Строительные свойства грунтов: Классификация и строительные свойства грунтов

Содержание

Строительные свойства и классификация грунтов

Строительные свойства и классификация грунтов

Грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры: песок, супеси, глины и суглинки, торфянистые и скальные грунты, а также плывуны.

К основным свойствам грунтов, влияющим на технологию производства, трудоемкость и стоимость земельных работ, относятся:
- плотность;
- влажность;
- сцепление;
- разрыхленность;
- угол естественного откоса;
- размываемость.

Плотностью принято считать массу 1 м3 в естественном состоянии. Плотность песчаных и глинистых грунтов - 1,5 ... 2 т/м3, скальных неразрыхленных до 3 т/м3.

Влажность характеризуется степенью насыщенности пор грунта водой. Грунты, имеющие влажность до 5 %, считают сухими, свыше 30 % - мокрыми.

Разрыхленность - это увеличение объема грунта в процессе его разработки. Различают первоначальное разрыхление, т.е. увеличение объема по сравнению с естественным состоянием сразу после разработки грунта, и остаточное разрыхление, наблюдаемое после его уплотнения. Уплотненный грунт практически никогда не принимает первоначального объема.

Первоначальное и остаточное разрыхления имеют соответствующие коэффициенты: коэффициент первоначального разрыхления (Кр) составляет для песчаных грунтов 1,08 ... 1,17, суглинистых и глинистых грунтов - 1,14 ... 1,3; коэффициент остаточного разрыхления (Кор) принимают равным для песчаных грунтов 1,01 ... 1,025, суглинистых и глинистых - 1,015 ... 1,09. Первоначальное разрыхление грунта позволяет эффективнее использовать земельно-транспортные машины.

Сцепление характеризуется начальным сопротивлением грунта сдвигу и зависит от вида грунта и его влажности. Сцепление определяется на специальных приборах. Сила сцепления для песчаных грунтов составляет 0,003 ... 0,05 МПа, для глинистых - 0,005 ... 0,2 МПа. В мерзлых грунтах сила сцепления значительно возрастает. От сцепления грунта во многом зависит производительность машин, поэтому при нормировании земляных работ пользуются классификацией, составленной по признаку трудности разработки грунтов. Эта классификация приведена в ЕНиР сб. 2 "Земляные работы".

Категория трудности определяется видом грунта и зависит от метода его разработки. Грунты, разрабатываемые экскаватором, имеют шесть категорий трудности: скреперами - I ... II, бульдозерами - I ... III, разрабатываемые вручную - I ... VI.

Угол естественного откоса грунта характеризуется его физическими свойствами: силой сцепления, давлением вышележащих слоев, углом внутреннего трения и другими свойствами, при которых грунт находится в состоянии предельного равновесия. Величину угла естественного откоса необходимо знать при устройстве крутизны откосов выемок и насыпей. Например, при суглинистых грунтах и глубине выемок до 3 м в постоянных сооружениях крутизну откосов принимают 1 : 1,25, в постоянных насыпях - 1 : 1,5, в котлованах и траншеях - 0,5 : 1.

Размываемость грунта характеризуется скоростью движения воды, уносящей его частицы. Для мелких песков наибольшая скорость движения воды не должна превышать 0,5 ... 0,6 м/с, для крупных песков - 1 ... 2 и для глинистых плотных грунтов - 1,5 м/с.

Основные свойства грунтов и детальная их классификация приведены в СНиП. В приложениях к СНиП и пособиях приведены методы определения объемов земляных работ, а также все расчетные формулы (насыпи, выемки, переходные треугольники, элементы откосов, пирамиды, котлованы, траншеи и т.д.).

Строительные свойства грунтов

Классификация грунтов
Грунт — это любая горная порода или почва (а также твердые отходы хозяйственной деятельности человека), используемые как основание, среда или материал для возведения зданий и сооружений. В соответствии с ГОСТ 25100-82 различают грунты скальные, крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые, биогенные и почвы. В отдельную группу выделяют искусственные грунты.

Скальные грунты представляют собой изверженные, метаморфические и осадочные породы с жесткими (кристаллизационными или цементационными) структурными связями между зернами, например граниты, диориты, песчаники, известняки. Они залегают в виде сплошного слоя или несмещенных отдельностей, образующих подобие сухой кладки. Скальные грунты практически несжимаемы и обладают высокой прочностью (несущей способностью), в связи с чем при достаточной толщине их пластов служат, как правило, надежными основаниями для любых сооружений.

Скальные грунты подвержены выветриванию (физическому или химическому воздействию окружающей среды), вследствие чего их верхние слои толщиной 0,3—0,5 м бывают разрушенными. При возведении капитальных сооружений эти слои, как правило, удаляют, что позволяет передать основаниям большие давления.

Скальные грунты с пределом прочности на одноосное сжатие в водонасыщенном состоянии менее 5 МПа называют полускальными.

К искусственным скальным грунтам относятся закрепленные цементными растворами, жидким силикатом натрия и другими растворами трещиноватые магматические и осадочные крупнообломочные, песчаные, пылеватые и глинистые грунты.

Крупнообломочными называют грунты, состоящие из несцементированных обломков (частиц) скальных грунтов. Более 50% этих частиц (по массе) имеют размеры, превышающие 2 мм.

Песчаными называют грунты, практически не обладающие пластичностью и более чем наполовину (по массе)  состоящие из зерен размером меньше 2 мм.

Крупнообломочные и песчаные грунты часто объединяют в одну группу сыпучих грунтов, поскольку они являются продуктами физического выветривания массивно-, кристаллических горных пород и обладают сходными строительными свойствами. Плотные сыпучие грунты являются хорошим основанием для сооружений.

Пылеватыми и глинистыми называют грунты, обладающие пластичностью. Они содержат более 3% (по массе) мельчайших частиц чешуйчатой формы наибольшим размером до 0,005 мм (глинистых частиц). Наличием этих частиц и объясняется пластичность глинистых грунтов.

Глинистые грунты, имеющие видимые невооруженным глазом поры, называют макропористыми грунтами (лессами). Лесс — это пылевато-глинистый грунт, содержащий более 50% (по массе) пылеватых (размером 0,05—0,005 мм) частиц, легко- и среднерастворимые слои и карбонаты кальция.

К глинистым грунтам относят и илы. Последние содержат 30—50% (по массе) частиц размером менее 0,01 мм и богаты органическими примесями. Ил — это водонасыщенный современный осадок водоемов, образовавшийся в результате микробиологических процессов.

Биогенные грунты разделяют на сапропели, заторфованные (песчаные, пылеватые и глинистые) грунты и торфы,
Сапропель — это пресноводный ил, образовавшийся при разложения органических (преимущественно растительных) остатков на дне застойных водоемов (озер) и содержащий более 10% (по массе) органических веществ.

Заторфованные грунты — это песчаные, пылеватые и глинистые грунты, содержащие от 10 до 50% (по массе) органических веществ.

Торф —это органоминеральный грунт, образовавшийся в результате естественного отмирания и неполного разложения болотных растений в условиях повышенной влажности при недостатке кислорода и содержащий 50% и более (по массе) органических веществ.

Почва — обладающее плодородием природное образование, слагающее поверхностный слой земной коры.

Искусственные грунты — это грунты природного происхождения, закрепленные и уплотненные разными методами, насыпные и намывные грунты, а также отходы хозяйственной деятельности человека. Уплотнение грунтов производится трамбованием, укаткой, осушением, оттаиванием, камуфлетными взрывами, глубинным виброуплотнением, с использованием электроосмоса, поверхностно-активных веществ, песчаных дрен в совокупности с пригрузкой и другими методами.

Строительные свойства грунтов | Новости в строительстве

Строительные свойства грунтов а также их качество влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ.

В строительном производстве грунтами называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры. Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. Для выбора наиболее эффективного способа производства работ следует учитывать основные характеристики грунтов : плотность, влажность, сцепление, разрыхляемость и угол естественного откоса. Плотностью называется масса 1 м³ грунта в естественном состоянии ( в плотном теле).

Плотностью песчаных и глинистых грунтов 1,6…2,1 т/м³, скальных неразрыхленных грунтов -до 3,3 т/м³. Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которая определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражается в процентах.При влажности более 30% грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5 % -сухими.
Сцепление характеризуется начальным сопротивлением грунта сдвигу.Сила сцепления грунта ( для песчаных грунтов) составляет 3…50 кПа, для глинистых грунтов-5…200 кПа.

От плотности и силы сцепления между частицами грунта в основном зависит производительность землеройных машин. Классификация грунтов по трудоемкости их разработки в зависимости от конструктивных особенностей используемых землеройных машин и свойств грунта приводится в ЕНиР(сб.2, вып.1,разд.I,Техн.часть, таблица 1 и 2).

Так для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяют на шесть групп, для многоковшовых -на две, для бульдозеров и грейдеров -на три группы и так далее. При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной , так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а последней-трудно разрабатываемые.

Грунт находящийся в естественном состоянии разрыхляется в процессе его разработки.При этом объем грунта увеличивается а плотнорсть уменьшается.Это явление называемое первоначальным разрыхлением грунта , характеризуется коэффициентом первоначального разрыхления Кр.Этот коэффициент представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии.

Для песчаных грунтов Кр=1,08…1,17, суглинистых Кр=1,14…1,28, глинистых Кр=1,24…1,3.Уложенный в насыпь разрыхленный грунт уплтняется под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения , движения транспорта, смачивания дождем и т.д.

Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки , сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Ко.р; для песчаных грунтов Ко.р=1,01…1,025, суглинистых Ко.р=1,015…1,05, глинистых-1,04…1,09.

Рисунок-1. Виды земляных сооружений

I-поперечный профиль выемок; а-траншея прямоугольного профиля; б-котлован ( траншея ) трапециедальной формы; в-профиль постоянной выемки ; II-сечения подземных выработок: а-круглой; б-прямоугольной ; III-профили насыпи: а-временной; б-постоянной; IV-обратная засыпка; а-пазух котлована ; б-траншеи; 1-бровка откоса; 2-откос; 3-берма; 4-основание откоса; 5-дно выемки; 6-банкет; 7-нагорная канава.

Для обеспечения устойчивости земляных сооружений ( насыпейЮ выемок) их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению : h/a=1/m ( смотри рис-1), где m-коэффициент откоса.Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при котором грунт находится в состоянии предельного равновесия. На угол естественного откоса влияют угол внутреннего трения, сцепление и давление вышележащих слоев грунта.

При отсутствии сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. В грунтах, имеющих сцепление, угол естественного откоса равен углу внутреннего трения.В грунтах имеющих сцепление, угол естественного откоса изменяется от максимальной величины в верхней части выемки или насыпи до минимальной -в нижней , приближаясь к углу внутреннего трения.В связи с этим откосы высоких насыпей и глубоких выемок устраивают с переменной крутизной, с более пологим очертанием внизу.

Строительными нормами и правилами установлены значения крутизны откосов для постоянных и временных земляных сооружений в зависимости от их глубины или высоты.Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок .Некоторые процессы, выполняемые при производстве земляных работ, связаны с пропусканием через грунт электрического тока (осушение электроосмосом, оттаивание током).Поэтому практическое значение имеет также и электропроводность грунта.

Так как минеральные частицы, входящие в состав грунта, обычно не являются проводниками, электропроводность грунта зависит от степени насыщения его влагой. В процессе производства земляных работ приходится сталкиваться с явлениями замерзания и оттаивания грунта; приччем эти процессы могут быть естественными и искусственными .

Поэтому имеют значение и теплофизические характеристики грунтов -их теплоемкость и теплопроводность. Они также в большей степени зависят от влажности грунта, так как значения этих величин для воды значительно выше, чем для минеральных частиц.

***** РЕКОМЕНДУЕМ выполнить перепост статьи в соцсетях! *****

4. Грунты. Строительные свойства грунтов-Энциклопедия

Грунт представляет собой естественную среду, в которой размеща­ется подземная часть зданий и сооружений. Грунтами в строительстве называют породы, залегающие в верхних слоях земной коры и пред­ставляющие собой главным образом рыхлые и скальные породы. Раз­личают следующие основные виды грунтов: песок, супесь, суглинок, глина, лессовый грунт, торф, гравий, растительный грунт, различные скальные и уплотненные грунты. От строительных свойств грунтов за­висит прочность и устойчивость возводимых сооружений, методы про­изводства, трудоемкость и стоимость работ.

При выборе методов производства земляных работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, разрыхленность, сцепление, угол естественного откоса, сложность (трудоемкость) разработки. В зависимости от этих характеристик грунты в строительстве рассматривают с точки зрения:

■ пригодности в качестве оснований различных зданий и сооружений и размера допускаемой на них нагрузки;

■ возможности их использования в качестве постоянных сооружений, т. е. как материала для устройства насыпей и выемок;

      ■ целесообразности или возможности применения того или иного        метода разработки грунтов.

Классификация (виды) грунтов

        Песчаные грунты - сыпучие в сухом состоянии, не обладают свой­ством пластичности. Они водопроницаемы, при определенной скорости течения воды размываются, с изменением влажности меняется и объем песка. Наибольший объем имеет песок во влажном состоянии (все пространство между частицами заполнено водой), наименьший объем имеет песок насыщенный водой (более тяжелый песок осел на дно, вода выдавила из пор воздух и сама поднялась в верхние слои),
промежуточное положение занимает песок в сухом состоянии (свобод­ное пространство между частицами заполнено воздухом).

         Глинистые грунты - связные и обладающие свойством пластично­сти. Глины сильно впитывают воду и при этом сильно разбухают. При замерзании вода увеличивается в объеме до 9%, благодаря чему гли­нистые грунты сильно пучатся, при высыхании грунты, наоборот, с трудом отдают влагу, уменьшаются в объеме и трескаются. Во влаж­ном состоянии глина пластична и почти водонепроницаема, с увеличе­нием влажности сцепление частиц глины уменьшается, и глина легко размывается проточной водой.

Суглинок имеет свойства глины, супесь - песка, но в значительно меньшей степени. В глинистых грунтах особо выделены лессовидные грунты. В сухом состоянии лесс обладает значительными прочностью и твердостью, но при соприкосновении с водой легко ее впитывает, при этом расплывается, сильно уменьшается в объеме, резко теряет несущую способность, становится просадочным.

            Гранулометрический состав грунта. В зависимости от среднего размера частиц, мм,  составляющих грунт, их подразделяют на:

глинистые — < 0,005; пылеватые - 0,005.. .0,05; пески-0,03... 3; гравий-3... 40; галька- 40-200; камни, валуны - > 200

    Пески, в свою очередь, подразделяют на:  мелкий - более 50% объ­ема составляют частицы размером 0,1...0,25 мм; средний - то же, час­тицы 0,25 ...0,5; крупный - 0,5...3 мм.

         Важным   компонентом   большинства  грунтов   является   наличие в них глинистых частиц. Грунты, в зависимости от содержания в их объеме глинистых частиц подразделяются: пески - < 3%; супеси -3-10%; суглинки - 10...30%; песчаные глины - 30...60%; тяжелые глины - > 60%.

Влажность грунта характеризуют степенью насыщения грунта водой и определяют отношением массы воды в грунте к массе твер­дых частиц грунта. В зависимости от влажности, грунты подразделяют на маловлажные (до 5%), влажные (до 30%), насыщенные водой (> 30%). Воду, находящуюся в порах влажных и насыщенных водой грунтов, называют грунтовой.

Коэффициент фильтрации грунтаСкорость движения грунто­вых вод зависит от пористости грунта; она различна для разных грун­тов и пород и поэтому характеризует водопроницаемость этих грун­тов. Скорость движения грунтовой воды, (м/сут) называют коэффици­ентом фильтрации грунта. Чем меньше размер частиц грунта, тем меньше и поры между этими частицами, а значит и скорость фильтра­ции воды между ними и наоборот. Коэффициенты фильтрации для различных грунтов, м/сут: глина - 0; суглинок - < 0,05; мелкозерни­стый песок - 1...5; гравий - 50... 150.

Плотность грунта - это масса 1 м3 грунта в естественном со­стоянии, т. е. в плотном теле. От плотности и силы сцепления частиц грунта между собой зависит производительность строительных машин. Плотность различных видов грунта изменяется в значительных преде­лах. Так, плотность илистых грунтов в среднем составляет 0,6 т/м3, песчаных грунтов - 1,6...1,7 т/м , скальных грунтов - 2,6...3,3 т/м3.

Сцепление грунта характеризуют начальным сопротивлением сдвигу, оно зависит от вида грунта и его влажности. Так, сила сцепле­ния для песчаных грунтов составляет 0,03...0,05 МПа, для глинистых -0,05...0,3 МПа.

Разрыхляемость. При разработке грунт разрыхляется и его объем по сравнению с первоначальным увеличивается. По этой причине раз­личают объем грунта в естественном и разрыхленном состоянии. Уве­личение объема грунта при разрыхлении сильно отличается для раз­личных грунтов и называется первоначальным разрыхлением. Со вре­менем этот разрыхленный грунт под воздействием нагрузки от выше­лежащих слоев, под влиянием атмосферных осадков или механическо­го воздействия постепенно уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки. Степень разрыхлен-ности грунта после его осадки и уплотнения называют остаточным разрыхлением.Величины первоначального и остаточного разрыхления выражают в % по отношению к объему грунта в плотном состоянии. Коэффициенты, учитывающие эти приращения объема грунта, называ­ют коэффициентами первоначального и остаточного разрыхления (табл. 2.1).

Таблица2.1

Коэффициенты разрыхления для различных грунтов

Наименование фунтов

 

 

Коэффициенты разрыхления

первоначального

остаточного

Глина

Суглинок

Торф

Песок и супесь

1,26...1,32

1,14...1,28

1,2—1.3

1,08...1,17

1,04... 1,09

1,02... 1,05

1,03—1,04

1.01 — 1,03

Для ускорения уплотнения грунтов, отсыпанных в насыпь, приме­няют искусственное уплотнение катками, трамбованием, вибрацией, а для песчаных грунтов удобнее активный пролив водой.

Липкость - способность грунта при определенной его влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая прилипаемость грунта усложняет выгрузку грунта из ковша машины или кузо­ва, условия работы транспорта и др. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин липкость достигает 0,05 МПа).

Классификация грунтов по трудности их разработки (удельное сопротивление резанию). Классификация приводится в ЕНиР 2-1-1 «Земляные работы». Она учитывает свойства различных грунтов и конструктивные особенности землеройных и землеройно-транспортных машин, которые применяют для разработки грунтов. Для одноков­шовых экскаваторов грунты подразделяют на 6 групп, для многоков­шовых экскаваторов и скреперов - на 2 группы, для бульдозеров и грейдеров - на 3 группы.

      Для разработки грунта вручную принято 7 групп, а именно: песок, супесок, суглинок, глина, лесс - группы 1...4; крупнообломочные грунты - группа 5; скальные грунты - группы 6 и 7.

Грунты 1...4 групп легко разрабатываются ручным и механизиро­ванным способами, последующие группы - грунты требуют предварительного рыхления, в том числе и взрывным способом.

Крутизна откосов. По условиям техники безопасности рытье котлованов и траншей с вертикальными стенками без их крепления до­пускается только в грунтах естественной влажности на глубину, не превышающую следующих значений: в насыпных, песчаных и гравелистых грунтах - 1 м; в супесях - 1,25 м; в суглинках и глинах - 1,5 м; в особо плотных нескальных грунтах — 2,0 м.

Допускается рытье траншей глубиной до 3 м без креплений в осо­бо плотных нескальных породах при условии, что они будут разраба­тываться с помощью механизмов и без спуска рабочих в эти траншеи.

При глубине больше указанной котлованы и траншеи разрабатывают с откосами или с креплением стенок.

Допустимая крутизна откосов в грунтах естественной влажности из условий безопасного производства работ зависит от глубины разраба­тываемой выемки или высоты насыпи и принимается по табл. 2.2.

Таблица 2.2

Допустимая крутизна откосов

Грунты

Крутизна откосов при глубине выемки, м

 

 

до 1,5

от 1,5 до 3

от 3 до 5

Насыпной, естественной влажности

1:0,25

1: 1

1: 1,25

Песчаный и гравелистый влажный

1:0,5

1: 1

1: 1

Супесь

1:0,25

1:0,67

1:0,85

Суглинок

1:0

1:0,5

1:0,75

Глина

1:0

1:0,25

1:0,5

Лессовый грунт сухой

1:0

1:0,5

          1:0,5

Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса, при кото­ром грунт находится в состоянии предельного равновесия, определяю­щими факторами которого являются угол внутреннего трения грунта, силы внутреннего сцепления и давление вышележащих слоев грунта.

 

 

Классификация (виды) грунтов

 

Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).

  • Скальные грунты — магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
  • Дисперсионные грунты — осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие).
  • Мерзлые грунты — это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

Скальный грунт обладает достаточной несущей способностью для строительства сооружений без фундамента. Этот грунт сам выступает в роли фундамента.

На мерзлых грунтах строительство бессмысленно, так как это сезонный фактор. Вечномерзлые грунты обладают несущей способностью скальных грунтов и могут быть использованы в качестве фундаментов.

Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:

  • минеральные — крупнообломочные и мелкообломочные грунты, пылеватые и глинистые грунты;
  • органоминеральные — заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
  • органические — торфы, сапропели.

Органика со временем имеют свойство разлагаться и переходить в другое состояние с уменьшением объема и плотности, поэтому строительные сооружения на органических и органоминеральных грунтах делают путем прохода сквозь толщу их наслоений конструкциями фундаментов либо замещением этих грунтов на минеральные. Поэтому в качестве оснований под фундаменты зданий и сооружений далее будем рассматривать первую группу дисперсионных грунтов — минеральные грунты.

Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим. Прежде чем перейти к дальнейшей классификации грунтов нужно оговорить, что будет называться песком, что пылью, а что гравием или щебнем.

По российскому стандарту (ГОСТ 12536) классификация названий элементов идет по размеру слагающих грунт частиц (рис. 4).

рис. 4. Слагающие грунт элементы

Обратите внимание, что крупные обломки одинаковых размеров имеют разные названия. Если их грани окатаны, то это валуны, галька, гравий. Если не окатаны — глыбы, щебень, дресва.

Дальнейшая классификация грунтов зависит от преобладающих в нем частиц. В условиях реальной строительной площадки грунт может быть встречен в чистом виде и как смесь нескольких видов грунтов (рис. 5).

рис. 5. Классификация минерального дисперсионного грунта

Крупнообломочные частицы формируют так называемые крупнообломочные грунты, которые очень хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, мало чувствительны к воде (маловлажные или насыщенные водой сжимаются одинаково, набухание не происходит).

Мелкообломочные частицы образуют песчаные грунты, которые хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, не набухают. За исключением мелких, пески не пучат при промерзании. Свойства частиц зависят не от того, из каких минералов состоит песок (кварц, полевой шпат, глауконит) а от крупности.

Таблица 1

Крупнообломочные грунты и пески
Раз­но­вид­ность грун­тов Раз­мер ча­стиц d, мм Со­дер­жа­ние ча­стиц, % по массе
Круп­но­об­ло­моч­ные
Ва­лун­ный (при пре­об­ла­да­нии не­ока­тан­ных ча­стиц — глы­бо­вый) бо­лее 200 бо­лее 50
Га­леч­ни­ко­вый (при не­ока­тан­ных гра­нях — ще­бе­ни­стый) бо­лее 10 бо­лее 50
Гра­вий­ный (при не­ока­тан­ных гра­нях — дре­свя­ный) бо­лее 2 бо­лее 50
Пес­ки
Гра­ве­ли­стый бо­лее 2 бо­лее 25
Круп­ный бо­лее 0,50 бо­лее 50
Сред­ней круп­но­сти бо­лее 0,25 бо­лее 50
Мел­кий бо­лее 0,10 75 и бо­лее
Пы­ле­ва­тый бо­лее 0,10 ме­нее 75

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляют наименование вида заполнителя, и указывают характеристики его состояния. Вид заполнителя устанавливают после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. Если обломочный материал представлен ракушкой в количестве ≥ 50%, грунт называют ракушечным, если от 30 до 50% — к наименованию грунта прибавляют с ракушкой.

 

Пылеватые частицы (взвеси) — продукты механического и химического выветриваний. При их наличии более 25% образуются пылеватые грунты. Минералогический состав частиц в некоторой степени влияет на свойства этих грунтов. Наличие зерен окислов обусловливает связность. Пылеватые пески малопрочны, неустойчивы по отношению к воде, а при замачивании теряют связность и оплывают (потеря устойчивости). Некоторые виды пылеватых грунтов набухаемы и сильно пучинисты.

Глинистые частицы (коллоиды) — чрезвычайно активны. По химическому составу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Даже 3% глинистых фракций достаточно, чтобы грунт приобрел глинистые свойства: связность, пластичность, набухаемость, липкость, водонепроницаемость.

Самые мелкие частицы (взвеси и коллоиды) являются определяющими в формировании строительных свойств грунтов, но пылеватые свойства хуже глинистых.

В зависимости от процентного содержания в глине песка глинистые грунты делятся на супесь, суглинок, глину.

Таблица 2

Классификация грунта
предложенная Охотиным В.В.
На­име­но­ва­ние грун­тов Со­дер­жа­ние ча­стиц
гли­ни­стых (ме­нее 0,005 мм) пы­ле­ва­тых (ме­нее 0,005–0,25 мм) пес­ча­ных (0,25–2 мм)
Гли­на тя­же­лая бо­лее 60%    
Глина 60–30%   боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Гли­на пы­ле­ва­тая бо­лее 30% боль­ше, чем каж­дая из двух дру­гих фрак­ций по­рознь  
Су­гли­нок тя­же­лый 30–20%   боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок тя­же­лый пы­ле­ва­тый 30–20% боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц  
Су­гли­нок сред­ний 20–15%   боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок сред­ний пы­ле­ва­тый 20–15% боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц  
Су­гли­нок лег­кий 15–10%   боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок лег­кий пы­ле­ва­тый 15–10% боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц  
Су­песь тя­же­лая 10–6%   боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­песь тя­же­лая пы­ле­ва­тая 10–6% боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц  
Су­песь лег­кая 6–3%   боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­песь лег­кая пы­ле­ва­тая 6–3% больше, чем фракция песчаных частиц  
Пе­сок ме­нее 3% ме­нее 20%  
Пе­сок пы­ле­ва­тый ме­нее 3% 20–50%  
Пыль ме­нее 3% бо­лее 50%  

 

Если в глинистом грунте содержится пылеватых частиц больше чем песчаных, то к его наименованию добавляют слово «пылеватый(ая)». Что говорит о возможности резкого снижения прочности и увеличению сжимаемости грунта при намокании, сильного пучения при промерзании, снижения прочностных характеристик при динамических воздействиях.

Глинистые грунты различного химического сотстава различаются своими свойствами по отношению к воде. Так, например, каолинитовые глинистые грунты (белые, светло-серые, серые, черные глины) и полимиктовые (бурые глины) при замачивании набухают мало, а бентониттовые (белые или светло-серые, с желтоватым или зеленоватым оттенком) — набухают очень сильно.

В естественном состоянии грунты находятся в разной степени влажности. Увеличение или уменьшение влажности грунтов изменяет связность частиц грунта. По мере увеличения влажности глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее. Песчаные — два: сыпучее и текучее. При намокании глинистые грунты ухудшают свои свойства медленно, оставляя некоторое время для спасения сооружений от аварии. В песках ухудшение свойств наступает мгновенно. По мере высыхания глинистый грунт уменьшается в объеме и трескается (дает усадку), а пески не изменяют своего объема. Влажные глинистые грунты под действием статической нагрузки дают значительные осадки, а песчаные сжимаются меньше. Сильновлажные глинистые грунты под нагрузкой дают медленно затухающую во времени осадку (вековая осадка), а пески деформируются сразу после приложения нагрузки. В течение строительного периода в песках происходит до 85–90% осадки, в глинистых грунтах — до 50%, а остальные доли в процессе эксплуатации. Песчаные грунты водопроницаемы во всех состояниях, а твердые и пластичные глинистые практически непроницаемы (пески — дренажи, глины — водоупор).

Таблица 3

Глинистые грунты
Раз­но­вид­ность грун­тов Раз­мер пес­ча­ных ча­стиц d, мм Со­дер­жа­ние пес­ча­ных ча­стиц, % по мас­се
Су­песь, чис­ло пла­стич­но­сти 1 ≤ Ip < 7
Пес­ча­ни­стая 2–0,05 50 и бо­лее
Пы­ле­ва­тая 2–0,05 не бо­лее 50
Су­гли­нок, чис­ло пла­стич­но­сти 7 ≤ Ip < 12
Лег­кий пес­ча­ни­стый 2–0,05 40 и бо­лее
Лег­кий пы­ле­ва­тый 2–0,05 не бо­лее 40
Су­гли­нок, чис­ло пла­стич­но­сти 12 ≤ Ip < 17
Тя­же­лый пес­ча­ни­стый 2–0,05 40 и бо­лее
Тя­же­лый пы­ле­ва­тый 2–0,05 не бо­лее 40
Гли­на, чис­ло пла­стич­но­сти 17 ≤ Ip < 27
Лег­кая пес­ча­ни­стая 2–0,05 40 и бо­лее
Лег­кая пы­ле­ва­тая 2–0,05 не бо­лее 40
Гли­на, чис­ло пла­стич­но­сти Ip ≥ 27
Тя­же­лая 2–0,05 Не ре­гла­мен­ти­ру­ет­ся

 

Основные строительные свойства грунтов

Навигация:
Главная → Все категории → Технология строительного производства

Основные строительные свойства грунтов Основные строительные свойства грунтов

К грунтам относятся породы, залегающие в верхних слоях земной коры (растительный грунт, торф, песок, супесь, глина, скальные породы и другие). Грунты бывают сыпучие (песок, гравий), связные (глина,суглинок, чернозем) и скальные.

