Производные характеристики грунтов. Оптимальная влажность грунта и его максимальная плотность.

Зная величины ρ, ρ_s и W можно вычислить ряд производных характеристик грунта:

Плотность сухого грунта ρ_d – отношение массы скелета грунта (исключая воду в порах) m_s к объему этого грунта V_о:

, т/м^3; где: ρ – плотность грунта, г/см³; w – влажность грунта, %.

Пористость грунта n – отношение объема пор V_пор к объему всего грунта V₀: ; где: ρ – плотность грунта, г/см³; ρ_d – плотность сухого грунта, г/см³; ρ_s – плотность частиц грунта, г/см³; w – влажность грунта, %.

Коэффициент пористости е – отношение объема пор V_пор к объему частиц грунта V₀:

Песчаные грунты по плотности их сложения разделяют, в зависимости от коэффициента пористости на: Прочные (плотные) Средней прочности (средней плотности); Малопрочные (рыхлые).

Степень влажности S_r – доля заполнения пор грунта водой - отношение влажности W к полной влагоемкости грунтов W_sat:

где: ρ_w – плотность воды, г/см³. По степени влажности грунты бывают: а) маловлажные (0<S_r 0,5); б) влажные (0,5<S_r 0,8); в) насыщенные водой (0,8<S_r 1).

Оптимальные параметры грунта определяются в приборе предварительного уплатнения грунта. В прибор слоями укладывают грунт и каждый слой уплотняется 30-40 ударами груза, падающего с одинаковой высоты.

Влажность, при которой достигается мах. Возможный эффект уплотнения называется оптимальной влажностью.

Плотность скелета грунта, достигнутая при мах. Влажности, называется оптимальной плотностью грунта.

5.Деформируемость грунтов.Компрессионная зависимость и её анализ.

Сжимаемость грунтов – способность их уменьшаться в объеме (давать осадку) под действием внешнего давления. Степень сжимаемости грунтов зависит от структуры грунта и является важной характеристикой механических свойств грунта, которая используется для расчета осадок зданий и различных сооружений. Сжимаемость грунтов обусловлена изменением их пористости при приложении нагрузки и происходит за счет возникновения взаимных сдвигов частиц. Уменьшения толщины водно-коллоидных пленок отжатия воды в водонасыщенных грунтах и за счет разрушения кристаллизационных связей в сильно структуированных грунтах. В связи с тем, что сжимаемость грунтов связана с уменьшением их пористости, в механике грунтов принято характеризовать сжимаемость грунта зависимостью коэффициента пористости от уплотняющего давления . Эта зависимость называется компрессионной и определяется в лабораторных условиях экспериментально в приборах двух типов:

-одометре (приборе одноосного сжатия с жесткими боковыми стенками обоймы, в которую заключен образец грунта) называемым также компрессионным прибором;

-стабилометре (приборе трехосного сжатия с эластичными боковыми стенками, в которые заключен грунт).

При относительно малых давлениях < сжимаемость грунта м.б. сравнительно небольшой, значительно меньшей, чем при больших давлениях.

При изменении давления в практических целях заменяют зависимость между и прямолинейной, т.е. заменяют кривую

на этом участке отрезком стягивающей хорды. Тогда из геометрических соображений получим ,

коэффициент сжимаемости . Для расчета осадок удобнее пользоваться коэффициентом относительной сжимаемости

.Эти показатели необходимы для расчета осадок фундамента зданий или сооружений.