Что больше удельный вес грунта или удельный вес частиц грунта

Удельный вес грунта (), удельный вес твердых частиц грунта (s)

Удельный вес грунта в сухом состоянии _d = g_d.

Вопрос № 8. Определение влажности грунта.

Влажность – все количество воды, содержащееся в грунте. Существует несколько показателей влажности:

а) естественная или природная влажность – все количество воды, которое содержится в порах грунта в его природных условиях;

б) весовая влажность – отношение массы воды к массе сухого грунта, выраженное в %

(Или абсолютная влажность):

в) объемная (относительная) влажность :

Для минеральных грунтов значения влажности находятся в пределах от 0,2 до 0,4, а в отдельных случая может быть и больше.

Зависимость между природной и относительной влажностью определится из соотношения: , откуда

_.

Это влажность применяется к группам, обладающим большой водоудерживающей способностью, например, торфу. Так, если весовая влажность для торфов находится в пределах от 6 до 20, то соответственно объемная влажность от 0,86 до 0,95.

в) полная влагоемкость – влажность, при которой все поры заполнены водой

, так как , то

_.

Таким образом, для водонасыщенного грунта коэффициент пористости определяется через полную влагоемкость.

г) относительная влажность – степень влажности показывает, какую часть объема пор в грунте занимает вода. Численно она равна отношению естественной влажности к полной влагоемкости:

Степень влажности используется для классификации песчаных грунтов. По степени влажности песчаный грунт подразделяется на :

— маловлажные;

— влажные;

— насыщенные водой.

Вопрос № 9. Определение коэффициента водонасыщенности грунта.

Степень заполнения пор в грунте характеризуется коэффициентом водонасыщения (G)

, где

w – природная влажность грунта

— предельная влажность грунта, возможная при данной пористости, или полная влагоемкость.

При полном заполнении пор грунта водой влажность будет равна отношению веса воды в объеме пор к весу твердых частиц, т.е., или

и подставляя это выражение в первую формулу получим:

Приняв , получим, т.е. коэффициент пористости полностью водонасыщенного грунта равен произведению влажности на удельный вес частиц грунта.

Коэффициент водонасыщенности природных глинистых грунтов близок к 1,0. Однако во многих случаях вследствие наличия в грунтовой воде пузырьков газов он несколько больше 1,0, что в большей степени сказывается на сжимаемости поровой воды.

Несвязные (сыпучие) грунты по степени влажности разделяют на группы:

— маловлажные при G ≤ 0,5

— влажные при 0,5 ≤ G ≤ 0,8

— насыщенные при G > 0

Для грунтов, залегающих ниже уровня грунтовых вод, скелет грунта будет испытывать взвешивающее действие воды. Учитывая для единицы объема грунта вес твердых частиц в воде и их объем, получим для удельного веса грунта, облегченного весомвытесненной им воды, выражение:.

Вопрос № 10. Консистенция глинистых грунтов.

У глинистых грунтов при изменении влажности изменяется его состояние, свойства, консистенция, т.е. степень подвижности слагающих грунт частиц, при механическом на него воздействии. Различают три формы состояния глинистого грунта: твердое, пластичное, текучее.

Для глинистых грунтов первостепенное значение имеет не только влажность, но и диапазон влажности, в котором грунт будет пластичным. Этот диапазон характеризуется так называемым число , или индексом пластичности, и равен разности между двумя влажностями, выраженными в %: , где

— влажность на границе текучести; — влажность на границе раскатывания.

соответствует влажности, при которой грунт переходит в текучее состояние. Стандартный конус погружается в грунт от собственного веса на глубину в 10 мм за 5 секунд. соответствует влажности, при которой теряет свою пластичность. Она приблизительно равна влажности жгута, сделанного из грунта и раскатываемого по бумаге до потере пластичности, т.е. когда жгут диаметром 3 мм, подсыхая во время раскатывания, начинает крошиться.