Основными свойствами и характеристиками грунтов, которые влияют на технологию производства земляных работ, являются влажность, сцепление, размываемость, объемный вес и угол естественного откоса. Степень насыщения грунта водой характеризует его влажность и определяется отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц и выражается в процентах.

Под объемным весом понимают массу 1 м3 грунта в естественном состоянии в плотном теле. Объемный вес грунтов колеблется от 1,0 до 3 т/м3.

Сопротивление грунта сдвигу зависит от вида грунта и насыщения его водой, что характеризует его сцепление. Самое низкое сцепление в сухих песчаных грунтах. В мерзлых грунтах сила сцепления значительно возрастает.

При производстве земляных работ большое значение имеет угол естественного откоса грунта, т. е. такое состояние, когда крутизна откоса находится в состоянии предельного равновесия. Величина угла естественного откоса зависит от сил сцепления и угла внутреннего трения грунта. В сыпучих грунтах, где почти отсутствуют силы сцепления, угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. Техническими условиями принимаются углы естественного откоса для каждого грунта в отдельности.

Выполняя ремонтные работы по усилению оснований под фундаменты и другие сооружения, необходимо обращать внимание на такое свойство грунтов, как их размываемость, т. е. способность уноса текучей водой частиц грунта. Размываемость определяется максимально допустимой скоростью движения воды по дну водоотводов для определенной категории грунтов.

В зависимости от характеристик грунтов по степени размываемости, техническим условиям и проектом производства работ определяют порядок производства земляных работ.

По степени трудности и способам разработки грунты делятся на группы. Так, при разработке грунтов вручную грунты делят на 7 групп, одноковшовыми экскаваторами — на 6.


Похожие статьи:
Правила разрезки кладки

Навигация:
Главная → Все категории → Технология строительного производства

Статьи по теме:

Главная → Справочник → Статьи → Блог → Форум

Грунты и их строительные свойства

Технология строительных процессов.

Лекция 5.2

Грунты и их строительные свойства.

Грунты – это любой вид горной породы или почвы, а также твердые отходы производственной и хозяйственной деятельности человека.

Свойства и качество грунта влияют на устойчивость земляных сооружений, трудоемкость разработки и стоимость работ. Для выбора наиболее эффективного способа производства работ необходимо учитывать следующие основные характеристики грунтов: плотность, влажность, липкость, сцепление, разрыхленность, угол естественного откоса и трудность разработки.

Плотностью называется масса 1 м3 грунта в естественном состоянии (в плотном теле). Плотность песчаных и глинистых грунтов 1,6...2,1 т/м3, а скальных не разрыхленных грунтов до 3,3 т/м3.

Влажность характеризуется степенью насыщения грунта водой, которую определяют отношением массы воды в грунте к массе твердых частиц грунта и выражают в процентах. При влажности более 30% грунты считаются мокрыми, а при влажности до 5% — сухими.

Липкостью называется способность грунта при определенной влажности прилипать к поверхности различных предметов. Большая липкость усложняет выгрузку грунта из ковша машины или кузова, условия работы транспорта и т.д. Липкость определяют усилием, необходимым для отрыва прилипшего предмета от грунта (для глин до 0,05 МПа).

Сцепление определяется начальным сопротивлением грунта сдвигу. Так, сцепление для песчаных грунтов равно 3...50 кПа, для глинистых — 5...200 кПа.

Разрыхляемость – способность грунта увеличиваться в объеме в процессе его выработки. При этом плотность грунта уменьшается. Это явление называется первоначаль-

ным разрыхлением грунта и характеризуется коэффициентом разрыхления Кр. Этот коэф-

фициент представляет собой отношение объема разрыхленного грунта к объему грунта в естественном состоянии (для песчаных грунтов Кр=1,08,.. 1,17, суглинистых Кр= 1,14..1,28 и глинистых грунтов Кр—1,24... 1,3).

Уложенный в насыпь разрыхленный грунт под влиянием массы вышележащих слоев грунта или механического уплотнения, движения транспорта, смачивания дождем и т. д. уплотняется. Однако грунт не занимает того объема, который он занимал до разработки, сохраняя остаточное разрыхление, показателем которого является коэффициент остаточного разрыхления грунта Ко.р, значение которого для песчаных грунтов находится в пределах 1,01...1,025, суглинистых— 1,015...1,05 и глинистых —и 1,04..:1,09.

Угол естественного откоса характеризуется физическими свойствами грунта, при котором он находится в состоянии предельного равновесия. Для обеспечения устойчивости земляных сооружений (насыпей, выемок) их возводят с откосами, крутизна которых характеризуется отношением высоты к заложению: h/a=l/m, где m — коэффициент откоса. На угол естественного откоса влияют угол внутреннего трения, сцепления и давление вышележащих слоев грунта. При отсутствии сцепления предельный угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. В грунтах, имеющих сцепление, угол естественного откоса изменяется от максимальной величины в верхней части выемки или насыпи до минимальной — в нижней, приближаясь к углу внутреннего трения. В связи с этим откосы высоких насыпей и глубоких выемок устраивают с переменной, крутизной, с более пологим очертанием внизу.

Откосы насыпей постоянных сооружений делают более пологими, чем откосы выемок. Более крутые откосы допускаются при устройстве временных котлованов и траншей. Например, при суглинистых грунтах и глубине выемок до 3 м в постоянных сооружениях крутизна откоса принимается 1:1,25, в постоянных насыпях—1:1,5, в котлованах и траншеях—1:0,67.

- 1 -

Технология строительных процессов.

Лекция 5.2

Удельное сопротивление резанию зависит как т свойств и показателей разрабатываемого грунта, так и от конструктивного исполнения рабочего органа землеройного или землеройно-транспортного оборудования. Классификация грунтов по трудности их разработки, в зависимости от конструктивных особенностей используемых землеройных машин и свойств грунта, приводятся в ЕНиР (Сб. 2, вып. 1, разд. I техническая часть, табл. 1 и 2). Так, для одноковшовых экскаваторов грунты подразделяются на шесть групп, для многоковшовых экскаваторов и скреперов — на две и для бульдозеров и грейдеров — на три группы. При разработке грунтов вручную их делят на семь групп. Как при механизированной так и при ручной разработке в состав первой группы входят легко разрабатываемые грунты, а в последнюю группу — трудно разрабатываемые.

- 2 -

Строительные свойства грунтов

Грунт (земля) воспринимает на себя давление сооружения, поэтому перед началом строительства здания грунт на строительном участке тщательно исследуется, с целью изучения возможности возведения на данном участке планируемого к постройке здания. Грунты по качеству и несущей способности подразделяются на несжимаемые и неразмываемые; сжимаемые и размываемые.

К несжимаемым и неразмываемым грунтам относятся скалистые и крупнохрящеватые. Эти грунты могут служить надежным основанием для любого сооружения, если их слой залегает на глубине не менее 4,5 м, а нижележащие слои не вымываются подземными водными течениями. К несжимаемым и неразмываемым грунтам относятся также мелкие хрящеватые грунты: гравий, кварцевый крупнозернистый песок и супесок. Эти грунты также служат надежным основанием для сооружений, если они находятся в сухом или незначительно влажном состоянии, и если они защищены от возможных размывов подземными водами. К сжимаемым и размываемым грунтам относятся суглинки, глины, мергелистые грунты, илистые, торфянистые, растительные оползневые породы. Эти породы грунтов могут служить основанием при тщательном сохранении их в таком виде, в каком они были до разработок.

Все грунты при промерзании меняют объем и механическую прочность, поэтому поверхность грунта, на котором будет сооружаться фундамент здания должна располагаться ниже максимальной глубины промерзания грунта для данной местности. Слой грунта, который лежит ниже линии промерзания, не размываемы подпочвенными водами и по своей механической прочности выдерживающий вес сооружаемого дома, называется «материком».

Удельным весом грунтов принято называть вес 1 метра кубического в плотном состоянии(без пор, трещин, прослоек и др.). Объемным весом называется вес 1 метра кубического грунта в ненарушенном природном состоянии. Удельный вес определенного грунта постоянный, объемный – меняется в зависимости от насыщенности грунта водой или заполнения его пор воздухом. Если грунты имеют видимые для глаз поры, то они называются макропористыми (крупнопористыми). Объемный вес таких грунтов изменчив, в зависимости от погодно-климатических условий и состояния грунтовых вод. Объемный вес грунта необходимо знать для того, чтобы правильно рассчитать количество транспорта, необходимого для вывозки грунта при рытье котлованов, траншей и т. д. и для расчета услуги землеройной техники и количества рабсилы, требуемой для земляных работ.

Грунты обладают различной пластичностью, то есть принимают любую форму без нарушения их структуры; наиболее пластичные из них – глины. В зависимости от насыщенности влагой глины могут быть в твердом состоянии (мало влаги), в жидком состоянии (много влаги) и в текучем (большое количество воды). К мало пластичным относятся песчаные грунты. Если пески насыщены небольшим количеством воды, они находятся в твердом состоянии; при избытке воды они текучи (плывуны). Пески в сухом состоянии также превращаются в текучие (сыпучие). К совершенно непластичным относятся скальные грунты. Макропористые грунты при замачивании изменяют свою структуру и резко уменьшаются в объеме.

Извлеченный из котлованов и траншей грунт образует насыпи. Боковые поверхности насыпей имеют наклонную форму и называются откосами. Разные грунты имеют различную допустимую крутизну откосов, что нужно учитывать, чтобы не допустить осыпания извлеченного из котлована грунта и травматизма людей, работающих в котловане. Угол, образуемый пересечением линии откоса насыпи с линией его основания при свободной насыпке грунта, называется естественным углом откоса. Устраивать откосы в котлованах или траншеях без крепления под углом больше естественного не рекомендуется, если же возникает необходимость сделать насыпь с большей крутизной наклона откосов, то последние укрепляются доступными средствами.

% PDF-1.4 % 104 0 объект > эндобдж xref 104 83 0000000016 00000 н. 0000002585 00000 н. 0000002732 00000 н. 0000003423 00000 н. 0000003572 00000 н. 0000004002 00000 п. 0000004539 00000 н. 0000004939 00000 н. 0000005327 00000 н. 0000005404 00000 н. 0000005518 00000 н. 0000005630 00000 н. 0000005719 00000 н. 0000006213 00000 н. 0000006791 00000 н. 0000007127 00000 н. 0000007529 00000 н. 0000007905 00000 н. 0000008355 00000 н. 0000009538 00000 п. 0000009869 00000 п. 0000010235 00000 п. 0000011471 00000 п. 0000012603 00000 п. 0000013333 00000 п. 0000014026 00000 п. 0000014745 00000 п. 0000015101 00000 п. 0000015841 00000 п. 0000016869 00000 п. 0000020450 00000 п. 0000022477 00000 п. 0000024904 00000 п. 0000025161 00000 п. 0000025244 00000 п. 0000025299 00000 н. 0000025369 00000 п. 0000025450 00000 п. 0000026036 00000 п. 0000026330 00000 п. 0000026495 00000 п. 0000026522 00000 п. 0000026830 00000 н. 0000028055 00000 п. 0000028371 00000 п. 0000028725 00000 п. 0000029955 00000 н. 0000030275 00000 п. 0000030640 00000 п. 0000036473 00000 п. 0000036740 00000 п. 0000055749 00000 п. 0000056018 00000 п. 0000123117 00000 н. 0000123224 00000 н. 0000123321 00000 н. 0000123502 00000 н. 0000123531 00000 н. 0000123661 00000 н. 0000123758 00000 н. 0000123945 00000 н. 0000124086 00000 н. 0000124183 00000 н. 0000124371 00000 н. 0000124514 00000 н. 0000124611 00000 н. 0000124798 00000 н. 0000124927 00000 н. 0000125024 00000 н. 0000125211 00000 н. 0000133195 00000 н. 0000141179 00000 п. 0000158655 00000 н. 0000342786 00000 н. 0000361556 00000 н. 0000378892 00000 н. 0000381175 00000 п. 0000571304 00000 н. 0000574444 00000 н. 0000974877 00000 н. 0000977291 00000 п. 0000002413 00000 н. 0000001996 00000 н. трейлер ] / Назад 1718411 / XRefStm 2413 >> startxref 0 %% EOF 186 0 объект > поток hdPMHQewh% "2a eAЩKB-hC? AUtK: 4 " часr63Mu-! X'rpDtY # 'qRzWiW`MPO EP ~ qi, e $ 2 쪀 6w "P9eAZ $ c5` == pήCj-pcJ0dV7 [

Роль геотехнических свойств почвы в строительных конструкциях

[1] Laskar, A. and Pal, SK, 2012 , Геотехнические характеристики двух различных грунтов и их смеси и взаимосвязи между параметрами., EJGE, 17, 2821-2832.
[2] Ок, С.А., Амади, А.Н., 2008, Оценка геотехнических свойств грунт частей Федерального технологического университета, Минна, кампус Гидан Квано, для проектирования и строительства фундамента., J Sci Educ Technol., 1 (2), 87 - 102.
[3] Nwankwoala, H.O. and Warmate, T., 2014, Геотехническая оценка состояния фундамента площадки в Убиме, район местного самоуправления Икверре, штат Риверс, Нигерия., IJERD, 9 (8), 50 - 63.
[4] Огенеро, AE, Акпокодье, EG and Tse, A.C., 2014, Геотехнические свойства подземных грунтов в Варри, Западная дельта Нигера, Нигерия., Journal of Earth Sciences and Geotechnical Engineering., 4 (1), 89 - 102.
[5] Youdeowei, P.O. и Нванквоала, Х.О., 2013 г., Пригодность почв в качестве несущей среды для пресноводных болот в дельте Нигера, J. ​​Geol. Мин. Res., 5 (3), 58 - 64.
[6] Нга, С. А. и Нванквоала, штат Хо, 2013, Оценка геотехнических свойств грунта для проектирования фундамента мелкого заложения в Онне, штат Риверс, Nigeria., The IJES., 2 (11), 08–16.
[7] Nwankwoala, H.О. и Амади, А.Н., 2013, Геотехнические исследования недр и характеристик горных пород в некоторых частях района Широро-Муйя-Чанчага в штате Нигерия, Нигерия., IJEE., 6 (1), 8-17.
[8] KR Arora, Soil Mechanics and Foundation Engineering (Geotechnical Engineering), Standard Publishers Distributors, Delhi, 2008.
[9] Джайн, В.К., Диксит, М. и Читра, Р., 2015, Корреляция индекса пластичности и индекс сжатия грунта., IJIET., 5 (3), 263–270 июня.
[10] V.N.S. Мурти, Принципы механики грунтов и фундамент инженерии, UBS Publishers 'Distributors Ltd., Нью-Дели, 2002.
[11] Карстен, Т.К., Гау, К. и Тидеманн, Дж., 2006, Параметры прочности на сдвиг из испытаний на прямой сдвиг - влияющие факторы и их значение., IAEG2006 Paper number 484, The Geological Society of London, 1-12.
[12] Оедиран, А.и Дуроджайе, Х.Ф., 2011, Изменчивость геотехнических свойств некоторых остаточных глинистых почв на юго-западе Нигерии., IJSER., 2 (9), 1-6.
[13] Tuncer, E.R., Lohnes, R.A., 1977, Техническая классификация базальтовых латеритных почв., Eng. Geol., 4, 319–339.
[14] П. П. Радж, Механика грунтов и фундаментостроение, Дорлинг Киндерсли (Индия) Pvt. Ltd., Нью-Дели, 2012.
[15] J.Боулз Э. Инженерные свойства почв и их измерения, издание 4 th , McGraw Hill Education (India) Private Limited, Нью-Дели, 2012 г.
[16] С. Пракаш и П.К. Джайн, Engineering Soil Testing, Nem Chand & Bros, Roorkee, 2002.
[17] Рой, С. и Дасс, Г., 2014, Статистические модели для прогнозирования параметров прочности на сдвиг в Сирсе, Индия. , I. Журнал гражданского и строительного проектирования., 4 (4), 483-498.
[18] Рой, С., 2016, Оценка значения выдерживающего отношения в Калифорнии с использованием геотехнических свойств почв., Ресурсы и окружающая среда., 6 (4), 80-87.
[19] S.R. Канирадж, Средства проектирования в механике грунтов и фундаментостроении, McGraw Hill Education (India) Private Limited, Нью-Дели, 1988.
[20] IS: 2720 - Часть 14, 1983, Определение индекса плотности (относительной плотности ) несвязных грунтов, BIS, Нью-Дели.
[21] К.В.С. Apparao и V.C.S. Рао, Руководство и банк вопросов лаборатории тестирования почвы, Universal Science Press, Нью-Дели, 1995.
[22] IS: 2720 - Часть 5, 1970, Определение пределов жидкости и пластичности, BIS, Нью-Дели.
[23] Скемптон А.В. Коллоидная активность глин; Proc. 3-й Int. Конф. Механика грунтов и фундамент инженерии (Лондон)., 1, 47–61, 1953.
[24] IS: 2720 - Часть 6, 1972, Определение коэффициентов усадки, BIS, Нью-Дели.
[25] Эрсой, Х., Карсли, М.Б., Целлек, С., Кул, Б., Байкан, И., Парсонс, Р.Л., 2013, Оценка параметров прочности почвы в третичном вулканическом реголите ( NE Турция) с использованием аналитического иерархического процесса., J. Earth Syst. Sci., 122 (6), декабрь 1545–1555.
[26] Mallo, S.J. и Умбугаду, A.A., 2012, Геотехническое исследование свойств почв: тематическое исследование Нассаравы - городка Эггон и его окрестностей, Северная Нигерия., CJEarthSci., 7 (1), 40–47.
[27] Дафалла, М.А., 2013, Влияние глины и содержания влаги на испытания на прямой сдвиг для смесей глины и песка, Adv. Матер. Sci. Eng., Том 2013 г., http://dx.doi.org/10.1155/2013/562726, 1-8.
[28] W.V. Abeele, Консолидация и разрушение при сдвиге, ведущее к проседанию и оседанию, часть I, ноябрь 1985 г., Лос-Аламосская национальная лаборатория, Лос-Аламос, Нью-Мексико, 87545, 1985.
[29] K.Х. Хед, Руководство по лабораторным испытаниям почвы, John Wiley & Sons, Inc., Нью-Йорк, 1982 г.
[30] Кочак А. и Коксал К., 2010 г., Пример определения причины повреждений исторических зданий: Малая Айя-София (Церковь Сергия и Вакха) - Стамбул, Турция., англ. Провал. Анал., 17, 926–937.
[31] Ярдым, Ю. и Мустафарадж, Э., 2015, Влияние оседания грунта и деформированной геометрии на историческую структуру., Nat. Опасности Earth Syst. Sci., 15, 1051–1059.
[32] S.J. Poulos, Явления, связанные с разжижением; В: Advanced Dam Engineering for Design Construction and Reinhold (ed.) Van Nostrand Reinhold (ed.) Jansen RB, pp. 292–320, 1989.
[33] Yagiz, S., 2001, Краткое описание влияния форма и процентное содержание щебня от прочности на сдвиг песчано-гравийной смеси., Бюл. Англ. Геол. Окружающая среда., 60 (4), 321-323.
[34] г.Ранджан и А.С.Р. Рао, Основы и прикладная механика грунтов, New Age International (P) Ltd., Publishers, New Delhi, 1991.
[35] Акаюли К., Офосу Б., Ньяко С.О. и Опуни, К.О., 2013, Влияние наблюдаемого содержания глины на прочность на сдвиг и сжимаемость остаточных песчаных грунтов., Int J Eng Res Appl., 3 (4), июль-август, 2538-2542.
[36] Shanyoug, W., Chan, D., Lam, K.C., 2009, Экспериментальное исследование содержания мелких частиц при динамическом уплотнении цементного раствора в полностью разложившемся граните Гонконга., СТРОИТЕЛЬНЫЙ МАТЕРИАЛ., 23, 1249-1264.
[37] Эль-Максуд, М.А.Ф., 2006, Лабораторное определение параметров прочности известняковых грунтов и их влияние на прогнозирование осадки при долблении, Тр. Энергоэффективность и сельскохозяйственная инженерия, Int. Конф., Русе, Болгария.
[38] Моллахасани А., Алави А.Х., Гандоми А.Х. и Рашед А., 2011, Нелинейное нейронное моделирование перехвата сцепления почвы., KSCE J CIV ENG., 15 (5), 831-840.
[39] Наик, С., Наик, Н.П., Кандолкар, С.С. и Мандрекар, Р.Л., 2011, Структура поселения - пример из практики., Proc. Индийская геотехническая конференция, Кочи, 1031-1034.
[40] Агбеде, О.А., Джатау, Северная Дакота, Олуокун, Г.О. и Акиннийи, Б.Д., 2015, Геотехническое исследование причин трещин в здании: тематическое исследование здания доктора Эгбога, Университет Ибадана, Нигерия., IJESI, 4 (11), 18-22.
[41] Карми, М.В., Мехрдад М.А. и Эслами А., 2006, Одновременное влияние высоты параметров прочности на сдвиг на оптимизацию насыпных плотин - два тематических исследования., Плотины и водохранилища, сообщества и окружающая среда в 21 веке, Л. Берга, Дж. Биль, Э. Бофилл, Дж. К. Де Сеа, Дж. А. Гарсия Перес, Дж. Мануэко, Дж. Полимон, А. Сориано и Дж. Ягу (редакторы), Taylor & Francis Group, Лондон, стр. 945-950, https://books.google.co.in/books?isbn = 1134138504.
[42] Дургуноглу, Х.Т., Вараксин, С., Бриет, С. и Карадайилар, Т. (2003) Практический пример улучшения почвы с помощью сильного динамического уплотнения, Proc. XIII ECSMGE, т. 1, 651-656.
[43] Gogoi, J.C., Laskar, A.A., 2015, Механическое уплотнение - простой метод улучшения грунта: пример из практики., Discovery, 40 (185), 377-383.
[44] Чен Б.С. и Дженсен Р.Е., 2013 г., Практические примеры обезвоживания и проектирования фундамента: склады розничной торговли в Тайване., Седьмая внутренняя конференция по истории успеха в геотехнической инженерии, Chigo, Paper No. 3.03c, 1-10.

(PDF) Пригодность почвы для земляных работ в качестве строительного материала

Adv Civil Eng Tech

Авторские права © Хамфри Дансо

12/13

Как цитировать эту статью: Хамфри Дансо. Пригодность грунта для земляного строительства в качестве строительного материала. Adv Civil Eng Tech .2 (3). ACET.000540.2018.

DOI: 10.31031 / ACET.2018.02.000540

Том - 2 Выпуск - 3

37.Muntohar AS (2011) Технические характеристики прессованных -

   ________________    

4215-4220.

38.       

- 

39. Piattoni Q, Quagliarini E , Lenci S (2011) Экспериментальный анализ и моделирование

механического поведения глиняных кирпичей.Строительство



40.           

          

кирпича. Журнал культурного наследия 11 (3): 309-314.

41.        

         

Материалы 22 (3 ): 222-227.

42.     

 -------- 

32.

43.  

 -------- 

313-318.

44.            

данных зондирования.Достижения в области географической информатики, серия

Гейдельберг, Спрингер, Нью-Йорк, США.

45.          

армированный ячменной соломой. Цементные и бетонные композиты 27 (5):

617-621.

46.  №

Добавка извести на инженерные свойства глинистых грунтов. Инженерное дело

Геология 87 (3-4): 230-240.

47.  

    

строительство. Журнал композитных материалов 51 (27): 3835-3845.

48.       

Соотношение

к механическим свойствам строительных блоков грунта. Строительство и



49. Hossain KMA, Mol L (2011) Некоторые инженерные свойства стабилизированных

глинистых грунтов, включающих природные пуццоланы и промышленные отходы.

 

50. Danso H (2017) Повышение водостойкости блоков сжатого земли

        

 

51. Hossain KMA, Lachemi M, Easa S (2007) Стабилизированные грунты для строительства

заявки, включающие природные ресурсы Папуа-Новой Гвинеи.

Ресурсы, сохранение и переработка 51 (4): 711-731.

52. Maskell D, Heath A, Walker P (2015) Использование метакаолина со стабилизированным

 ----

172-180.

53.         

 

54.    

         

Материалы 24 (8): 1462-1468.

55.  

для строительства кладки из земли. Материалы и конструкции 39 (1): 21-27.

56. Арумала Дж. О., Гондал Т. (2007) Строительный блок из спрессованной земли для

доступного жилья. Издательство RICS, Лондон, Великобритания.

57.  -  

 ----

Материалы 121: 25-33.

58. Куаку Ч., Морел Дж. С. (2009) Прочность и упругопластические свойства

непромышленных строительных материалов, изготовленных с использованием глины в качестве природного связующего вещества

. Прикладная наука о глине 44 (1-2): 27-34.

59.            

усиление прочности грунта на растяжение. Журнал механики горных пород и

Геотехническая инженерия 6 (2): 133-137.

60.  

 

Американский журнал прикладных наук 5: 209-220.

61. Санни Т., Джой А. (2016) Исследование воздействия стабилизированной морской глины

         

Исследования 4 (3) : 96-98.

62. Тран К.К., Сатоми Т., Такахаши Х. (2018) Улучшение механики

         

 

63.       

добавление угольно-золы и кожуры кассавы по инженерным свойствам

 ________________ 

286.

64. Stulz R, Mukerji K (1981) Соответствующие строительные материалы: каталог

потенциальных решений. SKAT Publications, Швейцария.

65.          

их пригодность для оценки характеристик усадки и набухания

глинистых грунтов для проектирования фундаментов, проблемных грунтов. Ноттингем, Великобритания.

66.  ----

pdf

67.CE 240 (2010) Механика грунтов и основания. Лекция 3.1, Soil

Consistency, Atterberg Limits (Das, Ch. 3).

68.          

 

69.  -  

утрамбованных земляных стен выставлено на 20 лет до естественного выветривания.



70.        

самана с натуральным армированием для распространения устойчивой грязи

        

141–155.

71.          

о разрушающих и энергопоглощающих свойствах земляного материала.

 

72._______________ 

механических свойств. Международный журнал гражданского и экологического строительства

Инженерное дело 3 (1): 51-57.

73. Эдженти К., Хатиб Дж. М., Олок Д. (2014) Концептуализация и пилотное исследование

обстрелянного блока из сжатого грунта для устойчивого жилищного строительства в Нигерии.

 

74. Джафари М., Эсна Ашари М. (2012) Влияние армирования корда изношенной шины на

  

условия замораживания-оттаивания.Наука и технологии холодных регионов 82: 21-29.

75. Morel J, Pkla A, Walker P (2007) Испытание прочности на сжатие

        

303-309.

76.- 

механические свойства нового цементного грунта, армированного полипропиленом

 

77.Яллей П.П., Кван АСК (2008) Использование отходов и низкоэнергетических материалов при строительстве строительных блоков

. 25-я конференция по пассивной и низкоэнергетической архитектуре

(PLEA), Дублин, Ирландия.

78. Millogo Y, Morel JC, Aubert JE, Ghavami K (2014) Экспериментальный анализ

прессованных глинобитных блоков, армированных гибискусом каннабинус 

 

Механика грунтов: химические и физические свойства грунта

Понимание химических и физических свойств почвы означает понимание поведения почвы при различных условиях температуры и давления.Грунтовая масса всегда подвергается изменению температуры и сил давления, и, в зависимости от химических и физических свойств грунтовой массы, будут предприняты необходимые действия. Для сельскохозяйственных и строительных целей необходимо изучить свойства почвы, чтобы повысить продуктивность почвы и улучшить обрабатываемость почвенной массы, поэтому очень важно знать поведение почвы наизнанку.

Свойства почвы можно условно разделить на две основные категории в зависимости от их свойств, достигнутых в процессе почвообразования.

Физические свойства почвы

Вот некоторые из физических свойств почвы:

Текстура почвы

Текстура почвы основана на распределении по размерам составляющих частиц. Проще говоря, относительный процент глины, песка и ила в массе почвы определяет ее текстуру. Кроме того, текстура почвы определяет способность образца почвы удерживать воду. Среди трех составляющих почвы частицы песка имеют самый большой диаметр, а частицы глины - самый маленький.Американская ассоциация государственных служащих автомобильных дорог (AASHO) и USDA делят структуру почвы на двенадцать классов, которые показаны на соответствующем рисунке. В зависимости от процентного содержания песка, ила и глины в почве он определяется как крупнозернистый, мелкозернистый или средний заполнитель.

Структура почвы

Структура почвы означает расположение частиц песка, ила и глины в массиве почвы. Движение воздуха и воды через массив почвы напрямую зависит от структуры массива почвы.Симметрия ведет к стабильности, поэтому, если почвенный массив имеет симметричную или хорошую структуру, движение воды и воздуха через него будет плавным. Однако, если конструкция асимметрична, движение воды и воздуха не будет плавным, а почва будет нестабильной. Зная структуру почвы, можно работать с содержанием влаги в почвенной массе, что одинаково важно для инженерных и сельскохозяйственных работ.

Цвет почвы

Обычно почвы делятся на темные и светлые.Глядя на цвет почвенной массы, можно получить приблизительное представление о влажности почвы, дренажных свойствах и степени окисления. Темный цвет отражает плохой дренаж, высокое содержание органических веществ и низкие годовые температуры. С другой стороны, светлые почвы имеют лучший дренаж, высокие годовые температуры и условия сильного выщелачивания. Однако это приблизительные оценки, которые только помогают инженерам и агрономам принять подходящие меры для детального изучения свойств почвы.

Проницаемость и пористость почвы

Легкость, с которой почва позволяет воде проходить через нее, называется проницаемостью , что очень полезно для инженеров-строителей.Строительство здания на высокопроницаемой почве означает, что перед рытьем фундамента или подъемом колонн необходимо применять методы гидроизоляции. С другой стороны, пористость грунтовой массы означает поровое пространство или пустое пространство в грунтовой массе. Это влияет на прочность почвенной массы и зависит от других физических свойств почвы, таких как текстура, структура и наличие органических веществ в почве.

Химические свойства почвы

В этой части обсуждаются химические свойства почвы.

