Характеристики физических состояний грунтов

По степени плотности:

I_d=(е-е_min)/(e_max-e_min),

где I_d - степень плотности (индекс плотности) грунта;

e_max - коэффициент пористости в предельно-рыхлом сложении;

e_min - коэффициент пористости в предельно-плотном сложении;

e - коэффициент пористости в естественном сложении.

Песчаные грунты бывают:

I_d<1/3 – рыхлые,

1/3< I_d<2/3 – средней плотности,

2/3< I_d<1 – плотные.

По содержанию солей грунты различают:

засоленные – если содержат соли от 0,5 до 5%.

По содержанию органических остатков:

органические – от 1 до 5 % в глинистом грунте;

– от 1 до 3 % в песчаном грунте;

слабозаторфованые – от 10 до 20% ;

среднезаторфованые – от 20 до 40% ;

сильнозаторфованые – от 40 до 60% ;

торф – более 60% .

Строение грунта формируют три фазы – твердая, водная и газообразная. Твердую фазу называют скелетом грунта. Фазовые характеристики грунта различают:

1. Основные, их определяют лабораторным путем, γ, γ_s, W.

2. Производные γ_d, n, е – определяются через основные по формулам.

Сжимаемостьгрунтов - их способность деформироваться без разрушения под влиянием внешней нагрузки. Характеризуется модулем общей деформации Е, коэффициентом Пуассона, коэффициентами сжимаемости и консолидации, модулями сдвига и объемного сжатия. Сжимаемость дисперсных грунтов под нагрузкой обусловлена смещением минеральных частиц относительно друг друга и соответственно уменьшением объема пор.

По временному сопротивлению одноосному сжатию (предел прочности на сжатие) различают: скальные грунты (> 5 МПа) и нескальные (< 5 МПа).

Прочность скальных грунтов - максимальная нагрузка на него в момент разрушения (потери сплошности), называемая пределом прочности R_с, МПа, или временным сопротивлением сжатию. Зависит от минерального состава, структурных связей, трещиноватости, степени выветрелости и размягчаемости в воде и др.

Для нескальных грунтов показателем прочности является сопротивление сдвигу, определяемое углом внутреннего трения φ, в градусах, и сцеплением С, кПа. Они необходимы для расчета несущей способности оснований, устойчивости откосов строительных котлованов, давления грунта на подпорные стены и т. д.

Прочность нескальных грунтов определяется их сопротивляемостью сдвигу, которое можно описать линейной зависимостью Кулона

t = p tgφ + c,

где t – сопротивление сдвигу, МПа;

р – нормальное давление,МПа;

tg φ – коэффициент внутреннеготрения;

φ – угол внутреннего трения, град;

c –удельное сцепление,МПа.

Величины φ и c необходимы для инженерных расчетов прочности и устойчивости.