По иерее содержания увеличения влаги глинистый грунт переходит из одного состояния (консистенция) в другое. Если влаги мало, то глина сухая и твердая. При увеличении влажности, когда ее значение достигает “нижнего предела пластичности” ( или “границы раскатывания”), глина перейдет в новое состояние пластичной консистенции. Она будет легко меситься, изменять и сохранять приданную ей при сжатии форму. Величина влажности, соответствующая этому пределу колеблется для глинистых грунтов от 8 до

40 % в зависимости от химического, минералогического состава и содержания тонких глинистых частиц (менее 0,002 мм). Если продолжить увеличивать влажность глинистого грунта, то можно достигнуть верхнего предела пластичности (границы текучести), при которой глина теряет свою прочность и начинает течь. Из грунта с влажностью выше этого предела ничего сформировать не удается. Строить на такой глине опасно: она будет выдавливаться из-под фундамента, и здание на ней будет оседать. Грунт в этом случае, говорят, превращается в слабый, водонасыщенный. Эта граница перехода из пластичной в текучую консистенцию зависит еще в большей степени, чем граница раскатывания, от химических и минералогических особенностей глин, а также от содержания тонких частиц.

По числу пластичности определяют наименование глинистого грунта.

Если < 1,0 – грунт песчаный;

= от 1 до 7 – грунт называется супесью;

= от 7 до 17 – суглинок;

> 17 – глина.

Уплотненность глинистых грунтов определяется их консистенцией, под которой понимают густоту и в известной мере вязкость грунтов, обуславливающие способность их сопротивляться пластичному изменению формы. Густота и вязкость грунтов зависят от количественного соотношения твердых частиц и воды в единице объема грунта, а также от сил взаимодействия между частицами грунта. Показателем консистенции, или индексом текучести, служит выражение:

По глинистые грунты классифицируются на категории: супеси – на твердые, пластичные и текучие; суглинки и глины – на твердые, полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные, текучепластичные и текучие.

Измеряемые характеристики грунтов

Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.

Удельный вес грунта вычисляется через его плотность:

γ = ρ * g

где ρ — плотность грунта, т/м³;
g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².

Плотность сухого (скелета) грунта

Плотность сухого (скелета) грунта ρ_d — природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³. Устанавливается расчетом:

ρ_d = ρ / (1+0,01W)

где W — природная (естественная) весовая влажность грунта, %;
ρ — природная (естественная) весовая плотность грунта, г/см³ (т/м³).

Коэффициент пористости грунта

Коэффициент пористости — это отношение объема пустот к объему твердых частиц в долях единицы. Устанавливается расчётом:

e = (ρ_s — ρ_d) / ρ_d

где ρ_s и ρ_d — соответственно плотность частиц и плотность сухого (скелета) грунта, г/см³ (т/м³).

Принимаемая плотность частиц ρ_s (г/см³) для грунтов

Грунт	Плотность частиц ρs (г/см³)
песчаные грунты	2,66
супеси	2,7
суглинки	2,71
глины	2,74

Коэффициент пористости е, для песчаных грунтов разной плотности

Песок	Гравелистый, крупный и средней крупности	Мелкий	Пылеватый
Плотный	e ≤ 0,55	е ≤ 0,6	е ≤ 0,6
Средней плотности	0,55 0,7	е > 0,75	е > 0,8

Степени влажности грунта

Степень влажности грунта S_r — отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха):

S_r = (W * ρ_s) / (е * ρ_w)

где ρ_s — плотность частиц грунта (плотность скелета грунта), г/см³ (т/м³);
е — коэффициент пористости грунта;
ρ_w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³ (т/м³);
W — природная влажность грунта, выраженная в долях единицы.

Грунты по степени влажности

Грунт	Степень влажности
Маловлажный	0

Пластичность грунта

Пластичность грунта — его способность деформироваться под действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения деформирующего усилия.

Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.

Граница текучести W_L характеризует влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в полужидкое — текучее. При этой влажности связь между частицами нарушается благодаря наличию свободной воды, вследствие чего частицы грунта легко смещаются и разъединяются. В результате этого сцепление между частицами становится незначительным и грунт теряет свою устойчивость.

Граница раскатывания W_P соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > W_P) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.

Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта I_P. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:

I_P = W_L — W_P

Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности.

Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице:

Грунт	Число пластичности IP	Содержание песчаных частиц (2-0,5мм) % по массе
✦ Супесь
песчанистая	1 — 7	≥ 50
пылеватая	1 — 7	27	не регламентируется

Текучесть глинистых грунтов

Показать текучести I_L выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов. Определяется расчетом из формулы:

I_L = (W — W_P) / I_P

где W — природная (естественная) влажность грунта; W_P — влажность на границе пластичности, в долях единицы; I_P — число пластичности.