Кислотность почвы (pH)

С инженерной, а также с сельскохозяйственной точки зрения определение pH почвенной массы имеет важное значение. Для роста здоровых растений необходимо знать кислую и щелочную природу почвы. С другой стороны, для строительных работ сильнокислая почва повлияет на устойчивость дорог к битуму и отрицательно скажется на прочности бетона. (Засоление почв также увеличит расходы на техническое обслуживание.)

Присутствие силикатной глины

Присутствие силикатных глинистых материалов влияет на химические свойства почвенной массы.Частицы глины имеют большую площадь поверхности и являются самым тонким материалом, присутствующим в почвенной массе. Частицы глины увеличивают реактивность массива почвы и влияют на стабильность массива почвы, образуя соединения с внешними материалами. Определение наличия силикатной глины важно для определения реакционной способности грунтовой массы и ее совместимости с добавками и строительными материалами, используемыми с бетоном.

Катионообменная способность и присутствие органических веществ - два других химических свойства почв.

Определение свойств индекса

Характеристики усадки, предел текучести, предел пластичности и различные плотности грунта называются свойствами индекса массы грунта. Эти свойства определяются с использованием различных методов лабораторных индексных испытаний. В совокупности эти свойства известны как Пределы Аттерберга и действительны только для мелкозернистых почв.

Предел пластичности массы почвы или точка, в которой почва перестает быть пластичной и начинает крошиться, определяется с использованием метода Casagrande (прибор показан рядом), который также помогает в определении предел жидкости грунта

масс.Знание этих свойств помогает рассчитать воздействие напряжения сдвига на массу почвы и поведение почвы при изменении условий влажности.

Другие важные методы индексных испытаний свойств грунта перечислены ниже.

  • Пикнометр (бутылка для измерения плотности) для определения плотности частиц и удельного веса массы почвы
  • Испытание на объемную усадку для определения свойств усадки массы почвы
  • Определение размера частиц с использованием ареометра
  • Испытание коническим пенетрометром (конусом падения) определение пределов жидкости и пластичности, что часто считается более высоким, чем тестирование методом Касагранде

Ссылки

Описание и классификация почвы, Университет Западной Англии

Физические свойства почвы, Университет штата Вашингтон

Испытания почвы, Индекс почвы Свойства (PDF)

Изображения

Треугольник текстуры почвы, Википедия

Инструмент Кассагранде, Википедия

Этот пост является частью серии: Помощь по геотехническим темам - Механика почвы

Эта серия статьи, охватывающие основы механики грунтов и шо Он будет интересен специалистам в области геотехники и гражданского строительства, а также агрономам.

  1. Геотехнические темы: формирование почвы
  2. Геотехнические темы: свойства почвы
  3. Геотехнические темы: классификация почв
  4. Геотехнические темы: уплотнение почвы
  5. Геотехнические темы: проницаемость почвы
  6. Геотехнические темы: проницаемость почвы минеральные частицы, органические вещества, вода и воздух. Их комбинации определяют свойства почвы - ее текстуру, структуру, пористость, химический состав и цвет.

    Текстура почвы

    Почва состоит из частиц разного размера. Текстура почвы относится к размеру частиц, из которых состоит почва, и зависит от доли песка, ила, частиц размером с глину и органических веществ в почве. Песчаные почвы кажутся песчаными, если их растереть между пальцами. Ил на ощупь гладкий - немного похож на муку. Большинство глин липкие и пластичные. Если вы когда-нибудь использовали гончарную глину, вы знаете это чувство.

    Почвы состоят из различных комбинаций частиц песка, ила и глины.Почвы, представляющие собой смесь песка, ила и глины, называются суглинками. Название почвы часто определяет доминирующую частицу, например, илистый суглинок Тимару описывает почву, в которой преобладает ил. Другими примерами новозеландских почв являются глина Вайкаре и песок Те Копуру.

    Текстура почвы может влиять на то, являются ли почвы свободным дренажем, удерживают ли они воду и насколько легко корни растений прорастают.

    • Частицы песка довольно большие. Пористые пространства между частицами в песчаных грунтах также довольно большие.Это позволяет воде быстро стекать, а воздуху попадать в почву. Песчаные почвы зимой не заболачиваются, но летом могут быть засухи.
    • Частицы ила слишком малы, чтобы мы могли их увидеть. Иловые почвы имеют гораздо меньшие поры, но их намного больше.
    • Частицы глины меньше 0,002 мм в диаметре. Глинистые почвы плохо дренированы и намного дольше задерживают воду в своих поровых пространствах. Однако они могут стать очень твердыми, если высохнут.

    Структура почвы

    Структура почвы описывает способ скопления частиц песка, ила и глины. Органические вещества (разлагающиеся растения и животные) и почвенные организмы, такие как дождевые черви и бактерии, влияют на структуру почвы. Глины, органические вещества и материалы, выделяемые почвенными организмами, связывают частицы почвы вместе, образуя агрегаты. Структура почвы важна для роста растений, регулирует движение воздуха и воды, влияет на развитие корней и влияет на доступность питательных веществ.Почвы хорошего качества рыхлые (рыхлые) и имеют мелкие заполнители, поэтому почва легко разрушается, если вы ее сдавливаете. Плохая структура почвы имеет крупные, очень плотные комья или вообще ее отсутствие.

    Пористость почвы

    Пористость почвы относится к порам в почве. Пористость влияет на движение воздуха и воды. Здоровые почвы имеют множество пор между агрегатами и внутри них. На почвах низкого качества мало видимых пор, трещин или ям. Способ обработки почвы может повлиять на ее пористость.Например, посмотрите на районы вокруг вашей школы, по которым ученики регулярно ходят пешком. Если трава истерта и почва обнажена, она часто выглядит иначе, потому что она уплотнена, и ее структура и пористость изменились. Это также области, где образуются лужи, потому что вода не может стекать.

    Химический состав почвы

    Глины и органические вещества в почве несут отрицательный заряд. Вода в почве растворяет питательные вещества и другие химические вещества. Такие питательные вещества, как калий и аммоний, имеют положительный заряд.Их привлекают отрицательно заряженные органические и минеральные вещества, и это предотвращает их потерю в результате выщелачивания при движении воды через почву. Нитрат имеет отрицательный заряд, поэтому в большинстве почв он не защищен от выщелачивания.

    Почвы могут быть кислыми, щелочными или нейтральными. PH почвы влияет на усвоение питательных веществ и рост растений. Некоторые растения, такие как кумара и картофель, лучше всего растут в более кислой почве (pH 5,0–6,0). Морковь и салат предпочитают почвы с нейтральным pH 7.0. Со временем почва может стать более кислой из-за вымывания минералов. Известь часто добавляют в почву, чтобы сделать ее менее кислой. Загоны Новой Зеландии регулярно покрываются известью для улучшения роста пастбищ.

    Цвет почвы

    Если вы думали, что все почвы коричневые, подумайте еще раз. Цвета почвы варьируются от черного до красного и белого. Иногда даже может быть синим! Цвет почвы в основном зависит от органических веществ и железа. Верхний слой почвы часто бывает темным из-за органических веществ. Ровный однотонный цвет означает, что почва хорошо дренирована.Напротив, ржавые пятна и серые пятна (иногда даже голубого цвета) указывают на плохой дренаж.

    Сопутствующее мероприятие

    В этом упражнении учащиеся проводят визуальную оценку почвы, чтобы изучить структуру почвы и найти дождевых червей.

    Природа науки

    Для научного общения нам необходимо использовать правильные термины, словарный запас и условные обозначения. Одна из конвенций предполагает использование древнегреческих или латинских слов для разработки новых терминов. Например, почвоведение - это научное изучение почв.Название происходит от двух греческих слов - «педон», что означает почва, и «логос», что означает изучение.

    Полезные ссылки

    Текстура почвы влияет на то, как вода движется через почву. Послушайте, как почвовед Сэм Каррик обсуждает новый способ изучения движения воды и мочи животных в каменистых почвах Кентербери в этом интервью RNZ.

    Каковы свойства индекса почвы?

    Свойства индекса почвы - это свойства, которые облегчают идентификацию и классификацию почв для инженерных целей.Пластичные грунты (глины) обычно называют связными, в отличие от непластичных грунтов (песков и гравий), которые часто называют зернистыми или несвязными. Пластик и связный используются как синонимы, имея в виду, что все пластичные почвы являются связными, а связные почвы - пластичными. По сути, электрохимическая когезия и геотехническая когезия, измеряемая трехосным датчиком, сильно различаются. Сплоченность глин не всегда означает измеримую когезию, которая придает прочность на сдвиг. Трехмерная сеть притяжения между отрицательными частицами и положительными катионами приводит к пластичности.Характер некоторых свойств различен для крупнозернистых и мелкозернистых почв.

    Показатели крупнозернистой (несвязной) почвы следующие:

    • гранулометрический состав
    • форма частиц
    • относительная плотность
    • консистенция
    • содержание глины и глинистых минералов

    мелкозернистая ( когезионные) свойства индекса почвы:

    • консистенция
    • форма и ориентация частиц
    • содержание глины и глинистых минералов
    • содержание воды

    Одним из свойств индекса почвы, которые описывают несвязные почвы, является градация, иначе известная как гранулометрический состав .Он дает меру размеров и распределения размеров частиц, составляющих почву, и является наиболее фундаментальным из всех свойств, особенно в крупнозернистых почвах с небольшими частицами глины или без них. Почва с широким диапазоном размеров частиц называется хорошо сортированной. Противоположный тип почвы, который содержит узкий диапазон размеров частиц, классифицируется как плохо сортированный. Хорошо градуированные почвы могут быть уплотнены более плотно. Форма частиц также влияет на то, насколько плотно частицы могут быть упакованы вместе.Плотность грунта (особенно крупнозернистого) является показателем прочности и жесткости. Относительная плотность - это соотношение фактической объемной плотности и максимально возможной плотности почвы. Относительная плотность является хорошим индикатором потенциального увеличения плотности и, следовательно, деформаций, которые могут возникнуть при различных нагрузках. Два основных метода сортировки почвы - это ситовый и седиментационный анализ.

    Консистенция - устойчивость грунта к деформации и разрыву.Термин «пределы консистенции» основан на представлении о том, что почва может находиться в любых четырех состояниях в зависимости от состояния ее влажности. Первоначально грунт представляет собой вязкую жидкость без прочности на сдвиг. По мере того, как содержание влаги в нем снижается, он начинает приобретать некоторую прочность на сдвиг, но по-прежнему легко формуется, это пластичная твердая фаза. Режимы сушки снижают его способность к формованию, что приводит к появлению трещин во время формования в полутвердой фазе. Со временем почва становится настолько сухой, что становится хрупким твердым телом.Прочность на неограниченное сжатие часто используется как показатель консистенции. На практике термины «мягкий», «средний», «жесткий», «очень жесткий» и «твердый» применяются для оценки плотности почвы. Это свойство индекса почвы описывает как связные, так и несвязные почвы. Консистенция на несвязном грунте зависит в первую очередь от формы и гранулометрического состава частиц, а на связном грунте это свойство в первую очередь зависит от содержания воды.

    Являются ли вопросы охраны окружающей среды, здоровья и безопасности или потенциальная потеря прибыли проблемой прямо сейчас?

    Содержание глины и глинистых минералов является важным показателем почвенного индекса как для крупнозернистых, так и для мелкозернистых почв.Глинистые минералы представляют собой мелкодисперсные силикаты с двумя основными строительными блоками, а именно силикатный тетраэдр и алюминиевый или магниевый октаэдр, которые очень пластичны. Глинистые минералы различаются как по минералогии, так и по размеру частиц. Следовательно, в зависимости от процентного содержания и типа глинистых минералов глинистые почвы менее или более пластичны. Пластичность глин является функцией электрохимического поведения глинистых минералов, поэтому почвы, не содержащие глинистых минералов, не проявляют пластичности, и по мере снижения содержания влаги они переходят непосредственно из жидкого состояния в полутвердое.Три общие группы глинистых минералов включают каолинит, иллит и монтмориллонит.

    Содержание воды является очень важным показателем почвенного индекса для мелкозернистых почв, поскольку их поведение в значительной степени изменяется при изменении концентрации воды. Согласно Аттербергу, существует четыре состояния: жидкое, пластичное, полутвердое и твердое. Предельное содержание воды, которое разделяет эти состояния, известно как пределы Аттерберга, и это: усадка (SL), пластичность (PL) и предел жидкости (LL). Эти пределы имеют разные значения для разных типов мелкозернистых грунтов.Содержание влаги влияет на многие свойства и обычно используется для расчета плотности в сухом состоянии по измеренной объемной плотности. Вода удерживается в порах почвы, где притяжение между водой и поверхностью частиц почвы сильно ограничивает способность воды течь, как если бы она текла в стакане для питья. Почвенная вода никогда не бывает чистой водой, она содержит сотни растворенных органических и неорганических добавок, что делает ее более почвенным раствором. Когда вода попадает в почву, она вытесняет воздух из некоторых пор, поэтому содержание воздуха в почве обратно пропорционально содержанию в ней воды.

    Единая классификация почв дает каждому типу почвы двухбуквенное обозначение. Для крупнозернистых почв первая буква, G для гравия или S для песка, относится к преобладающему размеру частиц в почве. Вторая буква обозначается буквой W (хорошая оценка) или P (плохая оценка). Вторая буква также может быть M для ила или C для глины, если крупнозернистые почвы содержат более 12% ила или глины. Первая буква обозначения мелкозернистых грунтов - М или С (ил или глина).Вторая буква, H (высокая) или L (низкая), указывает на пластичность почвы. Так, например, в смесях гравийно-песчаного грунта GW будет обозначать хорошо просортированный, чистый, тогда как в песках и песчаных почвах SW будет обозначать хорошо просортированный, чистый. В мелкозернистых грунтах с низкой пластичностью ML обозначает илы, в то время как в мелкозернистых грунтах с высокой пластичностью MH также обозначает илы. Варианты этих четырех описаний почвы заключаются в максимальной сухой плотности и оптимальном содержании влаги.

    Продукция GRT позволяет улучшить все типы почв и сделать их пригодными для различных инженерных целей.Естественные грунты с наивысшим уровнем прочности на неограниченное сжатие (UCS) относятся к категории твердых грунтов, если UCS превышает 0,4 МПа. За счет использования стабилизаторов GRT в дозах от 0,75 до 1,5% можно достичь результатов UCS в диапазоне от 2 до 5,8 МПа. GRT9000 и GRT: PCM показали выдающиеся результаты при применении как в гранулированных, так и в пластиковых почвах, и, таким образом, доступны варианты для стабилизации грунтов с широким спектром свойств почвенного индекса.

    Стабилизация материала дорожного покрытия Типа 2 1% GRT9000 показала результат UCS через 5 дней, превышающий 6.5 МПа. Сравнительные результаты UCS дают стабилизированный цементом гравий типа 2, требующий более 5-6% и до 8% цемента по массе для нижних подтипов. Когда речь идет о мелкозернистых высокопластичных почвах, БРТ ПКМ требуется в гораздо более низких концентрациях, чем извести и цемента. В случае грунтов с индексом пластичности выше 20 (для которых известь считается очень эффективным стабилизатором) общая рекомендация - 3-5% извести или 3-7% цемента, в то время как GRT PCM необходим в концентрации всего 0,75. %.

    Нам важно ваше мнение. Если вам понравилось читать это отраслевое обновление Global Road Technology, и вы нашли его информативным, сообщите нам об этом, оставив ОБЗОР.

    СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

    • Картер М. и Бентли С.П. Свойства почвы и их взаимосвязь. 2016. 2-е издание. Джон Вили и сыновья. Западный Сассекс. Объединенное Королевство.
    • Molenaar. А.А.А. 2015. Связные и несвязные грунты и несвязанные сыпучие материалы для оснований и подоснов на дорогах.TU Delft. Нидерланды.
    • Вейл Р. Р. и Брэди Н. С. 2017. Природа и свойства почв. 5-е издание. Pearson Education Limited. Эссекс. Англия.

    КАКОВЫ ИНЖЕНЕРНЫЕ СВОЙСТВА ПОЧВЫ?

    Инженерные свойства почвы

    При работе с грунтом как строительным материалом учитываются следующие свойства грунта.

    • Сплоченность
    • Угол внутреннего трения
    • Капиллярность
    • Проницаемость
    • Эластичность
    • Сжимаемость

    1.Сплоченность

    Это внутреннее молекулярное притяжение, которое сопротивляется разрыву или сдвигу материала. Сплоченность мелкозернистых почв обусловлена ​​водными пленками, которые связывают отдельные частицы в почвенной массе. Сплоченность - это свойство мелкозернистого грунта с размером частиц менее 0,002 мм. сцепление почвы уменьшается с увеличением влажности. Когезия выше в хорошо уплотненных глинах и не зависит от приложенной внешней нагрузки.

    2.Угол внутреннего трения

    Сопротивление скольжению частиц зерна грунтовой массы зависит от угла внутреннего трения. Обычно считается, что величина угла внутреннего трения практически не зависит от нормального давления, но зависит от степени упаковки частиц, то есть от плотности. Грунты, подверженные более высоким нормальным напряжениям, будут иметь более низкое содержание влаги и более высокую объемную плотность при разрушении, чем те, которые подвергаются более низким нормальным напряжениям, и, таким образом, может измениться угол внутреннего трения.Истинный угол внутреннего трения глины редко бывает нулевым и может достигать 26 0 . Угол внутреннего трения для гранулированных грунтов может варьироваться от 28 0 до 50 0 .

    3. Капиллярность

    Это способность почвы передавать влагу во всех направлениях независимо от силы тяжести. Вода поднимается вверх через поры почвы за счет притяжения капилляров. Максимальная теоретическая высота капиллярного подъема зависит от давления, которое заставляет воду проникать в почву, и эта сила увеличивается по мере уменьшения размера частиц почвы.Капиллярный подъем в почве во влажном состоянии может в 4–5 раз превышать высоту капиллярного подъема в той же почве в сухом состоянии.

    Крупный гравий без капиллярного подъема; крупный песок до 30 см; мелкий песок и почвы имеют капиллярный подъем до 1,2 м, но сухой песок имеет очень слабую капиллярность.

    Глины могут иметь капиллярный подъем до 0,9–1,2 м, но чистые глины имеют очень низкую ценность.

    4. Проницаемость

    Проницаемость почвы - это скорость, с которой вода проходит через нее под действием гидравлического градиента.Прохождение влаги через промежутки или поры почвы называется «перколяцией , ». Почвы, достаточно пористые для возникновения просачивания, называются « проницаемыми » или « проницаемыми », в то время как те, которые не допускают прохождения воды, называются «непроницаемыми » или «непроницаемыми ». Скорость потока прямо пропорциональна напору воды.

    Проницаемость - это свойство массы почвы, а не отдельных частиц.Проницаемость связного грунта, как правило, очень мала. Знание проницаемости требуется не только для проблем с просачиванием, дренажем и грунтовыми водами, но и для скорости осадки конструкций на насыщенных почвах.

    5. Эластичность

    Грунт считается эластичным, когда он уменьшается в объеме (или изменяется форма и объем) во время приложения нагрузки, но восстанавливает свой первоначальный объем сразу после снятия нагрузки. Наиболее важной характеристикой упругого поведения грунта является то, что независимо от того, сколько повторений нагрузки прикладывается к нему, при условии, что напряжение, создаваемое в грунте, не превышает предел текучести, грунт не подвергается постоянной деформации.Такое эластичное поведение характерно для торфа.

    6. Сжимаемость

    Гравий, песок и ил несжимаемы, т. Е. Если влажная масса этих материалов подвергается сжатию; они не претерпевают значительного изменения объема. Глины сжимаемы, т.е. если влажная масса глины подвергается сжатию, влага и воздух могут быть удалены, что приведет к уменьшению объема, который не восстанавливается сразу после снятия сжимающей нагрузки. Уменьшение объема на единицу увеличения давления определяется как сжимаемость почвы, а мера скорости, с которой происходит уплотнение, дается «коэффициентом уплотнения » почвы.Сжимаемость песка и ила зависит от плотности, а сжимаемость глины напрямую зависит от содержания воды и обратно пропорциональна прочности сцепления.