Определение расчетных характеристик физического состояния грунтов

1. АНАЛИЗ  ИСХОДНЫХ ДАННЫХ

 

1. Определение расчетных характеристик физического состояния грунтов.

 

     Расчетные характеристики служат для оценки физического  состояния и определения типа, вида и разновидности грунтов  согласно СТБ 943-93.

     К ним относят:

     - ρ_d плотность сухого грунта (скелета грунта):

      ;                                                                (1)

     - e коэффициент пористости грунта  природного сложения и влажности:

      ;                                                               (2)

     - S_r степень влажности (коэффициент водонасыщенности) определяется по формуле:

      ,                                                               (3)

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

     Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно  определяется число пластичности и  показатель текучести.

     Число пластичности определяется по формуле:

     I_p=W_L-W_P,                                                               (4)

     где W_L – влажность на границе текучести;

           W_P – влажность на границе раскатывания.

     Показатель  текучести определяется по формуле:

      .                                                          (5)

     Исходные  данные:

     ρ - плотность грунта в естественном состоянии;

     W - влажность грунта;

     ρ_s - плотность твердых частиц;

     W_L - влажность на границе текучести;

     W_P - влажность на границе раскатывания.

            Расчеты выполняются для каждого слоя.

            Результаты расчета сводятся в таблицу, форма по которой приведена ниже (таблица 4). 
 
 

     Представим  исходные данные в виде таблицы.

     Таблица 1

 
 
 
 
 
 

     Для оценки физического состояния и  определения типа, вида и разновидности  грунта определяются следующие характеристики грунта:

1. Плотность сухого грунта (скелета грунта) ρ_d:

Для первого  слоя: г/см³;

Для второго  слоя: г/см³;

Для третьего слоя: г/см³,

где ρ –  плотность грунта, г/см³;

      W – природная влажность грунта в долях единицы.

2.  Коэффициент  пористости грунта природного  сложения и влажности е:

Для первого  слоя: ;

Для второго  слоя: ;

Для третьего слоя: ,

где ρ_s – плотность твердых частиц грунта, г/см³.

3. Степень влажности (коэффициент водонасыщенности) S_r:

Для первого  слоя: ;

Для второго  слоя: ;

Для третьего слоя: ,

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

     Для пылевато-глинистых грунтов дополнительно  определяем число пластичности и  показатель текучести (для первого и третьего слоев):

4. Число пластичности I_p:

Для второго слоя: I_p=W_L-W_P = 0,48-0,21 = 0,27= 27%;

Для третьего слоя: I_p=W_L-W_P = 0,22-0,12 = 0,10 = 10%,

     где W_L – влажность на границе текучести;

           W_P – влажность на границе раскатывания.

5. Показатель текучести I_L:

Для первого слоя:

Для третьего слоя:

Результаты  расчета сводим в таблицу 4. 
 
 
 
 
 
 
 

 

2. Анализ гранулометрического  состава песка.

 

Определяем вида обломочно-песчаных грунтов по СТБ 943-93:

     - по грансоставу;

     - по показателю максимальной неоднородности  U_max:

      ,                                                               (6)

     где: d50 – диаметр частиц меньше которых в грунте 50%;

            d95 – диаметр частиц меньше которых в грунте 95%;

            d5 – диаметр частиц меньше которых в грунте 5%;

     Величины  d50, d95, d5 – находятся по кривой неоднородности грунта, построенной в полулогарифметических координатах, рис.1.

     Даны  результаты ситового анализа гранулометрического  состава песка:

     Таблица 2

 

     Необходимо  по СТБ 943-93 определить вид песка  по гранулометрическому составу  и по показателю максимальной неоднородности U_max. 
 

     Анализ  гранулометрического состава песка  удобнее проводить в табличной форме.                              Таблица 3

 

     Анализ  проводим по строке 2 таблицы 3 начиная  с фракций, имеющих наибольший диаметр. Так как масса частиц крупнее  0,50мм более 50% (77,3%), данный песок по разновидности относится к крупным пескам (табл.4.2. СТБ 943-93). 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

 

      Для определения максимальной неоднородности по данным строки 3 строится кривая однородности грунта, рис.1. 
 
 

     Рис.1. Кривая однородности грунта 

     Графически  определяются значения: 

     - log (d95) = -0,005;

     - log (d50) = -0,23

     - log (d5) = -0,84 

     Определяем  характерные диаметры: 

     - d95 = 10^-0,005= 0,99;

     - d50 = 10^-0,23= 0,59;

     - d5 = 10^-0,84= 0,14. 

     Находим U_max: 

         – песок среднеоднородный.

      

     Вывод: данный грунт – песок крупный среднеоднородный. 
 
 
 
 
 

1.3. Определение типа и разновидности грунтов по СТБ 943-93

«Классификация грунтов». 

     Классификация обломочных пылевато-глинистых грунтов  производится по типу и разновидности (табл.4.2. СТБ 943-93):

     * тип грунта определяется по  числу пластичности I_p;

     * разновидность:

     - по прочности (сопротивлению грунта  при зондировании);

     - по показателю текучести I_L;

     Для песчаных грунтов проводят анализ гранулометрического  состава и определяю тип, вид  и разновидность:

     * тип – песок, если масса  частиц крупнее 2мм < 50%;

     * вид обломочно-песчаных грунтов  определяется по гранулометрическому  составу и по показателю максимальной  неоднородности U_max;

     * разновидность – по прочности  (сопротивлению грунта при зондировании) и по степени влажности S_r (табл.4.2. СТБ 943-93).

     Полное  наименование грунтов заносим в  графу 13 таблицы 4.