Показатель текучести для грунтов разной плотности

Грунт	Показатель текучести IL
✦ Супесь
твёрдая	IL ≤ 0
пластичная	0 ≤ IL ≤1
текучая	IL > 1
✦ Суглинок и глина
твёрдые	IL ≤ 0
полутвёрдые	0 ≤ IL ≤ 0,25
тугопластичные	0,25 1

Пористость грунтов

Пористость грунтов

Плотность грунта характеризуется весом его единицы объема. Данный показатель используется в различных вычислениях и расчетах.

У грунта существуют несколько параметров, характеризующих его вес. К ним относятся такие показатели, как вес объема влажного грунта, в котором сохраняется его естественная влажность и ненарушенная структура, вес объема грунта, который находится под водой, скелетная масса грунта и масса сухого грунта.

1. Удельная масса

Отношение массы твердых частиц (Gs) к массе воды при температуре 4°С с объемом, равному объему его частиц (Vs), называется его удельным весом.

В численном исчислении удельный вес грунта приравнивается к весу объема его скелета в воздухе при отсутствии каких-либо пор.

Грунтовой удельный вес увеличивается, когда грунт содержит в своем составе тяжелые минералы и зависит только от его минералогического состава. Наиболее распространенные породообразующие минералы имеют небольшое колебание своего удельного веса. Исходя из этого, рыхлые песчано-глинистые грунты имеют также небольшие пределы изменения своего удельного веса. Для приблизительного расчета можно брать удельный вес для песка – 2.65, глин – 2.75 и суглинков – 2.7.

Для расчета пористости грунта используется его удельный вес.

Следует учитывать при расчетах удельного веса следующие моменты:

1. Меньшие значения удельной массы могут получаться из-за возможного растворения простых солей. Для того чтобы избежать этого, необходимо при расчетах удельного веса засоленного грунта произвести замену воды на нейтральную жидкость, например, на толуол, керосин или бензин.

2. Увеличенные значения удельной массы грунта получаются из-за возможности сильного сжатия водяных слоев около коллоидальных частиц глин, образованного за счет сил молекулярного притяжения. В этом случае используются жидкости, которые имеют небольшие показатели поверхностного натяжения, например, такие как ксилол, толуол и им подобные.

3. Заниженные данные для удельного веса также могут получаться в результате неполного удаления частиц воздуха абсорбированного на поверхности. Для того чтобы этого не происходило, удельный вес рекомендуется определять после кипячения грунта или поместив грунт под вакуум.

2. Определение объемной массы увлажненного грунта

Для влажного грунта отношение массы определенного объема грунта (G) к массе воды, находящейся при температуре при 4°С, и имеющей объем, равный объему всего грунта V, называется его объемным весом ?. Принимают, что V – это объем зерен плюс объем пор.

В численном выражении объемная масса для влажного грунта определяется при данной влажности и пористости, как масса единицы его объема.

Зависит объемная масса влажного грунта от его влажности и минералогического состава. Объемная масса грунта прямо пропорциональна его влажности. Когда практически все поры в грунте заполнены водой, его объемная масса становится максимальной.

Обычно используют в качестве непосредственного расчетного показателя объемный вес при следующих расчетах:

• определение давления земляного слоя на подпорки и подпорные стенки;
• определение устойчивости откосов или оползневых склонов;
• определение значения осадки зданий:
• определение расчетного значения возникающих напряжений под подошвой фундамента;
• для калькуляции земляных работ по объемам.

Также значение объемной массы грунта используют для определения его классификации, пористости и расчета объемного веса его скелета.

Объемную массу влажного грунта можно определить различными способами.

3. Объемная масса скелета (твердой фазы) для грунта

Отношение массы твердых частиц или сухой породы к массе воды, взятой при температуре 4°С, в объеме, который равен объему этой породы, называется объемным весом скелета и обозначается — ?. Объем всей породы при данной пористости принимается равным объему зерен плюс объем пор.

В численном отношении он принимается равным массе единицы грунтового объема за разницей веса воды, находящейся в порах при условии естественной пористости грунта.

