2.3.4. влажность и плотность. Определение влажности грунтов
 Скачать 1.07 Mb.
|
|
Определение влажности грунтов Влажность грунта характеризуется количеством воды, которая удаляется из него высушиванием при температуре 100-105°С до его постоянного веса. Влажность грунта в условиях его естественного залегания называется природной или естественной. Влажность грунта учитывается при оценке плотности его сложения в сухом состоянии, т.е. позволяет судить о его пористости; установление определённых диапазонов влажности для связных грунтов (влажность на границе раскатывания и влажность на границе текучести) позволяет определить их тип (супесь, суглинок, глина), а знание природной влажности даёт возможность судить о состоянии связного грунта по консистенции (от твёрдой до текучей консистенции), способность нескальных грунтов по-разному уплотняться при различных влажностях позволяет найти её оптимальное значение, при котором грунт уплотняется в большей степени при минимальных энергетических затратах. Различают весовую (𝑊), объёмную (𝑊𝑣 ) и относительную влажность (коэффициент водонасыщения) Sr. Весовая влажность грунта – отношение массы воды (mв), удалённой из образца при высушивании, к массе образца сухого грунта (mс.г.), выраженное в долях единицы или процентах. Объёмная влажность грунта – отношение объёма воды (Vв), содержащейся в грунте, к объёму всего грунта (Vг), выраженное в долях единицы или процентах. Объёмную влажность грунта 𝑊𝑣 можно рассчитать, зная весовую влажность W и плотность скелета грунта 𝜌𝑑 по формуле: 𝑊𝑣 = 𝑊х 𝜌𝑑 Относительная влажность грунта, которая называется также коэффициентом водонасыщения или степенью влажности – отношение массы воды в грунте (mв) к объёму пор, выраженное в долях единицы. Величина относительной влажности обычно изменяется от нуля (сухой грунт) до единицы (полностью водонасыщенный грунт).  Определение влажности предполагает последовательное выполнение следующих операций: Взвешивание бюкса грунта для определения его массы с крышкой (m0, г); Размещение пробы грунта в бюксе, закрытие крышки и взвешивание бюкса с влажным грунтом (масса m1, г); Открывают крышку взвешенного с грунтом бюкса и ставят в сушильный шкаф с температурой 100-105°С; По окончании высушивания в сушильном шкафу бюкс с грунтом закрывают крышкой и охлаждают до комнатной температуры воздуха в эксикаторе. Охлаждённый бюкс с грунтом взвешивают и определяют его массу 𝑚2 𝑖 , г. Открывают крышку бюкса с подсушенным грунтом и ставят его вновь в сушильный шкаф на 2 часа для дальнейшего высушивания. Операции, описанные в пунктах 3 и 4, повторяют до тех пор, пока разница между массами взвешенного бюкса с сухим грунтом не будет превышать 0,2%. Для расчёта влажности грунта выбирают наименьшее значение массы бюкса с сухим грунтом (m2, г). Рассчитывают влажность грунта W (в долях единицы) по формуле:  Определение плотности сложения грунтов. В общем случае грунт можно рассматривать как многокомпонентную среду, состоящую из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной. В некоторых грунтах может присутствовать еще одна фаза, представленная биотой, но ее доля в грунте, как правило, невели. Если грунт состоит только из твердой фазы (VГ=VS) и при этом он многоминерален, то его плотность соотвутствует отношению массы минерального вещества (mS), слагающего этот грунт к объему грунта и обозначается ρS. Если в грунте имеются пустоты (поры, каверны, трещины), то они могут быть заполнены частично или полностью водой. В этом случае отношение массы влажного образца (m) к его объему (V) называют объемной плотностью грунта или плотностью грунта при природной влажности (ρ). При этом чем больше пустот в грунте заполнено водой, тем больше будет его объемная плотность и то давление, которое грунт может оказывать на сооружение (например, боковое давление на подпорную стенку или давление на свод надземного сооружения. для оценки качества упаковки твердой фазы в грунте используют показатель, который называется плотностью скелета грунта (ρd) и представляющий собой отношение массы сухого грунта (mS) к объему этого грунта (VГ=VS+VП). Зная влажность грунта, его плонтность можно рассчитать через значение объемной плотности по формуле:  Для определения объемной плотности грунта используют метод режущего кольца или метод гидростатического взвешивания. Последовательность выполнения работ при определении объемной плотности следующая: 1. Проводят измерения внутреннего диаметра и высоты рабочей части режущего кольца с помощью штангенциркуля и рассчитывают его объем (V) с точностью до 0,01 мм; 2. Выравнивают ножом поверхность монолита грунта; 3. Надевают на рабочую часть режущего кольца насадку и ставят его на выровненную поверхность грунта. При вырезании образца из песчаных грунтов до установки режущего кольца при задавливании в грунт; 4. Проводят задавливание режущего кольца в грунт до его полного заполнения. При опробовании режущим кольцом связных грунтов проводят предварительные операции по вырезанию ножом столбика грунта высотой до 2 см и диаметром на 1 мм превышающим внешний диаметр режущего кольца с последующим нажатием на насадку, повторяя эти операции до заполнения кольца грунтом; 5. Снимают насадку и зачищают верхнюю поверхность рабочей части режущего кольца, освобождая ее от грунта до уровня торца кольца. Накрывают приготовленной пластинкой; 6. Подрезают режущее кольцо примерно на 1 см ниже его режущей кромки, переворачивают на накрытую пластиной поверхность, придерживая второй пластинкой грунт у режущей кромки; 7. Срезают излишки грунта в режущем кольце до торца режущей кромки. Зачищают наружную поверхность кольца и пластины от грунта; 8. Высыпают грунт на весы и определяют его массу (m); 9. Рассчитывают объемную плотность влажного грунта; 10. Для определения плотности скелета необходимо знать влажность грунта, поэтому, выполняя операции, проводят ее определение; 11. Рассчитывают плостность скелета грунта. |