их физическим характеристикам.

В практической работе устанавливается классификация грунтов, применяемая при производстве инженерно-геологических изысканий, проектировании и строительстве в соответствии с международным стандартом ГОСТ 25100-95.

Классификация грунтов.

Согласно ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» все грунты по общему характеру структурных связей делятся на четыре класса:

I. Класс природных скальных грунтов (с жесткими структурными связями – кристаллизационными и цементационными) – магматические, метаморфические и прочные осадочные грунты;

II. Класс природных дисперсных грунтов (с механическими и водно-коллоидными структурными связями) – рыхлые осадочные грунты;

III. Класс природных мерзлых грунтов (с криогенными структурными связями, т.е. с наличием льда и отрицательной температурой) – скальные и дисперсные грунты;

IV. Класс техногенных грунтов (с различными структурными связями, возникшими в результате деятельности человека) – скальные, дисперсные и мерзлые грунты.

Классы грунтов согласно ГОСТ 25100-95 подразделяются на пять таксономических единиц, по следующим признакам:

— группа – по характеру структурных связей (с учетом их прочности) – скальные, полускальные; связные, несвязные;

— подгруппа – по происхождению и условиям образования (магматические, метаморфические, осадочные);

— тип – по вещественному составу (силикаты, карбонаты, сульфаты и т.д.);

— вид – по наименованию грунтов (с учетом размеров частиц и показателей свойств) – песок, глина, известняк, галечниковый грунт и т.д.;

— разновидности – по количественным показателям вещественного состава, свойств и структуры грунтов.

Более подробное описание типов, видов и разновидностей грунтов студенты могут получить при изучении ГОСТ 25100-95, таблицы 1,2.

Наименования грунтов должны содержать сведения об их геологическом возрасте. Например, «верхнечетвертичные суглинки», «палеогеновые глины» и т.д.

Определение физико-механических свойств грунтов.

Все грунты различаются по структуре, текстуре, условиям залегания, минералогическому и петрографическому составу, что обуславливает различие их физико-механических свойств.

Физические свойства характеризуют физическое состояние грунтов. Важнейшие физические свойства: плотность, влажность, пористость, пластичность и т.д.

Водные свойства проявляются в отношении горных пород к воде. Они характеризуют способность породы изменить состояние, прочность и деформируемость при взаимодействии с водой, поглощать и удерживать воду, фильтровать ее. Важнейшие водные свойства: водоустойчивость (растворимость воде), влагоемкость, водоотдача, капиллярность, водопроницаемость и др.

Механические свойства определяют поведение грунтов при воздействии на них внешних нагрузок (усилий). Различают прочностные и деформационные и свойства.

Задание посвящено определению показателей, которые используются для оценки вышеописанных (физических, водных и механических) свойств дисперсных грунтов, а также изучению методов их определения.

В соответствии с указанным вариантом (Приложение 1) для каждой из трех проб грунта рассчитать по формулам основные показатели, характерные для связных и несвязных грунтов, определить наименование каждого образца и дать его полную характеристику.

Порядок определения физических свойств связных (глинистых) грунтов.

Основным критерием для определения группы дисперсного грунта – связный или несвязный, является число пластичности.

Если I_p≤0,01 (1%), то дисперсный грунт является несвязным (песчаным или крупнообломочным), если Ip>0,01, то грунт связный, глинистый (супесь, суглинок или глина).

Для глинистых грунтов классификационными характеристиками являются: число пластичности, показатель текучести, просадочность, набухаемость, водопроницаемость, наличие органики, степень водонасыщения, степень морозной пучинистости.

1. Наименование (разновидность) глинистого грунта определяют по числу пластичности (таблица 1).

Число пластичности I_p – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p. W_L и W_p определяют по ГОСТ 5180 (таблица 1).

(1)

Основные разновидности грунтов по I_p (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.11)

Таблица 1

Примечание^ Илы подразделяют по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.

Если I_p<0,01 (1%), то дисперсный грунт является несвязным (песчаным или крупнообломочным).

2. Для характеристики консистенции глинистого грунта в строительных целях используют показатель текучести (консистенции) I_L:

(2)

где W – естественная влажность грунта, д.ед.;

W_p – нижний предел пластичности (влажность на границе раскатывания), д.ед.;

I_p – число пластичности, д.ед.

Основные разновидности глинистых грунтов по I_L(по ГОСТ 25100-95, табл.Б.14)

Таблица 2.

3. По гранулометрическому составу и числу пластичности I_p глинистые группы подразделяют согласно таблице 3 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.12).

Таблица 3

4. По наличию включений глинистые грунты подразделяют согласно таблице 4 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.13).

Таблица.4

5. По относительной деформации набухания без нагрузки e_sw глинистые грунты подразделяют согласно таблице 5 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.15).

Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) e_sw ³ 0,04.

Относительная деформация набухания без нагрузки e_sw, д. е. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143.

(3)

- величина абсолютной деформации грунта при набухании, мм.

- высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), мм.

Для расчетов h₀ =50мм.

Таблица 5

6. По относительной деформации просадочности e_sl глинистые грунты подразделяют согласно таблице 6 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.16).

Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки e_sl ³ 0,01.

Относительная деформация просадочности , д. е. – отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161.

(4) где — дополнительное сжатие (просадка) грунта в результате замачивания, мм;

— высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), мм;

Для расчетов h₀ =50мм.

Таблица 6

7. Рассчитывают плотность сухого грунта r_d, г/см³ – отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда) к его объему:

(5)

где r — плотность грунта, г/см³;

W — влажность грунта, д. е.

8 Пористость грунта n, %, доли ед., – отношение объема пор ко всему объему грунта:

(6)

где ρ_s – плотность частиц грунта – масса единицы объема минеральной части, г/см³;

r_d – плотность сухого грунта, г/см³.

Средние значения ρ_s песчаных и пылевато-глинистых грунтов следующие (в г/см³): песок – 2,66; супесь – 2,70; суглинок – 2,71; глина – 2,74.

9 Коэффициент пористости е, доли ед., – отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта:

или (7)

10 Коэффициент водонасыщения (степень влажности) S_r, доли ед., – степень заполнения объема пор водой:

(8)

где ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³;

W –природная влажность, доли ед.;

е–коэффициент пористости, доли ед.;

ρ_w –плотность воды, принимаемая равной 1,0г/см³.

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

По относительной деформации пучения e_fn грунты подразделяют согласно таблице 7.

Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения e_fn ³ 0,01.

Таблица 7.

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

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: