| |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Онлайн всего: 4 Гостей: 4 Пользователей: 0 | Сайт создан О. АУЛОВЫМ Copyright MyCorp © декабрь 2010 года | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
РФ — Общественный сайт Краснояружского районаОбщие свойства и строительная классификация грунтов
Все грунты, применяющиеся в строительстве, делятся на две группы: скальные и нескальные.
К скальным грунтам относят массивно-кристаллические или сцементированные горные породы с жесткой, связью между зернами. По происхождению скальные грунты бывают изверженные и осадочные. Наличие жестких связей в скальных грунтах придает им монолитность, особенно положительное, качество для оснований, так как сооружения, возведенные на таких грунтах, не дают осадки.
Нескальные грунты представляют собой агрегатную систему, состоящую из трех основных частей, которые принято называть фазами. Этими фазами являются: минеральная часть, образующая грунтовый скелет (твердая фаза), вода, частично или полностью заполняющая поры грунта (жидкая фаза), и воздух, заполняющий поры грунтового скелета (газообразная фаза).
Свойство грунта определяется количественным соотношением отдельных фаз и особенностью взаимодействия их с другими фазами. Если грунт в своем составе имеет все три фазы, то его называют трехфазным. Если же все поры грунтового скелета заняты водой, то такой грунт называют двухфазным.
Поведение грунтов под нагрузкой, в особенности в присутствии воды, будет ли это насыпь земляной плотины или ее основание, зависят от ряда физико-механических характеристик, которые можно разделить на основные и производные. Основные характеристики, к числу которых относятся удельный вес, объемный вес и весовая влажность, определяют в лабораторных или полевых условиях на образцах исследуемого грунта, а производные вычисляют по соответствующим формулам с использованием основных характеристик.
Строительная классификация нескальных грунтов.
Основанием такой классификации служат два признака: содержание частиц различной крупности и консистенция. В соответствии с этим все грунты можно разделить на два вида. К первому относятся крупнообломочные и песчаные грунты, а ко второму — глинистые. Грунты первого вида почти не обладают сцеплением, в то время как в грунтах второго вида оно является преобладающим. Различно и влияние воды на поведение грунтов. Свойства песчаных грунтов не изменяется при переходе от однофазной к многофазной системе; на глинистые же грунты этот переход существенно влияет, и они из твердого состояния переходят в пластичное, в результате чего изменяются количественные значения физико-механических характеристик.
К крупнообломочным грунтам относят скопления несцементированных и не имеющих между собой сцепления частиц, при содержании более 50% по весу обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц более 2 мм. К песчаным грунтам относят сыпучие в сухом состоянии минеральные частицы, содержащие менее 50% по весу частиц крупнее 2 мм, причем предполагается, что число пластичности для этих грунтов .
Крупнообломочные и песчаные грунты в зависимости от зернового состава делятся на виды, характеристика которых приведена в таблице 3.
Учитывая, что крупнообломочные и песчаные грунты имеют различный зерновой состав, принято характеризовать их коэффициентом неоднородности , представляющим собой отношение
(1)
где: — диаметр частиц грунта, меньше которого в данном грунте содержится по весу 60% частиц;
— диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится по весу 10% частиц. Если , грунт приближается к теоретически однородному, когда все частицы имеют один и тот же диаметр. В условиях строительного производства принято считать песчаные грунты однородными, когда , а в остальных случаях степень неоднородности определяется по формуле (1).
Таблица 3 Виды крупнообломочных и песчаных грунтов
Примечание. Для установления наименования грунта по таблице последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала крупнее 10 мм, затем крупнее 2 мм, далее крупнее 0,5 мм и т.
д. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.
Наряду с делением крупнообломочных и песчаных грунтов по видам (табл. 3) в строительной практике существует деление и по гранулометрическому составу, как это приведено ниже (табл. 10).
К глинистым относят грунты, размер частиц которых меньше 0,005 мм. Столь малые размеры и пластинчатая форма частиц предопределяют и свойство грунтов. При высокой влажности, когда наряду со связной водой в порах скелета имеется и свободная вода, поведение глинистых грунтов сходно с поведением вязких жидкостей. По мере уменьшения влажности глинистый грунт переходит в пластичное состояние, а затем и в твердое. Этот процесс обратим.
Примеси к чистым глинам более крупных частиц изменяют свойство грунта и по мере увеличения их содержания приближают к свойствам песчаных грунтов. В этом случае и название грунта меняется: глины, суглинок, а затем супесь.
Оценку глинистых грунтов производят по числу пластичности, представляющему разность весовых влажностей, выраженных в процентах, соответствующих двум состояниям грунта: на границе текучести и на границе раскатывания. Таким образом, число пластичности выражается формулой:
— предел текучести — такое состояние грунта, когда он находится на границе перехода из пластичного в текучее состояние;
— предел раскатывания, или предел пластичности, — такое состояние грунта, когда он находится на границе перехода из твердого в пластичное состояние. Глинистые грунты в зависимости от числа пластичности подразделяются на виды (табл. 4).
Таблица 4 Виды глинистых грунтов
Отсутствие нормативных характеристик глин по числу пластичности заставляет на практике оценивать их как тощие, жирные и др. М. Н. Гольдштейн предложил простую и вместе с тем доступную классификацию глин по числу пластичности при следующих показателях:
Такая классификация несомненно заслуживает внимания, так как она исходит из потребностей строительного производства.
Принятая оценка глинистых грунтов по консистенции основана на вычислении вспомогательной величины В — показателе консистенции, определяемой по формуле :
где W — влажность исследуемого грунта.
В соответствии с показателем по консистенции глинистые грунты (непросадочные) имеют следующее наименование и численные значения В (табл. 5).
Таблица 5
Подразделение глинистых грунтов по консистенци
MIT, Textural, USCS, Indian & AASTHO Soil Classification Systems
Содержание
Систему классификации почв можно понимать как процесс группировки почв в различные категории по определенному признаку или характеристикам.
Основная цель классификации почв состоит в том, чтобы разделить почву на различные категории таким образом, чтобы все почвы в определенной категории имели схожие характеристики и природу.
Он также служит общей основой для обмена знаниями и опытом в отношении почвы.
В классификации почв почва каждой группы обычно обозначается конкретным символом группы и общим описанием.
Общее описание в основном включает характерный цвет почвы, а также сведения о главных частицах, из которых состоит почва.
1. Общие требования к системе классификации почв
Основные требования к классификации грунтов можно перечислить следующим образом:
1. Классификация грунтов должна основываться на инженерных свойствах грунтов, наиболее подходящих для целей, для которых была сделана классификация.
2. Классификация должна включать только ограниченное число групп.
3. Классификация должна быть простой и понятной с использованием простых терминов.
2. Системы классификации почв
Основные системы классификации почв обсуждались следующим образом:
i.
Система Массачусетского технологического института (MIT) Система классификации почв Массачусетского технологического института была впервые разработана профессором Г. Гилбоем в Массачусетском институте в США.
Многие инженерные свойства грунтов связаны с характеристиками размера частиц. По размеру частиц почвы можно разделить на валуны, булыжники, гравий, пески, илы или глины. Одним из таких методов классификации почв является Система классификации почв Массачусетского технологического института.
В этой классификации частицы размером более 200 мм считаются валунами, а частицы размером от 60 мм до 200 мм считаются булыжниками.
Гравий от (60 мм до 2 мм), песок от (2,0 мм до 0,06 мм) и ил от (0,06 мм до 0,002 мм).
Менее 0,002 мм считается глинистым.
Кроме того, каждый тип грунта делится на крупный, средний и мелкий.
Классификация Системы классификации почв Массачусетского технологического института
В соответствии с этой классификацией почва подразделяется на четыре основные категории следующим образом:
1.
Валун (размер частиц более 200 мм).
2. Булыжник (размер частиц от 60 мм до 200 мм).
3. Гравий (грунт с размером частиц более 2 мм).
- Крупный гравий: от 20 мм до 60 мм
- Средний гравий: от 6 мм до 20 мм
- Мелкий гравий: от 2 мм до 6 мм
4. Песок (грунт с размером частиц от 0,06 мм до 2 мм).
- Крупный песок: от 0,6 мм до 2 мм
- Средний песок: от 0,2 мм до 0,6 мм
- Мелкий песок: от 0,06 мм до 0,2 мм
5. Ил (грунт с размером частиц от 0,002 мм до 0,06 мм).
- Крупный ил: от 0,02 мм до 0,06 мм
- Средний ил: от 0,006 мм до 0,02 мм
- Мелкий ил: от 0,002 мм до 0,006 мм
6. Глина (грунт с размером частиц менее 0,002 мм).
Рисунок: Система классификации почв Массачусетского технологического института
ii. Классификация почв по текстуре
Система классификации почв по текстуре была разработана Бюро почв США .
Его также часто называют треугольной классификацией почвы .
Треугольная диаграмма состоит из различных групп почвы с разным процентным содержанием песка, ила и глинистых частиц.
В этой классификации в первую очередь образец почвы просеивается для определения процентного содержания песка, ила и глинистых частиц. Используя полученный относительный процент, заполняется треугольная диаграмма.
Структурная классификация почв очень удобна для классификации крупнозернистых почв.
Рисунок: Текстурная система классификации почв
Три стороны вышеприведенного равностороннего треугольника представляют собой процентное содержание глины, ила и песка. Где размер:
Песок = 0,05–2 мм
Ил = 0,005–0,05 мм
Глина = размер < 0,005 мм
Система классификации текстурных почв
В треугольнике 12 зон, каждая из которых представляет свой тип почвы.
10 зон:
а. Глина
б. Илистая глина
c. Песчаная глина
d. Суглинок
e. Илистый глинистый суглинок
f. Песчано-глинистый суглинок
г. Суглинок
ч. Илистый суглинок
i. Песчаный суглинок
j. Ил
к. Песок суглинистый
л. Песок
Заключение: Система классификации текстурных почв
Этот метод классификации не выявляет никаких свойств почвы, кроме гранулометрического состава. Следовательно, он подходит только для гранулометрического состава крупнозернистой почвы.
iii. Единая система классификации почв
Единая система классификации почв была впервые введена Casagrande и впервые принята Инженерным корпусом Соединенных Штатов Америки в 1942.
Единая классификация грунтов является наиболее общепринятой системой классификации грунтов для технических целей.
Фактически это общепринятая система классификации почв.
В этой системе классификации почва классифицируется на основе характеристик пластичности и размера частиц почвы.
Каждая группа обозначается символом группы. Групповой символ состоит из основных и второстепенных описательных букв.
Значения основных и второстепенных описательных букв перечислены ниже:
| Основные буквы | Второстепенные письма |
| G: Гравий | W: хорошая оценка |
| S: песок | P: плохая оценка |
| М: Ил | M: Непластиковая мелочь |
| C: глина | C: Пластиковая мелочь |
| О: органический | L: Низкая пластичность |
| Pt: Торф | H: Высокая пластичность |
Эта система классифицирует почву по 15 различным группам.
Однако основные подразделения включают три категории, а именно крупнозернистые почвы, мелкозернистые почвы и высокоорганические почвы .
Основные разделы Единой системы классификации почв (ЕСПК)
Основные подразделения почвы в соответствии с этой классификацией кратко описаны следующим образом:
a. Грунт крупнозернистый
По Единой системе классификации почв грунт считается крупнозернистым, если на сите 0,075 мм задерживается более 50% грунта.
Крупнозернистый грунт далее подразделяется на гравий (G) и песок (S).
Крупнозернистый грунт считается гравием, если более 50% крупных частиц задерживается на сите 4,75 мм, в противном случае это песок.
б. Почва мелкозернистая
По Единой системе классификации почв почва считается мелкозернистой, если более 50 % почвы проходит через сито 0,075 мм.
Мелкозернистый грунт подразделяется на низкопластичный (L) и высокопластичный (H).
Это подразделение мелкозернистых основано на характеристиках пластичности почвы.
Если предел текучести грунта менее 50, то он относится к грунту с низкой группой пластичности, а если предел текучести грунта более 50, то он относится к грунту с высокой группой пластичности .
В Единой системе классификации почв представлена карта пластичности, основанная на данных о пределе текучести и индексе пластичности.
Линия на графике известна как A-линия. Если данные на графиках LL и PL лежат выше линии А, то почва классифицируется как глинистая.
Если данные лежат ниже линии А, то почва классифицируется как неорганический ил или органический ил, которые дополнительно различаются сушкой в печи. Если высыхание ила снижает LL на 30% или даже больше, почва является органической, в противном случае почва представляет собой неорганический ил.
в. Высокоорганическая почва
Органические почвы — это просто мелкозернистые почвы, в основном состоящие из органических характеристик.
Некоторые из таких органических характеристик включают высокую сжимаемость, темный цвет, сильный запах, заметные видимые органические вещества и т. д. обозначается как OH) и торф (обозначается как Pt).
iv. Индийская стандартная система классификации почв
Индийская стандартная система классификации почв была впервые разработана Бюро индийских стандартов.
Эта система классификации очень похожа на единую систему классификации почв. Единственная разница между двумя классификационными системами заключается в том, что в индийской стандартной системе мелкозернистые грунты подразделяются на три группы, а именно низкую, среднюю и высокую сжимаемость, вместо двух групп низкой и высокой сжимаемости, как в Единой системе почв. классификация.
Рисунок: Индийская стандартная система классификации почв Бюро дорог общего пользования США в 1920 г. для классификация грунтов для использования в земляном полотне автомобильных дорог.
Далее была пересмотрена AASHTO в 1945 году.
В этой системе почва классифицируется в зависимости от характеристик пластичности и размера частиц почвы. Эта система классифицирует почву по семи основным категориям.
Рисунок: Система классификации почв AASHTO
Последние статьи
Классификация почв: Типы классификации почв
Что такое Типы систем классификации почв?Как упоминалось ранее, многие системы классификации почв были созданы в зависимости от предполагаемого использования почвы. Как правило, почвы классифицируют на основе гранулометрического состава почвы и пластичности. Вот некоторые из популярных систем классификации почв:
- Текстурная классификация почв
- Система классификации почв AASHTO
- Единая система классификации почв (USCS)
- Индийская стандартная система классификации почв (ISSCS)
Скачать формулы для GATE Civil Engineering — Structural Анализ
Структурная классификация почв Система классификации почв по текстуре разработана Департаментом сельскохозяйственной системы США (USDA) и широко используется в сельском хозяйстве.
Эта система классификации больше подходит для крупнозернистого грунта. Согласно этой системе, границы между различными почвами даются следующим образом:0003
Фракция грунта | Диаметр (мм) |
Гравий | > 2,00 |
Песок | 2 — 0,05 | 902 49
Ил | 0,05 — 0,002 |
Глина | < 0. 002 |
Треугольная классификационная диаграмма была разработана с использованием гранулометрического состава песка, ила и глины. Определяют процентное содержание частиц песка, ила и глины в данном образце почвы. На основе этого относительного процентного содержания песка, ила и глины на треугольной диаграмме располагается точка. Обозначение, присвоенное площади, на которой расположена эта точка, будет классификацией этой почвы.
Помимо гранулометрического состава, эта система классификации почв не раскрывает никаких других аспектов почвы.
Загрузить Формулы для GATE Civil Engineering – Geotechnical Engineering
Система классификации почв AASHTOСогласно системе классификации почв AASHTO (Американской ассоциации государственных служб автомобильных дорог и транспорта), почва подразделяется на 7 неорганических групп, A — с 1 по А — 7, всего 12 подгрупп. Имеет дополнительную группу А-8 для торфа или навоза. Почвы внутри каждой группы дополнительно оцениваются с использованием индекса группы.
Групповой индекс (GI) = 0,2a+0,005ac+0,01bd
где
a = та часть процента частиц почвы, которые проходят через 75𝜇 больше 35 и не превышает 75.
b = та часть процент частиц почвы, прошедших 75𝜇 больше 15, но не больше 55.
c = часть предела текучести больше 40, но не больше 60.
d = часть индекса пластичности больше 10, но не больше свыше 30.
USCS представляет собой модифицированную версию системы классификации почв, разработанной А. Касагранде. В этой системе крупнозернистая почва классифицируется на основе распределения размеров зерен, тогда как мелкозернистая почва классифицируется на основе пластичности почвы. Почвы подразделяются на 4 основные группы:
- Крупнозернистые почвы
- Мелкозернистые почвы
- Органические почвы
- Торф
ISSCS то же, что и USCS с одной модификацией: мелкозернистые грунты подразделяются на 3 подгруппы слабой, средней и высокой сжимаемости, тогда как в USCS мелкозернистые грунты подразделяются на 2 подгруппы слабой и высокой сжимаемости . 4 основные группы и их обозначения приведены ниже:
- Крупнозернистые почвы — Гравий (G) и Песок (S)
- Мелкозернистые почвы — Ил (M) и глина (C)
- Органические почвы (O)
- Торф (Pt)
Подобно USCS, крупнозернистый грунт классифицируется на основе гранулометрического состава в этой системе классификации, тогда как классификация мелкозернистого грунта основана на пластичности.
Согласно ISSCS, классификация на основе гранулометрического состава представлена ниже:
Валун | 9 0002 Булыжник (мм) | Крупнозернистый грунт | Мелкозернистый грунт | |||||
Гравий | Песок | Ил (мм) | Глина (мм) | |||||
Крупный (мм) | Мелкий (мм) | 900 02 Грубая (мм) | Средний (мм) | Мелкий (мм) | ||||
> 300 | 300 — 80 | 80 — 20 | 20 — 4,75 | 4,75 — 2 | 2 — 0,425 | 0,425 — 0,075 | 9 0002 0,002 — 0,075 | < 0,002 |
В соответствии с системой классификации почв IS крупнозернистые почвы классифицируются по размеру частиц, градационным характеристикам (Cu и Cc) и процентной крупности.
Почва, в которой на сите с размером ячеек 75 мкм (0,075 мм) задерживается 50% и более почвенных частиц, классифицируется как крупнозернистая. Крупнозернистые грунты далее подразделяются на 3 случая, которые описаны ниже —
Крупнозернистые почвы классифицируются как Гравий (G), если более 50% крупной фракции почвы задерживается на сите 4,75 мм; в противном случае он классифицируется как песок (S). Далее они подразделяются на основе их градационных характеристик.
Гравий: Крупная фракция сохраняется на 4,75 мм > 50%
- GW ⇒ Гравий хорошего качества
C u ≥ 4 и 1 ≤ C c ≤ 3 - GP ⇒ Плохосортный гравий
C u < 4, или 1 > C c , или C c > 3
Песок: Крупная фракция сохраняется на 4,75 мм < 50%
900 90C u ≥ 6 и 1 ≤ C c ≤ 3
C u < 6 или 1 > C c или C c 9 0702 > 3
В этом случае двойные символы будут использоваться в качестве пограничного случая.
Например, ГВ — ГМ. Первая часть двойного символа представляет характеристики градации (хорошо/плохо сортированные), а вторая часть двойного символа представляет тип мелочи (ил или глина)
Гравий: Крупная фракция сохраняется на 4,75 мм > 50%
- GW-GC ⇒ Гравий хорошего качества, содержащий глину в виде мелкой фракции
C u ≥ 4 и 1 < C c 90 702 < 3 и глинистая фракция > пылеватая фракция - GP-GC ⇒ Низкосортный гравий, содержащий глину в виде мелкой фракции
C u < 4 или 1 > C c или C c > 3 и глинистая фракция > пылеватая фракция - GW-GM ⇒ Ну- фракционный гравий, содержащий мелкий ил
Cu ≥ 4 и 1 < Cc < 3 и глинистая фракция < фракция ила - GP-GM ⇒ Низкосортный гравий, содержащий мелкий ил
C u < 4, или 1 > C c , или C c > 3 и глинистую фракцию < иловой фракции
Песок: Крупнозернистый фракция, удерживаемая на 4,75 мм < 50%
- SW-SC ⇒ Песок хорошо отсортированный, содержащий глину в виде мелкой фракции
C u ≥ 6 и 1 < C c < 3 и глинистая фракция > пылеватая фракция - SP-SC ⇒ Плохосортный песок, содержащий глину мелкой фракции
C u < 6 или 1 > C c или C c > 3 и глинистая фракция > пылеватая фракция - SW-SM ⇒ хорошо отсортированный песок, содержащий мелкий ил
C u ≥ 6 и 1 < C c < 3 и глинистая фракция < пылеватая фракция - SP-SM ⇒ Плохосортный песок, содержащий мелкий ил
C u < 6, или 1 > C c , или C c > 3 и глинистая фракция < пылеватая фракция
В этом случае крупнозернистый грунт классифицируется на основании диаграммы его размера и пластичности.
Подгруппы для этого случая следующие:
Гравий: Крупная фракция сохраняется на 4,75 мм > 50%
- GC ⇒ Глинистый гравий
I p > 7% (глинистая фракция > пылеватая фракция) 90 092 - ГМ ⇒ Алевритовый гравий
I p < 4% (илистая фракция > глинистая фракция)
Песок: Грубая фракция сохраняется на 4,75 мм < 50%
- SC ⇒ Песок глинистый
I p > 7% (фракция глины > фракция пылева) - SM ⇒ Песок пылеватый
I p 9 0702 < 4% (илистая фракция > глинистая фракция)
В этом случае следует помнить, что если индекс пластичности находится в пределах 4%-7%, то будут использоваться двойные символы. (GC-GM или SC-SM)
Классификация мелкозернистых почв (на основе ISSCS) Согласно системе классификации почв IS, мелкозернистыми почвами считаются почвы, в которых более 50 % почвенных зерен пропустить через сито с размером ячеек 75 мкм (0,075).
Мелкозернистые грунты классифицируются по диаграмме пластичности и сжимаемости (w л ). Для грунта определяют предел текучести (w L ) и предел пластичности (w P ) и рассчитывают индекс пластичности (I P = w L — w P ). На основании этого I P и w L почва находится в таблице пластичности. Диаграмма пластичности показана на диаграмме ниже:
Линия А представляет собой границу, которая представляет отношение между I P и w L . Уравнение линии А задается как
I P = 0,73(w L — 20)
Если грунт лежит выше линии А (IP почвы > IP линии А), то это глина(С), а если грунт лежит ниже А-линии (ИП почвы < ИП А-линии), то это либо ил (М), либо органическая почва (О). Другая пограничная линия, U-линия, представляет собой верхний предел, за которым не должно существовать никакой почвы. Если грунт выходит за эту границу, тест на определение wL и wP проводится повторно.
Уравнение для U-линии дается как
I P = 0,9(w L — 8)
На основании классификации грунтов мелкозернистые грунты дополнительно классифицируются на основании их сжимаемости в следующих случаях:
Случай 1 : w L < 35%Грунт имеет низкую сжимаемость и классифицируется как малопластичный грунт. Низкопластичная почва может быть обозначена как CL (низкопластичная неорганическая глина), ML (низкопластичная глина) или OL (низкопластичная органическая глина)
Случай 2 : 35% < w L < 50% Грунт имеет промежуточную сжимаемость и классифицируется как среднепластичный грунт. Среднепластичная почва может быть обозначена как CI (среднепластичная неорганическая глина), MI (среднепластичная глина) и OI (среднепластичная органическая глина). 02 Грунт обладает высокой сжимаемостью и относится к высокопластичным грунтам.