Удельный вес грунта откоса - Ремонт и дизайн от ZerkalaSPB.ru
8 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Удельный вес грунта откоса

Понятия об удельном и объемном весе грунтов

Удельный вес — это отношение веса частиц породы к их объему.

Численно удельный вес равен весу единицы объема скелета грунта при условии отсутствия пор.

Удельный вес зависит от минералогического состава грунта и увеличивается с увеличением содержания в нем тяжелых минералов. Так, у основных пород, содержащих железо, магний, удельный вес выше, чем у кислых, состоящих в основном из кварца.

Наличие в минеральном грунте гумуса и органических веществ снижает удельный вес.

Удельный вес обычно определяют в стационарных или полевых лабораториях по образцам пород, измеряя объем и вес твердой фазы грунта. Вес частиц породы определяют путем взвешивания высушенной пробы грунта, а его объем находят следующими способами: пикнометрическим, объемным, вытеснением газа, гидростатическим взвешиванием. Наибольшее распространение получил пикнометрический способ.

Объемный вес грунта — это вес единицы объема. Объемный вес характеризует инженерно-геологические свойства и структурные особенности грунта (плотность расположения слагающих элементов) после взрыва заряда ВВ. Различают объемный вес сухого грунта (объемный вес скелета) и влажного грунта.

Объемный вес влажного грунта — это вес единицы объема грунта с естественной влажностью и структурой.

Объемный вес влажного грунта зависит от его минералогического состава, пористости и влажности. Грунты одного и того же минералогического состава и одной пористости могут иметь различный объемный вес из-за разной их влажности, и наоборот, грунты с одинаковой влажностью могут различаться по объемному весу вследствие их разного минералогического состава и пористости. Объемный вес дисперсных грунтов (связных, несвязных и крупнообломочных) колеблется от 1,3 до 2,4 г/см 3 .

Объемный вес большинства скальных грунтов близок к удельному весу вследствие малой пористости грунтов этой группы. Так, объемный вес изверженных и метаморфических пород 2,5— 3,5, аргиллитов и алевролитов 2—2,5, песчаников 2,1—2,65 и известняков 2,3—2,9 Г 1см 3 .

Объемный вес влажного грунта является расчетным показателем при определении давления пород на подпорную стенку, устойчивости откосов и оползневых склонов, допускаемого давления в основании сооружений. Кроме того, его используют при расчетах объемного веса скелета грунта.

Объемный вес сухого грунта или объемный вес скелета грунта — это вес единицы объема абсолютно сухой породы:
Объемный вес скелета зависит от пористости и минералогического состава грунта. Чем меньше пористость и выше содержание тяжелых минералов в породе, тем больше объемный вес ее скелета.

Методы для определения объемного веса пород подразделяются на две группы: методы, позволяющие определить плотность пород в условиях их естественного залегания, и методы, применяемые для определения объемного веса, как правило, небольших образцов грунта, извлекаемых из массива. Методы первой группы применяются исключительно в полевых условиях, а методы второй группы применяются как в полевых, так и в лабораторных условиях.

Определение удельного веса грунта

Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта ненарушенной структуры и естественной влажности. Удельный вес грунта определяют методом режущих колец. Удельный вес грунта равен отношению массы грунта природной влажности m к его объему V, умноженному на ускорение свободного падения g.

γ = ρn g, (1.3.)

где ρn — плотность грунта, ρn =m/V (1.4.)

Для каждой разновидности грунта выполняют не менее трех равноценных определений удельного веса. За нормативное значение удельного веса грунта принимают среднее арифметическое из результатов равноценных определений с точностью до двух знаков после запятой. Пример определения удельного веса грунта приведен в табл.1.2.

Определение удельного веса грунта

Плотность грунта ρn=m/v, г/см 3

Удельный вес грунта γnng, кН/м 3

пустого бюкса m1

бюкса с ґрунто m2

Определение природной влажности грунта

Природной влажностью грунта w называют отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе грунта, высушенного (до постоянной массы) при температуре 100 — 105° С. После определения начальной массы грунта m, бюкс с грунтом высушивают в сушильном шкафу до практически полной потери влажности (рис.1.1.). Далее, после охлаждения в эксикаторе, определяют массу сухого грунта mс и w рассчитывают по формуле:

Читать еще:  Хорошая грунтовка для акриловой краски

w = mв / mс, (1. 5.)

где mв — масса воды, содержащейся в грунте;

mс — масса скелета грунта.

Рис.1.1. Общий вид сушильных шкафов

За нормативное значение природной влажности грунта принимают среднее арифметическое значение результатов испытаний (не менее трех), имеющих расхождение не более 0,02 г/см 3 . Пример определения природной влажности приведен в табл.1.3.

Определение природной влажности грунта

бюкса с влаж­ным грунтом

бюкса с сухим грун­том m3

Определение пределов пластичности

Пластичность грунта это способность грунта изменять свою форму, деформироваться, под воздействием внешних воздействий без образования трещин и сохранять принятую форму после снятия нагрузки. Пластичность имеет пределы: верхний — влажность на границе текучести w L, нижний – влажность на границе пластичности (раскатывания) wp.

Влажностью на границе текучести w L называют влажность, при которой в предварительно измельченный, просеянный и затворенный водой грунт «балансирный конус» Васильева погружается под действием собственного веса за 5 секунд на глубину 10,0 мм (до метки на конусе) (рис. 1.2).

Рис. 1.2. Приборы для определения предела пластичности: 1 – эксикатор, 2 – бюксы, 3 – стаканчики с конусом и подставкой, 4 – чашечка с песком, 5 – дощечка, 6 – конус Васильева.

Влажностью на границе раскатывания wp называют влажность, при которой предварительно измельченный, просеянный и затворенный водой грунт раскатывается в жгут, который при толщине 3 мм крошиться на части длиной 3 — 5 мм по всей его длине жгута.

Численные значения w L и w p определяют по формуле (1.5) аналогично определению природной влажности грунта.

За нормативное значение пределов пластичности принимают среднее арифметическое из результатов равноценных определений. Пример определения границ пластичности в табл.1.4.

Таблицы допустимого давления на грунт и несущей способности грунта.

При разработке проекта для фундамента дома учитываются все факторы, в том числе и особенности грунтов. Для расчета общей допустимой нагрузки дома на грунт фундамента вы можете использовать формулу: A = Vдома (кг) / Sфунд (см2).

Таблица допустимого давления на грунт, кг/см 2 .

Грунт

Глубина заложения фундамента

Щебень, галька с песчаным заполнением

Дресва, гравийный грунт из горных пород

Песок гравелистый и крупный

Щебень, галька с илистым заполнением

Песок средней крупности

Песок мелкий маловлажный

Песок мелкий очень влажный

Иногда влажность грунтов может изменяться в большую сторону, в таких случаях несущая способность почвы становится меньше. Рассчитать влажность грунта можно самостоятельно. Для этого необходимо выкопать скважину или яму, и в том случае если через какой либо промежуток времени в ней появляется вода – грунт влажный, а если ее нет, то он сухой. Ниже мы рассмотрим плотность и несущей способности различных грунтов. Для расчета фундамента вы можете воспользоваться калькулятором фундамента.

Таблица плотности и несущей способности различных грунтов.

Грунт средней плотности

Песок среднего размера

Супесь влажная (пластичная)

Мелкий песок (маловлажный)

Мелкий песок (влажный)

Глина влажная (пластичная)

Суглинок влажный (пластичный)

При разработке проекта дома для примерного расчета фундамента, как правило, несущая способность принимается 2 кг/см 2 .

Следует отметить, что при разработке, грунт разрыхляется и увеличивается в объеме. Объем насыпи, как правило, больше объема выемки из которой грунт изымается. Грунт в насыпи будет постепенно уплотняться, это происходит под действием собственного веса или механического воздействия, поэтому значения первоначального коэффициента увеличения объема (разрыхления) и процента остаточного разрыхления после осадки будет между собой различаться. Грунты в зависимости от трудности и способа их разработки делятся на категории.

Таблица категорий и способов разработки почвы.

Категория грунтов

Читать еще:  Толщина слоя акриловой грунтовки

Типы грунтов

Плотность, кг/м 3

Способ разработки

Песок, супесь, растительный грунт, торф

Ручной (лопаты), машинами

Легкий суглинок, лёсс, гравий, песок со щебнем, супесь со строймусором

Ручной (лопаты, кирки), машинами

Жирная глина, тяжелый суглинок, гравий крупный, растительная земля с корнями, суглинок со щебнем или галькой

Ручной (лопаты, кирки, ломы), машинами

Тяжелая глина, жирная глина со щебнем, сланцевая глина

Ручной (лопаты, кирки, ломы, клинья и молоты), машинами

Плотный отвердевший лёсс, дресва, меловые породы,сланцы, туф, известняк иракушечник

Ручной (ломы и кирки, отбойные молотки), взрывным способом

Граниты, известняки, песчаники, базальты, диабазы, конгломерат с галькой

Таблица увеличения объема грунта при разрыхлении.

Категория грунта

Процент разрыхления грунта

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 ρd — 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 ρs и ρd — соответственно плотность частиц и плотность сухого (скелета) грунта, г/см³ (т/м³).

Плотность частиц ρs 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

Пе­сокКо­эф­фи­ци­ент по­ри­сто­сти е, (в до­лях еди­ни­цы)
Гра­ве­ли­стый, круп­ный и сред­ней круп­но­стиМел­кийПы­ле­ва­тый
Плот­ныйe ≤ 0,55е ≤ 0,6е ≤ 0,6
Сред­ней плот­но­сти0,55 0,7е > 0,75е > 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; Wp — 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

ГрунтПо­ка­за­тель те­ку­че­сти I L
Су­песьтвер­даяI L ≤ 0
пла­стич­ная0 ≤ I L ≤1
те­ку­чаяI L >1
Су­гли­нок и гли­натвер­дыеI L ≤ 0
по­лутвер­дые0 ≤ I L ≤0,25
ту­го­пла­стич­ные0,25 1

Определение степени влажности грунта

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

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

Физические характеристики грунтов

Одним из важнейших элементов инженерных изысканий является определение физических характеристик грунтов. Физические характеристики напрямую определяют способность грунтов служить основаниями фундаментов и потому знать их очень важно.

Если речь идет о строительстве обычного жилого дома высотой 1…3 этажа, вам понадобится минимум информации. Фактически вам необходимо будет узнать.

  • какой грунт находится под плодородным слоем?
  • каково сопротивления этого грунта (хотя бы приблизительно)?
  • является ли грунт основания просадочным?
  • является ли грунт основания пучинистым?
  • однороден ли грунт в пределах пятна застройки?

Для строительства более сложных и тяжелых зданий и сооружений используют более подробные сведения о физических характеристиках грунтов. Какие именно – читайте ниже.

Плотность грунта

Плотность частиц грунта

Плотность частиц грунта – это отношение массы сухого грунта к объему, который он занимал в нормальном сложении и состоянии. Обычно обозначается как ρs. Плотность частиц составляет:

  • для пылевато-глинистых грунтов – порядка 2,7 тонн на кубометр;
  • для песков в среднем – порядка 2,65 тонн на кубометр.
Читать еще:  Цвет грунтовки для черной краски

Плотность или удельный вес грунта?

В строительной практике вместо плотности грунта часто используют характеристику удельного веса который, измеряется в Кн.м3. Удельный вес рассчитывается как ρ*g, где g – ускорение свободного падения.

Влажность грунта

Влажность ω определяется как отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе абсолютно сухого грунта. Измеряется в долях или процентах. Определить влажность можно только экспериментально: для этого надо взвесить грунт до и после полного высушивания.

Влажность на границе текучести

Влажность на границе текучести определяется для пылевато-глинистых грунтов. Это влажность, при которой пластичный грунт становится текучим. Обычно обозначается как ωl.

Влажность на границе пластичности

Влажность на границе пластичности также определяется для пылевато-глинистых грунтов. Это влажность, при которой твердый глинистый грунт переходит в пластичное состояние.

Гранулометрический состав грунта

Гранулометрический состав грунта определяется содержанием в нем частиц различной плотности. В рамках инженерных изысканий определить гранулометрический состав можно только экспериментально.

Для определения гранулометрического состава грунта необходимо определить массу и массовую долю фракций – групп сходных по размерам частиц.

В рамках инженерных изысканий выделяют два типа грунтов — крупнообломочные и песчаные. Все довольно просто: к примеру, в почвоведении используется очень сложная классификация почв по гранулометрическому составу.

Для крупнообломочных грунтов необходимо определить коэффициент выветрелости, который рассчитывается по формуле:

Кв.к. = (К1)/К1, где:

  • К1 – соотношение массы части размером менее 2 мм к массе частиц размером более 2 мм после испытания грунта во вращающемся полочном барабане;
  • К — то же соотношение, но до испытания.

Плотность сухого грунта

Обозначается как ρd. Рассчитывается по формуле:

ρd = ρ/(1 +ω), где:

  • ρ – плотность грунта;
  • ω – влажность грунта.

Коэффициент пористости

Коэффициент пористости грунтов используется для:

  • оценки плотности сложения песчаных грунтов;
  • определения некоторых характеристик пылевато-глинистых грунтов;
  • определения расчетного сопротивления грунтов.

Чем ниже коэффициент, тем меньше пор в грунте. Это означает, что он меньше подвержен сжатию и, как следствие, осадке под весом фундамента и наземной части здания.

Коэффициент рассчитывается по формуле:

e = (ρs/ρ)(1+ ω)-1, где:

  • ρs – плотность частиц грунта;
  • ρ – плотность грунта;
  • ω – влажность грунта.

Эту формулу можно использовать, подставляя вместо плотности удельный вес – суть не меняется.

Степень влажности

Показатель степени влажности используется для классификации крупнообломочных, песчаных и некоторых глинистых грунтов. Он определяется как отношение природной влажности грунта к влажности грунта при его полном водонасыщении, то есть:

Sr> = ω* ρs/(e *ρw), где:

  • ω – природная влажность грунта;
  • ρs — плотность частиц грунта;
  • e – коэффициент пористости грунта;
  • ρw – плотность воды.

Число пластичности

Число пластичности используется для классификации пылевато-глинистых грунтов. Это интервал влажности, при котором глинистые грунты находятся в пластичном состоянии. Обозначается как lp, рассчитывается по формуле:

lp = ωl – ωp, где:

  • ωl – влажность на границе текучести;
  • ωp – влажность на границе пластичности.

Показатель текучести

Показатель текучести пылевато-глинистых грунтов используется для оценки их консистенции. Рассчитывается по формуле:

lL> = (ω — ωp)/ lp, где:

  • ω – природная влажность глинистого грунта;
  • ωp – влажность на границе текучести;
  • lp – число пластичности.

Калькулятор для расчета параметров грунта

Поскольку считать все характеристики грунтов вручную скучно, «Усадьба» предлагает вашему вниманию калькулятор, который сделает это за вас. Вам необходимо подставить лишь те характеристики, которые определяются экспериментально. Калькулятор рассчитывает:

  • плотность сухого грунта;
  • коэффициент пористости;
  • степень влажности;
  • число пластичности (для глинистых грунтов);
  • показатель текучести (для глинистых грунтов).
Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector