Твердая фаза. Определение вида несвязных грунтов

Свойства твердой фазы (скелета грунта) зависят от гранулометрического, минералогического состава и формы частиц.

Гранулометрический состав в природных грунтах определяется размером зерен, который изменяется в очень широком диапазоне - от долей микрона до нескольких сантиметров. Совокупность частиц определенных размеров называют фракцией. Выделяют четыре основные фракции:

- крупнообломочную - размер частиц более 2 мм;

- песчаную - размер частиц 2... 0,05мм;

- пылеватую - размер частиц 0,05... 0,005мм;

- глинистую - размер частиц менее 0,005мм.

Дополнительно выделяют другие фракции, например каллоидную с размером частиц менее 0,001мм.

Процентное отношение выделенных фракций в данном объёме грунта к его общей массе называется гранулометрическим составом. Грансостав исследуется двумя методами.

Содержание крупных фракций определяют ситовым методом, т.е. путем просеивания грунта через стандартные сита с отверстиями определённых размеров.

Содержание мелких фракций, которые невозможно просеять, исследуется ареометрическим методом, основанном на изменении плотности водной суспензии по мере выпадения из неё минеральных частиц. Диаметры частиц и их процентное содержание можно получить по специальным номограммам, составленным на основе решения стокса о скорости выпадения частиц в жидкости.

В результате анализа - ситового и ареометрического, определяется количественное содержание в грунте всех фракций, выраженное в процентах по отношению к общей исследуемой массе. Результаты представляют либо в виде стандартной таблицы, либо графически в виде кривой гранулометрического состава грунта (рис.1)

 

100

70 А

 

0,001 0,01 0,1 1,0 10 lg d, мм абцисса

Рис.1.1. Общий вид кривой гранулометрического состава

 

По кривой грансостава можно определить однородность грунта. Чем круче кривая, тем однороднее грунт. Количественно это оценивается коэффициентом неоднородности (степенью неоднородности) С_u

С_u=d60/d10

При С_u<3 грунт однородный,при С_u≥3 – неоднородный.

Данные гранулометрического состава используют для определения разновидностей несвязных грунтов - крупнообломочных и песчаных . Для связных глинистых грунтов (супесей, суглинков и глин) характерен свой гранулометрический состав - определенное содержание частиц глинистой фракции. Однако, разновидности глинистых грунтов устанавливаются в первую очередь по числу пластичности.

Минералогический состав так же играет определённую роль, оказывая влияние на физико-механические свойства грунтов.

Особенно существенно минералогический состав влияет на мелкие частицы. Так, присутствие монтмориллонита в глинистых грунтах обеспечивает свойство набухания, т.е. увеличение объема грунта при замачивании. Грунты с большим содержанием каолинита практически не набухают.