Переход от удельного веса грунта к удельному весу, взвешенного в воде
День добрый. собственно, сам вопрос в названии темы.В разделе «Фундаментные конструкции и основания» в подпрограмме «Вычисление коэффициентов С1 и С2» неясен переход от удельного веса грунта к удельному весу грунта, взвешенному в воде. То есть, задаются только удельный вес грунта и его состояние (сухой, водонасыщенный, водоупор). В справке искал, но ничего не нашел.Так каким же образом программа переводит грунт из одного состояния в другой?Заранее спасибо!
Страницы: 1
Переход от удельного веса грунта к удельному весу, взвешенного в воде
25.05.2010 22:33:59
День добрый. собственно, сам вопрос в названии темы.
В разделе «Фундаментные конструкции и основания» в подпрограмме «Вычисление коэффициентов С1 и С2» неясен переход от удельного веса грунта к удельному весу грунта, взвешенному в воде. То есть, задаются только удельный вес грунта и его состояние (сухой, водонасыщенный, водоупор). В справке искал, но ничего не нашел.
Так каким же образом программа переводит грунт из одного состояния в другой?
Заранее спасибо!
Евгений Стрелецкий
Постоянный посетитель
Сообщений: 124 Баллов: 148 Рейтинг: 6 Регистрация: 14.05.2009
26.05.2010 12:18:33
Уважаемый Дрюха!
В программе «Вычисление С1 и С2» удельный вес водонасыщенного грунта задается с учетом веса воды. В вычислении эффективного (природного, бытового) давления σzg участвует удельный вес взвешенного грунта, то есть заданный удельный вес минус удельный вес воды (минус 1).
С уважением, Е. Стрелецкий.
инженер гарин
Заглянувший
Сообщений: 11 Баллов: 10 Рейтинг: 1 Регистрация: 17.12.2021
16.03.2023 09:54:01
Подскажите, в системе грунт удельный вес для грунта ниже УГВ задается для сухого грунта или мы высчитываем и задаем удельный вес для взвешенного грунта. Не получится так, что мы задали удельный вес взвешенного грунта, поставили галочку с буквой W и лира еще раз посчитала плотность с учетом воды?
Сообщений: 570 Баллов: 1006 Рейтинг: 108 Регистрация: 13.05.2010
16.03.2023 22:48:03
Здравствуйте, инженер гарин !
Ответы в этой ветки касались работы приложения ЭСПРИ, не системы «ГРНУТ».
Для системы «ГРУНТ» НЕ нужно задавать удельный вес с учетом взвешивающего действия воды, этот переход выполняется автоматически при наличии установленного признак «W» в характеристиках соответствующего ИГЭ.
С уважением, Алексей Тищенко
2.8. Вычисление удельного веса грунта
Удельным весом грунта называется вес единицы объема грунта.
Удельный вес грунта вычисляется через его плотность
где – плотность грунта (п. 2.1.3), т/м 3 ; g – ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с 2 .
Удельный вес грунта измеряется в кН/м 3 .
2.9. Вычисление удельного веса частиц грунта
Удельный вес частиц грунта s вычисляется через плотность частиц
где s – плотность частиц грунта (п. 2.2.3), т/м 3 .
Вычисление удельного веса грунта
и во взвешенном состоянии
Необходимость в этой характеристике возникает при определении давления водопроницаемых грунтов, расположенных ниже горизонта грунтовых вод, с учетом взвешивающего действия воды.
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии в вычисляется по формуле
где s – удельный вес частиц грунта (п.2.8); w – удельный вес воды, принимаемый равным 9,81 кН/м 3 ; е – коэффициент пористости (п. 2.4).
Вычисление плотности двухфазных
водонасыщенных грунтов
Для двухфазных грунтов, у которых коэффициент водонасыщения Sr=1, например, водопроницаемых грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, плотность, помимо ее непосредственного определения, рассмотренного в п. 2.1, может быть вычислена через плотность частиц s и его влажность :
2.12. Вычисление коэффициента пористости двухфазных водонасыщенных грунтов
Для таких грунтов коэффициент пористости е, помимо вычисления по общей формуле в п. 2.4, может быть вычислен с использованием только двух основных характеристик грунта – плотности частиц грунта s и его влажности
2.13. Вычисление влажности грунта, соответствующей его полному водонасыщению
В ряде случаев необходимо знать влажность грунта при полном за-полнении его пор водой, например, при подъеме уровня грунтовых вод, а также для корректировки влажности образцов грунта, когда при извлечении их ниже уровня грунтовых вод из скважин возникают потери влаги.
Влажность в долях единицы при полном заполнении пор грунта водой п вычисляется по выражению
В этом выражении коэффициент пористости грунта е вычисляется по формуле, приведенной в п. 2.4.
3. Оценка консистенции глинистых грунтов
Консистенция глинистых грунтов характеризует их способность сопротивляться пластичному изменению формы. Консистенция грунтов зависит от их влажности. В зависимости от влажности (по мере ее возраста-ния) глинистый грунт по консистенции может находиться в трех основных состояниях: твердом, пластичном и текучем.
Консистенция глинистого грунта определяется по трем показателям: естественной влажности грунта W (п.2.3), границе текучести WL и границе
раскатывания WP. От консистенции глинистого грунта в значительной степени зависят его прочность и сжимаемость. Эта зависимость используется современными нормами проектирования оснований и фундаментов инженерных сооружений при назначении прочностных характеристик грунтов (расчетных сопротивлений грунтов сжатию и сдвигу и др.) 4.
По значению числа пластичности, определяемому через WL и WP, устанавливается наименование глинистого грунта.
Для определения WL и WP берется тот же образец грунта, для которого определялся гранулометрический состав полевым методом (п. 1.2) и характеристики (п. 2.1), s (п. 2.2) и (п. 2.3).
Свойства грунтов
Рассмотрим группу характеристик грунта, которые используют при расчетах несущей способности основания или откоса, давления на крепь горных выработок или подпорную стенку Свойства грунтов объединены в группы: физические, и характеристики мерзлых грунтов.
Физические свойства
Эта группа включает характеристики, отражающие влажность, плотность, удельный вес, пористость (рис. 1), тепловые, электрические, магнитные и другие свойства.
Рис. 1. Графическое изображение физических характеристик грунта:
а — влажности; б — плотности; в — удельного веса; г — пустотности. 1, 2, 3 — соответственно газовый, жидкий и твердый компоненты грунта; 4 — вес грунта, сниженный за счет взвешивающего действия воды
К характеристикам влажности относят природную и гигроскопическую влажности, максимальную молекулярную влагоемкость и степень влажности (см. рис. 1, а). Первые три характеристики ω, ωg и ωmmc — это отношение массы воды в грунте естественного состояния, и содержащем только рыхлосвязанную пленочную воду, к массе сухого грунта. Степень влажности Sr — это отношение природной влажности к влажности полного водонасыщения. Все четыре характеристики выражаются в долях единицы. Степень влажности определяется расчетным путем, а три другие характеристики — экспериментально по «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик». Сохранять ненарушенную структуру образца при этом не требуется. Степень влажности является классификационной характеристикой, с ее помощью грунты разделяют на маловлажные (0–0,5), влажные (0,5–0,8) и водонасыщенные (0,8–1). Три другие характеристики используются в расчетах других показателей (табл. 1).
К характеристикам, отражающим концентрацию массы вещества в грунте, относятся четыре разновидности плотности: плотность грунта ρ, плотность сухого грунта ρd, плотность частиц грунта ρs и плотность грунта при влажности полного водонасыщения ρsat. Во всех случаях это отношение массы к объему (см. рис. 1, б). Плотность грунта и частиц грунта определяют прямыми экспериментальными методами по а плотности сухого и полностью водонасыщенного грунта — расчетом (см. табл. 1). При определении плотности грунта ρ требуется сохранять природную влажность и ненарушенную структуру. Все четыре характеристики не являются классификационными и используются в расчетах других показателей. Измеряют их в килограммах на кубический метр.
Таблица 1. Формулы для расчета физических характеристик грунта
Примечание. ρω — плотность воды, ρω = 1000 кг/м3.
К характеристикам, отражающим концентрацию веса грунта, относятся удельный вес грунта γ, удельный вес сухого грунта γd, удельный вес частиц грунта γs, удельный вес с учетом взвешивающего действия воды γsb и удельный вес полностью водонасыщенного грунта γsat (см. рис. 1, в). Определяют эти показатели расчетом, путем умножения соответствующей плотности на ускорение свободного падения. Удельный вес грунта используется для расчета давления от собственного веса грунта и других, связанных с ним давлений, а также характеристик и процессов, где нужно знать вес грунта или его частей. Удельный вес измеряют в килоньютонах на кубический метр.
К характеристикам, отражающим содержание пустот в грунте, относятся коэффициент трещинной пустотности, пористость и коэффициент пористости. Коэффициент трещинной пустотности kтр относится к трещиноватым грунтам, представляет собой отношение площади (объема) трещин к общей площади обнажения (объему блока) и измеряется в долях единицы. Этот показатель чаще всего определяют прямыми обмерами трещин в полевых условиях на обнажениях и на кернах или фотоспособом в скважинах. Он служит классификационной величиной и используется для отнесения массива грунта к одной из категорий по трещиноватости. Пористость n и коэффициент пористости e используют для оценки пустот в грунте с равномерным их распределением. Пористость — это отношение объема пор к общему объему грунта, а коэффициент пористости — отношение того же объема пор к объему твердой части грунта. Таким образом, пористость n представляет собой долю объема грунта, приходящуюся на пустоты, а коэффициент пористости e — соотношение объемов пор и твердой части грунта. Обе характеристики выражаются в долях единицы и связаны между собой (см. табл. 1 и рис. 1, г).
Определяют их чаще всего расчетом с использованием других характеристик. Пористость применяют в расчетах других показателей, а коэффициент пористости также служит классификационной величиной для оценки плотности сложения песка и выделения ила из глинистого грунта.
Другие физические характеристики используются в горном деле редко и здесь не приводятся.
свойства грунтов
Это большая группа характеристик, отражающих взаимодействие грунта с неподвижной и движущейся водой.