Чем меньше будет пористость грунта и больше его плотность, тем больше объемная масса его скелета (твердой фазы).

Для тех типов грунтов, которые не меняют свой объем в процессе высушивания, объемный вес его скелета определяют путем непосредственного взвешивания образца, находящегося в абсолютно сухом состоянии. Для тех грунтов, которые в процессе высушивания меняют свой объем, объемную массу твердой фазы вычисляют используя определенную формулу.

4. Пористость.

Наличие в грунте мелких пустот определяют, как пористость грунта.

Численно пористость выражается, как отношение общего объема (Vn) всех пустот ко всему объему (V) грунта. Полученная величина называется пористостью и обозначается через n. Пористость грунта характеризуется такой величиной, как коэффициент пористости. Выражается он в виде отношения объема (Vn) пустот к имеющемуся объему (Vs) твердой фазы. Коэффициент пористости еще называют приведенной пористостью и выражают в долях единицы.

Кроме этого, величину пористости можно определить, как отношение (Gw) – веса воды, которая полностью заполнила все поры в грунте, к (Gs) – массе абсолютно высушенного грунта.

Лабораторных методов определения пористости для глинистых грунтов не существует. Для связных грунтов величину пористости определяют по объемному и удельному весу. Для всех остальных типов грунтов величина пористости определяется непосредственным путем, но, как правило, рассчитывается, используя те же формулы, что и для расчета связных грунтов.

Величины пористость и дополнительный коэффициент пористости определяют структуру грунта. Характеристикой влажности грунта является его весовая пористость, то есть когда поры полностью заполнены водой. Пористость, не будучи расчетной величиной, используется, как важная вспомогательная величина при расчетах. Примером таких расчетов может быть определение характеристик сжимаемости, определение сопротивления грунта или построение компрессионной кривой.

Услуги

• Геология
• Геодезия
• Экология
• Гидрометеорология
• Обследование зданий
• Измерение авиационного шума

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии

Добрый день народ. Подскажите как мне найти удельный вес грунта во взвешенном состоянии или под действием подъёмной силы?

Просмотров: 162430
Регистрация: 17.01.2006
Сообщений: 116
Регистрация: 23.03.2006
Сообщений: 59

Вес грунта во взвешенном состояниии равен весу в насыщенном состоянии мнус вес воды. Например:
песок — 2,1-1=1,1 т/м3
суглинок — 1,8-1=0,8 т/м3

Регистрация: 03.11.2006
Сообщений: 868
Пора Sergiy почитать учебник по механике грунтов 👿
Регистрация: 29.03.2005
Сообщений: 12,968
Сообщение от topos2
Пора Sergiy почитать учебник по механике грунтов 👿
Да за__ли вы ужо.
Вот читайте

Удельный вес полностью водонасыщенных грунтов (степень водона¬сыщения  удельный вес ) с учетом взвешивающего действия воды определяется по формуле y1=y2-y3 (63) где y2 — удельный вес грунта при полном водонасыщении; y3 — удельный вес воды. При определении в водоупорном слое следует учитывать давле¬ние столба воды, расположенного выше рассматриваемой глубины.

__________________
Работаю за еду.
Working for food.
Für Essen arbeiten.
العمل من أجل الغذاء
Працую за їжу.

Регистрация: 03.03.2005
Забайкалье
Сообщений: 791

Очевидно вместе с Гуру ушли в долину и некие знания)))))).
По посту 24- все верно, но для ПОЛНОСТЬЮ водонасышенных грунтов, что в реалиях редкость.
По посту 18..

а вот предположим что зимой грунт промерз практически до подошвы! и что тогда. получается что вода (точнее ЛЕД) будет лишь утяжелять слой грунта?

не понятно. что тяжелее — лед или вода?)))(для начала), ну а уж ежели дальше- то при промерзании образуется массив, происходит смерзание грунта с фундаментом, если статические силы смерзания меньше усилия заанкеривания, то статические силы смерзания переходят в динамические и образуются силы пучения ( в данном случае касательные), если грунт пучинистый, если нет- только статитческие силы смерзания.

Регистрация: 03.11.2006
Сообщений: 868

Из геологии, которая под рукой
Обычный мелкий песок полностью насыщенный водой
гамма (w)=1,97 т/м3
гамма(s)=2.67т/м3,е=0,642
гамма во взвешенном состоянии по формуле СНиП
(2.67-1)/(1+0.642)=1,02
т.е по DEM плотность грунта должна быть 2.02 т/м3, но у нас 1,97 т/м3 😯
По формуле гамма(w)-1 определяется объемный вес только глинистых и монолитных скальных пород, проникновение воды в поры которых затрудняется (см. учебники Маслова Н.Н.)

Регистрация: 19.05.2006
СПб (Ижевск)
Сообщений: 149

2.180. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды определяется по формуле
(формула описан. OM81) (36)
где гаммаS- удельный вес частиц грунта, принимаемый равным для песчаного грунта 26 кН/м3, для пылевато-глинистого 27 кН/м3;
гамма/омега- удельный вес воды, принимаемый равным 10 кН/м3;
е—коэффициент пористости.
————————————————-

Вобщем посмотрите формулу 36, п.2.180 (стр.102), Пособие по проектированию оснований зданий и сооружений (к СНиП 2.02.01-83)

__________________
Сколько не работай, все равно времени не хватает
Регистрация: 19.06.2005
Сообщений: 3,396

всё таки следует разобратся с понятиями

2.180. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии

это одно и тоже или говоря о «Удельный вес грунта во взвешенном состоянии» следует расмматривать как вес объема данного агрегата..

Регистрация: 23.03.2006
Сообщений: 59
Сообщение от topos2
Пора Sergiy почитать учебник по механике грунтов 👿

topos2 Так в чем же я не прав?
DEM — пост 24 — подверждает мое мнение. по поводу водоупора я сказал бы то же самое несколько другими слоовами: для определения напряжения (давления) в водоупоре следует считать вышележащий грунт как насыщенный т.е. уд. вес на 1 больше чем взвешенного.

Регистрация: 19.05.2006
СПб (Ижевск)
Сообщений: 149

for P_Sh отвечаю как понял, так, то извеняюсь если что не так %-))

Следует различать: плотность грунта ро- отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему (г/см 3; т/м 3); плотность сухого грунта ро.d- отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему (г/см 3; т/м 3); плотность частиц грунта ро.s- отношение массы сухого грунта (исключая массу воды в его порах) к объему твердой части этого грунта (г/см 3; т/м 3).
При расчетах оснований для величин, обозначающих отношение веса грунта к занимаемому им объему (Н/м 3; кН/м 3) следует использовать тер¬мины: удельный вес грунта «гамма» удельный вес сухого грунта «гамма.d»и удельный вес частиц грунта «гамма.s».
Указанные удельные веса грунта определяют, умножая соответствующие плотности на ускорение свободного падения «жо» м/с2.

__________________
Сколько не работай, все равно времени не хватает

Хочу быть фотографом 🙂

Регистрация: 21.10.2005
Москва, Кисловодск
Сообщений: 2,538

А давайте еще больше заморочимся — могут быть ведь частицы грунта с закрытыми порами — какой там удельный вес воздуха?

Регистрация: 23.03.2006
Сообщений: 59
Сообщение от Om81

А давайте еще больше заморочимся — могут быть ведь частицы грунта с закрытыми порами — какой там удельный вес воздуха?

Не то что могут, а практически всегда присутствуют в той или иной степени, но для ответа на вопрос с которого началась эта тема это не имеет значение. Поясняю свою мысль: когда я говорил удельный вес насыщенного грунта (для меня более привычный термин — объемный вес — так меня учили в институте 40 лет назад) я имею в виду не вычисляемое значение, а параметр, который определяется в результате геологических изысканий — т.е. бурится скважина, отбирается серия образцов (ниже уровня грунтовых вод), определяют об. вес, по возможности не нарушая структуры и сохраняя влажность образцов, затем — статистичская обработка результатов и определяются нормативные и расчетные значения. Когда мы имеем это значение — объемный вес насыщенного (или то же самое — мокрого) грунта нам не надо знать больше ничего — ни пористость, не кол-во защемленного воздуха в порах. Для определения веса взвешеннного грунта необходимо вычесть архимедову силу т.е. единичку. При всем моем уважении к специалистам, которые высказывались по этой теме, хочу сказать, что этот вопрос мне абсолютно ясен, поскольку он относится к моей повседневной работе.