Гранулометричний склад дисперсних грунтів

Речовинний склад (повітря і гази в грунтах).

При н е п о в н о м у в о д о н а с и ч е н н і піщані та глинисті грунти м і с т я т ь в порах, порожнинах і тріщинах п о в і т р я і г а з и та складають газову складову грунту. Вона величина з м і н н а і з а л е ж и т ь від будови, складу, вологості, атмосферного тиску, гідрогеологічних та біологічних умов. Га з и можуть знаходиться у в і л ь н о м у стані (порожнинах, трихінах), з а щ е м л е н о м у (в порах і мікротріщінах), а д с о р б о в а н о м у на поверхнях частинок під впливом поверхневих і малекулярних сил та у р о з ч и н е н о м у у воді стані (під впливом Р і Т можуть в і д о к р е м ю в а т и с я). Вони поступають з повітря, утворюються в результаті метаболізму мікроорганізмів, геохімічних та біохімічних процесів, частково з надр землі.

Повітря і газ дуже впливають на властивості грунтів, чим їх б і л ь ш е тим н и ж ч е в о л о г і с т ь і д е ф о р м о в а н і с т ь, в и щ е с т і й к і с т ь і м і ц н і с т ь. Вони також впливають на м е х а н і ч н і властивості – підсилюють п р у ж н і с т ь, повільно у щ і л ь н я ю т ь с я під навантаженням, а при розвантаженні повільно

з н е щ і л ь н ю ю т ь с я; їх присутність

зумовлює нерівномірне з м о ч у в а н н я, з в о л о ж е н н я і в о д о н а с и ч е н н я,вони також с п р и я ю т ь вилугованню і с у ф о з і й н о м у в и н о с у з грунту легкорозчинних солей,гіпсу, карбонатів і утворенню карстових п о р о ж н и н, хімічних реакцій з утворенням цементуючих розчинів. В озерно-болотних або заболочених а л ю в і а л ь н и х відкладах призводять до з н е щ і л ь н е н н я, розпушення, порушення структури і придбання ними рухомості або текучості.

У л а м к и м і н е р а л і в різноманітні за формою, речовинним складом та розмірами наз. г р а н у л о м е т р и ч н и м и елементами в залежности від яких розрізняють 6 основних груп—ф р а к ц і й, тобто вони визначають

с к л а д грунтів (Табл. 7.1.)

Т аблица 7.1(Ц.ст120))

Найменування фракцій Розміри частинок, мм.

Брила, валуни більш за 200

Щебіночна, галечникова 40-200

Гравійна, жорствяна 2-40

Піщана 0,05-2

Пилувата 0,005-0,05

Глиниста меньш 0,005

При проведении инженерно-геологических изысканий используеться трёхчленная классификация грунтов –глинистые (0,005мм.),пылеватые-(0,005 - 0,05мм.),песчаные (0,05-2мм). Все они разделяються на четыре основных вида: глины, суглинки, супеси,пески. С уменшением глинистой фракции название грунта изменяеться от более тяжелых к более лёгким разностям. В таблице 7.2.

показана зависимость названия грунта в связи изменением % содержания определяющих фракций

При этом песчаная фракция состоит в основном с окатанных и угловатих кварца и полевого шпата, пылеватая фракция состоит в основном

из тонкодисперсного кварца и амарфной кремниевой кислоты и подразделя- еться на крупно и мелко пылеватые; глинистые состоят из вторичных минера- лов-монтмориллонита, коалинита, иллита,гидратов оксидов Fe, Mg и по разме-

рам это каллоидные частицы, несущие элекрозаряд.

Перехід від однієї фракції до другої супроводжується зміною фізичних влас- тивостей. В а г о в и й вміст різних фракцій, виражений у в і д с о т к а х, наз. г р а н у л о м е т р и ч н и м складом, він показує якого розміру частинки та в якій кількості містяться в грунті. За цим складом можна судити про фізико-механічні властивості та характеристики грунтів (пористість,водопроникність, опір зсуву, стисливість, пластичність,коефіціент пастелі).

Існують різни методи гранулометричного аналізу:ситовий, аерометричний, піпетковий, відмулювання, метод Собаніна. Для аналізу сипучих, пухких грунтів використовують ситовий метод (пісок, щебінь,гравій, жорства,галька),

при якому грунт послідовно просівають крізь набір сіт. Для г л и н и с т и х грунтів використовують с і т о в и й метод.Результати гранулометричного аналізу зображають у вигляді інтегральної (сумарноі) кривої (Рис7.1.),

Рис.7.1. Інтегральна крива гранулометричного складу грунту.

За даними таких аналізів визначають к о є ф і ц і е н т н е о д н о р і д н о с т і Сv за співвідношенням:

Сv = d60 / d10

тут d60 -діаметр частинок, дрібнішіх за які в породі за вагою міститься 60%, d10 -яких за вагою міститься 10% (діаметри-10мм. і 60мм. називають ефективними, але вони можуть бути і 50, 90, 95 по відношенню 10 або 5мм.).Обидва діаметри визначаються за інтегральною кривою.Якщо Сv більше 3 для пісків,і більше п’яти для глин то такі породи вважаються неоднорідними, що погіршує іхні будівельні властивості.

Стисливо і наочно гранулометричній склад показують у виді діаграми(Рис.7.2).

C этой целью стороны равностороннего треугольника разбиваються на 100 частей(10 делений на 10% в каждом), где каждая сторона обозначает соответственно одну из основных фракций: песчаную, пылеватую, глинистую.

Гронулометрический состав конкретного грунта изображается в виде точки,

получаемой на пересечении трёх координат, опущенных с каждой стороны

треугольника и паралельно другой стороне. Можно решать обратную задачу,

т.е. для любой точки на треугольнике, соответствующей грунту конкретного

вида, например, суглинка тяжёлого, определить содержание каждой из основ-

ных фракций.Видно, что такой способ позволяет достаточно просто и быстро

получить классификационные характеристики для всей исследуемой групы

образцов грунта.На интегральной кривой (Рис. 7.1.) может быть нанесено

несколько кривых для нескольких проб образцов грунту и их характер будет

свидетельствовать об однородности грунта в каждой из них; чем она круче

тем однороднее грунт.

Гранулометрический анализ используют в строительстве при решении многих

Задач, например:

- установление условий суфозии в основаниях сооружений при возникновении

в них гидродинамического давления;

-оценки пригодности грунтов как материала тела платин, дамб и т.п.;

- составление оптимальных смесей грунта, укладываемого в полотно дорог или аэродромного покрытия.

Дата добавления: 2013-12-12