Рассмотрим некоторые характеристики, имеющие наибольшее значение при определении устойчивости бортов карьеров, зоны подтопления горных работ
Установлено, что глинистые грунты при увеличении влажности от нуля до полного водонасыщения переходят из твердого состояния в пластичное, а затем — в текучее. Каждое из них можно оценить способностью грунта сохранять форму под действием собственного веса и характером деформации при разрушении. В твердом состоянии грунт сохраняет форму и разрушается с образованием трещин. Пластичный грунт также сохраняет форму, но разрушается без образования трещин, пластично, подобно очень вязкой жидкости. Текучее состояние отличается тем, что деформирующийся без разрывов грунт не сохраняет форму образца и принимает форму сосуда. Cостояние грунта разграничивают по искусственно подбираемым влажностям, которые называются влажностью на границе пластичности ωp, соответствующей точке его перехода из твердого состояния в пластичное, и влажностью на границе текучести ωL на переходе из пластичного в текучее состояние (по «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»). Значения этих влажностей используют для вычисления числа пластичности Ip по формуле
Число пластичности — это интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии. Оно используется как классификационный показатель для отделения глинистого грунта от песчаного и для определения его названия (см. рис. 2).
Состояние (консистенция) грунта оценивается показателем текучести IL:
где ω — природная влажность.
Из этой формулы следует, что при ω < ωp числитель становится меньше нуля (показатель текучести будет отрицательным), а при ω > ωL — больше единицы. Таким образом, если показатель текучести отрицательный, то глинистый грунт находится в твердом состоянии, если больше единицы — то в текучем, а в интервале от нуля до единицы — в пластичном (см. рис. 2).
Рис. 2. Кривые гранулометрического состава грунтов:
1, 2 — тяжелая и легкая глина по классификации ; 3 — суглинок; 4 — супесь; 5–7 — песок (5 — неоднородный, 6 — однородный, 7 — гравелистый)
В практическом отношении важно, что показатель текучести связан с прочностью, сжимаемостью и другими характеристиками грунта. Зная наименование глинистого грунта и значение его показателя текучести, можно оценить его строительные свойства и предвидеть поведение под нагрузками.
Плывунность, так же как и разжижаемость, присуща водонасыщенным мелкозернистым песчаным или грунтам рыхлого сложения. Она проявляется при вскрытии пласта грунта горной выработкой. К разжижению приводит воздействие гидродинамического давления, большой перепад давлений воды в пласте и выработке. К такому же разжижению песков и переходу их в подвижное состояние приводит воздействие динамических нагрузок на тиксотропные грунты.
разделил плывуны на истинные, или «злостные» плывуны и псевдоплывуны, или пассивные.
Истинными плывунами называют водонасыщенные пески, содержащие и коллоидные частицы. Эти грунты отличаются высокой (более 0,4) пористостью, плохо отдают воду, обладают низкими значениями коэффициента фильтрации, способны переходить в тиксотропное состояние под действием динамической нагрузки.
Псевдоплывуны — те же грунты, но без глинистых и коллоидных частиц. Они лучше отдают и фильтруют воду. Для разжижения псевдоплывунов требуется более высокое гидродинамическое давление.
Плывуны сильно затрудняют строительные и горнопроходческие работы. Известны случаи, когда попытки вычерпать плывун приводили к оседанию поверхности на расстоянии до 100 м.
Наиболее эффективным способом борьбы с истинными плывунами считается применение шпунтовых ограждений или закрепление их замораживанием, силикатизацией Для борьбы с псевдоплывунами, кроме того, можно использовать осушение массива.
Вес грунта в 1 м3 — таблица удельного вес грунта
Удельный вес грунта – отношение объёма грунта к весу твердых частиц, высушенных при температуре 100-105 градусов Цельсия. Зависит, удельный вес грунта, от наличия органических веществ и минералогического состава и обычно имеет почти постоянную величину, если не содержит растительных остатков. Ниже представлена таблица удельного веса различных грунтов.
| Тип грунта | Удельный вес (т/м3) | Отклонение удельного веса (в положительную и в отрицательную сторону) | |
| т/м3 | % | ||
| Глина (свежая) | 2,74 | ~0,027 | ~0,99 |
| Песок | 2,66 | ~0,010 | ~0,36 |
| Супесь | 2,70 | ~0,017 | ~0,63 |
| Суглинок | 2,71 | ~0,020 | ~0,74 |
| Чернозем | 1,45 | ~0,05 | ~3,45 |
Объёмный вес грунта – вес грунта, выраженный в единице объёма. Величина не постоянная, а изменяется в зависимости от влажности грунта. Различают два типа объёмного веса грунта: влажный и сухой.
Объемный вес сухого грунта, также его называют вес скелета грунта, определяется по формуле: О = У (1 – N), где У – удельный вес грунта, а N– выраженная в долях единицы пористость грунта.
Объемный вес влажного грунта определяется по другой формуле: О2 = О (1+W), где О – объёмный вес сухого грунта, а W– весовая влажность грунта.
Усреднённые значения объемного веса для влажного грунта представлены в таблице ниже: