Поняття про фізичні властивості грунтів.
Будівельньна якість грунтів як основ споруд залежить також і від їх фізичних
Властивостей - щільністі частинок грунту та його всього, пористості та вологості.
Всі ці властивості визначають безпосередньо на місці залягання їх або в лабораторії. Пористість та щільність необхідно визначати на зразках без порушення їхньої природної структури.
В грунтах завжди знаходяться порожнини,тріщини, пори; вони найбільш знач-
ні у пухких осадових породах.Їх вплив визначає фізичну величину-пористість,
П о р и с т і с т ь грунту ( n )—сумарний об’єм всіх пор в одиниці об’єму грунту і визначається за формулою:
n= Vp/Vs.100%
Vp—об’єм пор в грунті, Vs=об’єм грунту ( твердої фази і пор),
К о е ф і ц і е н т п о р и с т о ст і—е визначається відношенням:
e=Vp/ Vg
тут Vg - об’єм твердих частинок грунту.
Показники пористості використовуються для розрахунків водопроникності, стисливості та інш. Вони часто служать класифікаційними показниками для піщаних грунтів за характером складання ( Табл.7.3.)
---------------------------------------------------------------------------------------------------
Види пісків І складання пісків
----------------------------------------------------------------------------
І Щільне І середньої щільності пухке
Гравелисті крупні та І e < 0,55 0,55 < e < 0,70 e>0,70
середн. крупності І
дрібні І e < 0,60 0,60 < e < 0,75 e> 0,70
пилуваті І e < 0,60 0,60 < e < 0,80 e> 0,80
-------------------------------------------------------------------------------------------------------
Щ і л ь н і с т ь ρ —відношення маси грунту та води ms до об’єму грунту Vs і визначається за формулою:
ρ=ms/Vs
Щ і л ь н і с т ь ч а с т и н о к ρs грунту визначається відношенням:
ρs =md / Vd
md- маса сухого грунту;
Vd –об’єм твердої частини грунту.
Щ і л ь н і с т ь с у х о г о грунту ρd визначається за формулою:
ρd=md /Vs
В о л о г і с т ь грунтів --фізична характеристика. Розрізняють вагову вологість W та об’ємну Wv .
W= (ms –md ) /md .100%; Wv=(Vs-Vd ) /Vd.100%
M
ms , Vs -маса та об`єм грунту та води відповідно.
В залежності від вологості грунтів змінюється їх міцність, реформованість та стійкість і тому є найважливішою характеристикою стану піщаних та глинистих грунтів.
Т е п л о ф і з и ч н і в л а с т и в о с т і. Тепловий режим товщі грунтів у земляному полотні і в основах аеродромних та дорожніх споруд має великий вплив на їхню стійкість. Він характеризується такими важливими теплофізичними властивостями, як теплоємкість,теплопровідність, температуропровідність.
Теплоємкість характеризує спроможність грунтів поглинати теплову енергію при теплообміні і вона залежить від складу та вологості грунту.
Розрізняють питому і об*ємну теплоємкість. Питома С дорівнює кількості теп-
Ла, яку потрібно витратити для зміни температури одиниці маси грунту на 10 С
( Дж / кг.) при відсутності фазових переходів.
Об*ємна теплоємкість ( Сν ) це кількість тепла необхідного для зміни температури одиниці об*єму на 10 С, (Дж / м3. С0 )
Вони пов*язані залежністю: Сν =ρ С де ρ-щільність.
Теплопровідність характеризує здатність грунтів проводити тепло. Вона оці- нюється коефіцієнтом теплопровідності - кількість тепла, що проводиться в оди-
ницю часу кризь одиницю площі при температурному градієнті в одиницю-
( Вт./ м. С0 ). Вона для більшості породоутворюючих мінералів дорівнює
0,4-7,0 Вт./м.С0; для води-о,63, для повітря-0,021, тобто грунт мае максимальну
Теплопровідність, коли повністю водо насичений, тобто в стані ґрунтової маси. Вона суттєво залежить від щільності: чим вище, тим краще (приклад с полотном дороги).
Температурапровідність - це зміна температури 1см3 грунту при надходженні
тепла за 1 сек. крізь 1 см.2 поперечного перерезу за різніцу температур,що
дорівнює 10 С на відстані 1см. і оцінюється коефіціентом а ( м2 / сек.). Вона
зумовлює коливання добових, сезонних та річних температур грунту, що впли-
ває на стан покриття доріг та аеродромних споруд. Температуропровідність
тим нижче, чим вище вологість.
7.7. Класифікація грунтів( З)
Класифікація - це система, яка відображае ступінь вивчення будь - якого об’єкту. Завдяки якій можна всю різноманітність г. пород розподіліти на групи, які суттєво відрізняються генетичними, петрографічними, будівельними якостями, що дозволяє робити інженерно—геологічну оцінку г. пород. Якщо вони є основами для будівлі—вони грунти.
Класифікація за таксономічними (греч.—розташовані по закону) одиницями розподіляють за группами ознак:
1. класс—за характером структурних зв’язків (напр. скельні—жорстко зв’язані);
2. група—за походженням( магматичні, осадови);
3. підгрупа—за умовами утворення ( генетичні підрозділ—магматичні вилівні);
4. тип—за петрографічним та гранулометричним складом, ступенем неоднорідності, числом пластичності;
5. вид—за структурою, текстурою, складом цементу, щільністю, вмістом органічних речовин, коєфіціентом пористості
6. різновидність—за фізичними, хімичними та фізико—механичними властивостями і станом.
Приклад ( для граніта):
1. Класс…………………………Скельна порода (з жорсткими зв’язками );
2. Группа…………………………….Магматична;
3. Підгрупа…………………………Глибинна;
4. Тип………………………………Граніт;
5. Вид………………………………..Середньозернистий;
6. Різновід…………………………….Дуже міцний, нерозм’якшуваний.
Такі номенклатурні одиниці характеризуються ознаками, які найбільш суттєві з інженерно—геологічної точкизору.