Плотность грунта, плотность его твердых частиц и влажность грунта

Поскольку при нарушении структурных связей грунта его свойства изменяются, необходимо изучать состояние грунта при ненарушенной структуре. Для этого в процессе инженерно-геологических изысканий из шурфов и скважин отбирают монолиты – большие образцы грунта ненарушенной структуры. Из этих монолитов в лабораторных условиях берут меньшие образцы и экспериментально определяют три основные характеристики:

плотность (объемную массу) грунта ρ естественной (ненарушенной) структуры, равную отношению массы образца грунта к его объему;

плотность (объемную массу) твердых частиц грунта ρ_S, равную отношению массы твердых частиц к их объему;

природную весовую влажность грунта ω, равную отношению массы содержащейся в нем воды к массе твердых частиц.

Рис. 1.3. Схема составных частей (компонентов) образца грунта

Выделим из грунта образец объемом V = 1 см³ и мысленно разделим его на две части: одну, занятую твердыми частицами, объемом V₁ и другую, занятую порами, расположенными между этими частицами, объемом V₂ (рис.3). Пространство, занятое порами, можно разделить в общем случае также на две части, одна из которых занята водой, другая – воздухом. Пусть масса твердых частиц в объеме V будет g₁, а масса воды – g₂ (масса воздуха не оказывает влияния на результаты расчетов).

Плотность грунта определяют взвешиванием чаще всего по образцу, взятому в режущее кольцо, иногда парафинированием или другими методами. Плотность твердых частиц находят с помощью пикнометра. Влажность грунта устанавливают взвешиванием образца естественной влажности до и после высушивания (до постоянной массы) при температуре 105 °С.