Порядок определения физических свойств связных (глинистых) грунтов

Основным критерием для определения группы дисперсного грунта – связный или несвязный, является число пластичности.

Если Ip≤0,01 (1%), то дисперсный грунт является несвязным (песчаным или крупнообломочным), если Ip>0,01, то грунт связный, глинистый (супесь, суглинок или глина).

Для глинистых грунтов классификационными характеристиками являются: число пластичности, показатель текучести, просадочность, набухаемость, водопроницаемость, наличие органики, степень водонасыщения, степень морозной пучинистости.

1. Наименование (разновидность) глинистого грунта определяют по числу пластичности (таблица 1).

Число пластичности Ip – разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести WL и на границе раскатывания Wp. WL и Wp определяют по ГОСТ 5180 (таблица 1).

(1)

Основные разновидности грунтов по Ip
(по ГОСТ 25100-95, табл.Б.11)

Таблица 1

Разновидность глинистых грунтов   Чисто пластичности, д.ед.
Супесь 0,01—0,07
Суглинок 0,07—0,17
Глина >0,17

Примечание^ Илы подразделяют по значениям числа пластичности, указанным в таблице, на супесчаные, суглинистые и глинистые.

Если Ip<0,01 (1%), то дисперсный грунт является несвязным (песчаным или крупнообломочным).

 

2. Для характеристики консистенции глинистого грунта в строительных целях используют показатель текучести (консистенции) IL:

(2)

где W – естественная влажность грунта, д.ед.;

Wp – нижний предел пластичности (влажность на границе раскатывания), д.ед.;

Ip – число пластичности, д.ед.

Основные разновидности глинистых грунтов по IL(по ГОСТ 25100-95, табл.Б.14)

 

 

Таблица 2.

Разновидность глинистых грунтов   Показатель текучести IL
Супесь:  
— твердая < 0
— пластичная 0–1
—текучая > 1
Суглинки и глины: — твердые   <0
— полутвердые 0–0,25
— тугопластичные 0,25–0,50
— мягкопластичные 0,50–0,75
— текучепластичиые 0,75–1,00
— текучие > 1,00

 

3. По гранулометрическому составу и числу пластичности Ip глинистые группы подразделяют согласно таблице 3 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.12).

Таблица 3

  Разновидность глинистых грунтов   Число пластичности Ip Содержание песчаных частиц (2—0,05 мм), % по массе
Супесь:    
— песчанистая 0,01¾0,07 ³ 50
— пылеватая 0,01¾0,07 < 50
Суглинок:    
— легкий песчанистый 0,07¾0,12 ³ 40
— легкий пылеватый 0,07¾0,12 < 40
— тяжелый песчанистый 0,12¾0,17 ³ 40
— тяжелый пылеватый 0,12¾0,17 < 40
Глина:    
— легкая песчанистая 0,17¾0,27 ³ 40
— легкая пылеватая 0,17¾0,27 < 40
—тяжелая > 0,27 Не регламентируется  

 

4. По наличию включений глинистые грунты подразделяют согласно таблице 4 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.13).

Таблица.4

Разновидность глинистых грунтов Содержание частиц крупнее 2 мм, % по массе
Супесь, суглинок, глина с галькой (щебнем) 15¾25
Супесь, суглинок, глина галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные) 25¾50

 

5. По относительной деформации набухания без нагрузки esw глинистые грунты подразделяют согласно таблице 5 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.15).

Грунт набухающий — грунт, который при замачивании водой или другой жидкостью увеличивается в объеме и имеет относительную деформацию набухания (в условиях свободного набухания) esw ³ 0,04.

Относительная деформация набухания без нагрузки esw, д. е. — отношение увеличения высоты образца грунта после свободного набухания в условиях невозможности бокового расширения к начальной высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 24143.

(3)

— величина абсолютной деформации грунта при набухании, мм.

— высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), мм.

Для расчетов h0 =50мм.

Таблица 5

Разновидность глинистых грунтов Относительная деформация набухания бет нагрузки esw, д. е.
Ненабухающий <0,04
Слабонабухающий 0,04—0,08
Средненабухающий 0,08¾0,012
Сильнонабухающий >0,12

 

6. По относительной деформации просадочности esl глинистые грунты подразделяют согласно таблице 6 (ГОСТ 25100-95, табл.Б.16).

Грунт просадочный — грунт, который под действием внешней нагрузки и собственного веса или только от собственного веса при замачивании водой или другой жидкостью претерпевает вертикальную деформацию (просадку) и имеет относительную деформацию просадки esl ³ 0,01.

Относительная деформация просадочности , д. е. – отношение разности высот образцов, соответственно, природной влажности и после его полного водонасыщения при определенном давлении к высоте образца природной влажности. Определяется по ГОСТ 23161.

(4) где — дополнительное сжатие (просадка) грунта в результате замачивания, мм;

— высота образца грунта с природной влажностью при природном давлении (на глубине отбора образца), мм;

Для расчетов h0 =50мм.

Таблица 6

Разновидность глинистых грунтов Относительная деформация просадочности esl, д. е.
Непросадочный <0,01
Просадочный ³0,01

 

7. Рассчитывают плотность сухого грунта rd, г/см3 – отношение массы грунта (за вычетом массы воды и льда) к его объему:

(5)

где r — плотность грунта, г/см3;

W — влажность грунта, д. е.

8 Пористость грунта n, %, доли ед., – отношение объема пор ко всему объему грунта:

(6)

где ρs – плотность частиц грунта – масса единицы объема минеральной части, г/см3;

rd – плотность сухого грунта, г/см3.

Средние значения ρs песчаных и пылевато-глинистых грунтов следующие (в г/см3): песок – 2,66; супесь – 2,70; суглинок – 2,71; глина – 2,74.

9 Коэффициент пористости е, доли ед., – отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта:

или (7)

10 Коэффициент водонасыщения (степень влажности) Sr, доли ед., – степень заполнения объема пор водой:

(8)

где ρs – плотность частиц грунта, г/см3;

W –природная влажность, доли ед.;

екоэффициент пористости, доли ед.;

ρw плотность воды, принимаемая равной 1,0г/см3.

11. Определяют степень морозной пучинистости грунта по его полной характеристике, таблица 7 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.27).

По относительной деформации пучения efn грунты подразделяют согласно таблице 7.

Грунт пучинистый — дисперсный грунт, который при переходе из талого в мерзлое состояние увеличивается в объеме вследствие образования кристаллов льда и имеет относительную деформацию морозного пучения efn ³ 0,01.

Таблица 7.

Разновидность грунтов Относительная деформация пучения efn, д. е.   Характеристика грунтов
Практически непучинистый < 0,01 Глинистые при IL £ 0 Пески гравелистые, крупные и средней круп­ности, пески мелкие и пылеватые при Sr £ 0,б, а также пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельчи 0,05 мм (независимо от значения Sr). Крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %
Слабопучинистый 0,01 ¾ 0,035 Глинистые при 0 < IL £ 0,25 Пески пылеватые и мелкие при 0,6 < Sr £ 0,8 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком мелким и пылеватым) от 10 до 30 % по массе
Среднепучинистый 0,035 ¾ 0,07 Глинистые при 0,25 < IL £ 0,50 Пески пылеватые и мелкие при 0,80 < Su £ 0,95 Крупнообломочные с заполнителем (глинистым, песком пылеватым и мелким) более 30 % по массе
Сильнопучинистый и чрезмерно пучинистый > 0,07 Глинистые при IL > 0,50. Пески пылеватые и мелкие при Sr > 0,95

 

12. По относительному содержанию органического вещества Ir глинистые грунты и пески подразделяют согласно таблице 12 (по ГОСТ 25100-95, табл.Б.22).