Удельный вес насыщенного водой грунта

Измеряемые характеристики грунтов

Удельный вес грунта

Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.

Удельный вес грунта вычисляется через его плотность:

γ = ρ * g

где ρ — плотность грунта, т/м³;
g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².

Плотность сухого (скелета) грунта

Плотность сухого (скелета) грунта ρ_d — природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³. Устанавливается расчетом:

ρ_d = ρ / (1+0,01W)

где W — природная (естественная) весовая влажность грунта, %;
ρ — природная (естественная) весовая плотность грунта, г/см³ (т/м³).

Коэффициент пористости грунта

Коэффициент пористости — это отношение объема пустот к объему твердых частиц в долях единицы. Устанавливается расчётом:

e = (ρ_s — ρ_d) / ρ_d

где ρ_s и ρ_d — соответственно плотность частиц и плотность сухого (скелета) грунта, г/см³ (т/м³).

Принимаемая плотность частиц ρ_s (г/см³) для грунтов

Грунт	Плотность частиц ρs (г/см³)
песчаные грунты	2,66
супеси	2,7
суглинки	2,71
глины	2,74

Коэффициент пористости е, для песчаных грунтов разной плотности

Песок	Гравелистый, крупный и средней крупности	Мелкий	Пылеватый
Плотный	e ≤ 0,55	е ≤ 0,6	е ≤ 0,6
Средней плотности	0,55 0,7	е > 0,75	е > 0,8

Степени влажности грунта

Степень влажности грунта S_r — отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха):

S_r = (W * ρ_s) / (е * ρ_w)

где ρ_s — плотность частиц грунта (плотность скелета грунта), г/см³ (т/м³);
е — коэффициент пористости грунта;
ρ_w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³ (т/м³);
W — природная влажность грунта, выраженная в долях единицы.

Грунты по степени влажности

Грунт	Степень влажности
Маловлажный	0

Пластичность грунта

Пластичность грунта — его способность деформироваться под действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения деформирующего усилия.

Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.

Граница текучести W_L характеризует влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в полужидкое — текучее. При этой влажности связь между частицами нарушается благодаря наличию свободной воды, вследствие чего частицы грунта легко смещаются и разъединяются. В результате этого сцепление между частицами становится незначительным и грунт теряет свою устойчивость.

Граница раскатывания W_P соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > W_P) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.

Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта I_P. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:

I_P = W_L — W_P

Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности.

Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице:

Грунт	Число пластичности IP	Содержание песчаных частиц (2-0,5мм) % по массе
✦ Супесь
песчанистая	1 — 7	≥ 50
пылеватая	1 — 7	27	не регламентируется

Текучесть глинистых грунтов

Показать текучести I_L выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов. Определяется расчетом из формулы:

I_L = (W — W_P) / I_P

где W — природная (естественная) влажность грунта; W_P — влажность на границе пластичности, в долях единицы; I_P — число пластичности.

Источник

Характеристики грунтов

Прочность, устойчивость и нормальная эксплуатация зданий и сооружений определятся не только конструктивными особенностями сооружения, но и свойствами грунтов, на которых они возводятся. Состав, строение и свойства грунтов разных строительных площадок определены природой и могут существенно различаться, требуя каждый раз специального изучения. Разнообразие состава, строения и состояния грунтов делает неизбежным введение значительного числа различных физических характеристик. Некоторые из них непосредственно применяются в расчетах оснований, другие – для классификации грунтов.

Измеряемые характеристики

Удельный вес грунта

Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.

Удельный вес грунта вычисляется через его плотность: γ = g·ρ

• ρ ‑ плотность грунта, т/м³;
• g ‑ ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².

Плотность сухого (скелета) грунта

Плотность сухого (скелета) грунта ρd ‑ природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³.

Устанавливается расчетом: ρ_d= ρ / (1+0,01W)

• где W ‑ природная (естественная) весовая влажность грунта, %;
• ρ ‑ природная (естественная) весовая плотность грунта, г/см³ (т/м³)

Пористость грунта

Предел прочности на сжатие

Влажность грунта

Влажность грунта, W % — массовое (весовое) W или объёмное W_n относительное содержание воды в порах грунта. Объёмная влажность W_n изменяется от 0 до 100 %. Расчитывается по формуле: p = m / V

Источник

Плотность грунта в водонасыщенном состоянии

29.04.2009, 09:39 1 | #2

Помогите разобраться как определяется плотность грунта в водонасыщенном состоянии.

Плотность грунта — отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему.

p — плотность при полной влагоемкости
pd — плотность сухого грунта
w0 — полная влагоемкость

w0 = e/ps
e — коэф. пористости
ps — плотность частиц грунта

П.С. А вообще в геологии должны давать.

29.04.2009, 10:36 #3

29.04.2009, 10:51 #4

коэф.пористости для грунта в условиях природного залегания (по данным изысканий) и в водонасыщенном состоянии должен отличаться?!

Коэф. не должен отличаться.
e = (ps — pd)/pd
Из формулы видно, что коэф. зависит только от плотности скелета и плотности сухого грунта.

Плотность грунта зависит от того на сколько заполнено водой пространство между частицами грунта. При Sr=1 — на 100%.

А коэф. пористости характеризует это пространство между частицами грунта, которое может быть заволнено газом (воздухом) либо водой.

Источник

Удельный вес насыщенного водой грунта

Удельный вес — отношение веса частиц грунта, высушенных при температуре 100-105° до постоянного веса, к их объему. Удельный вес грунта зависит от минералогического состава и наличия в нем органических веществ.
Грунты, применяемые в земляных сооружениях, обычно имеют более или менее постоянный удельный вес, если они не содержат растительных остатков (табл. 6).

Таблица 6 Удельный вес различных грунтов

Объемным весом грунта называют вес его в единице объема. Так как грунт в обычных условиях применения относится к трехфазной системе, объемный вес его не остается постоянным, а меняется с изменением влажности. Исходя из этого различают два вида объемного веса: сухого и влажного грунта.
Объемный вес сухого грунта (скелета) , когда он высушен до постоянного веса при температуре 100-105°, определяют по формуле:

(4)

где: n — пористость грунта в долях единицы.
Объемный вес влажного грунта зависит от количества воды в порах и определяется по формуле:

(5)

где: W — весовая влажность грунта.
В производственных условиях, когда говорят об объемном весе грунта , подразумевают вес его в условиях естественной влажности. Такое понятие, строго говоря, несколько неопределенно, тем не менее оно укоренилось и вошло в техническую литературу (табл. 7).

Таблица 7 Осредненные значения объемного веса грунтов естественной влажности

Для грунта, полностью насыщенного водой, т. е. когда он залегает ниже уровня грунтовых вод, объемный вес, по закону Архимеда, уменьшается на величину вытесненной твердыми частицами воды.
Объемный вес грунта, погруженного в воду, может быть определен по одной из двух формул, в зависимости от известных исходных параметров:

(6а)

(66)

где:
— объемный вес грунта, взвешенного в воде;
— удельный вес воды;
— пористость грунта.

Определяющим фактором объемного веса грунта, взвешенного в воде, является пористость, так как удельный вес частиц грунта — величина более или менее постоянная (табл. 6).

Объемный вес грунта, взвешенного в воде, в зависимости от пористости

Для упрощения расчетов часто принимают объемный вес грунта взвешенного в воде равным 1, что соответствует случаю пористости грунта, близкой к 40%.

Источник

Вычисляемые характеристики грунтов

Краткое содержание статьи

Вычисление удельного веса грунта

Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.

Удельный вес грунта вычисляется через его плотность:

где ρ — плотность грунта, т/м³; g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².

Определение плотности сухого (скелета) грунта

Плотность сухого (скелета) грунта ρ_d — природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³.

где W — природная (естественная) весовая влажность грунта, %; ρ — природная (естественная) весовая плотность грунта, г/см³ (т/м³)

Определение коэффициента пористости грунта

Коэффициент пористости e — это отношение объема пустот к объему твердых частиц в долях единицы. Устанавливается расчётом:

где ρ_s и ρ_d — соответственно плотность частиц и плотность сухого (скелета) грунта, г/см³ (т/м³).

Плотность частиц ρ_s принимается равной для песчаных грунтов 2,66 г/см³, супесей — 2,7 г/см³, суглинков — 2,71 г/см³, глин — 2,74 г/см³

Песчаные грунты по плотности сложения

Пе­сок	Ко­эф­фи­ци­ент по­ри­сто­сти е, (в до­лях еди­ни­цы)
	Гра­ве­ли­стый, круп­ный и сред­ней круп­но­сти	Мел­кий	Пы­ле­ва­тый
Плот­ный	e ≤ 0,55	е ≤ 0,6	е ≤ 0,6
Сред­ней плот­но­сти	0,55 0,7	е > 0,75	е > 0,8

Определение показателя текучести глинистых грунтов

Показать текучести I _L выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов.

Определяется расчетом из формулы:

где W — природная (естественная) влажность грунта; W_p — влажность на границе пластичности, в долях единицы; I _p — число пластичности.

В зависимости от показателя текучести пылевато-глинистые грунты могут иметь плотность сложения согласно таблице 7.

Глинистые грунты по плотности сложения

Грунт		По­ка­за­тель те­ку­че­сти I L
Су­песь	твер­дая	I L ≤ 0
	пла­стич­ная	0 ≤ I L ≤1
	те­ку­чая	I L >1
Су­гли­нок и гли­на	твер­дые	I L ≤ 0
	по­лутвер­дые	0 ≤ I L ≤0,25
	ту­го­пла­стич­ные	0,25 1

Определение степени влажности грунта

Степень влажности грунта S_r — отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха):

где ρ_s — плотность частиц грунта (плотность скелета грунта), г/см³ (т/м³); е — коэффициент пористости грунта; ρ_w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³ (т/м³); W – природная влажность грунта, выраженная в долях единицы.

Источник