Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

Sw

V

BL- B X

»

где

п

вес

образца

Ѵ

0,9

Вх-

до парафинирования;

вес образца после парафинирования;

V —объем парафинированного образца;

О,9 -

удельный вес

парафина.

Преобразовав

уравнение,

получим:

Sw

0,9 В,

(3)

0 , 9 ^ - С В і - в , )

4 .

Удельный вес

Объемный вес

грунта

не дает точного представления

об

объемном весе скелета

грунта, поэтому пользуются

другой

характеристикой - удельным весом

грунта, т.

е. определяют

вес

1 м3 грунтового скелета,

предположительно сжатого

до

ных формул, но, кроме того, им пользуются как

некоторой

ориентировочной характеристикой

минералогического

состава

грунта. Присутствие в грунте тяжелых пород (базальты,

ли­

мониты и др.) повышает его удельный вес

до 3,

а

иногда

4 т /м 3 и, наоборот, присутствие в грунте

органических

ве­

ществ и органоминералов снижает его удельный

вес

до

2 т/м 3.

В отличие от объемного, удельный вес не зависит

от

влажности и структуры грунта,

поэтому при

определении

удельного веса отпадает необходимость в соблюдении

требо­

вания о ненарушенной структуре и естественной

влажности

грунта, даже наоборот, метод определения удельного

веса

требует предварительного высушивания и растирания

грунта,

т. е. полного разрушения его структуры.

помощи пикнометра (рис. 3 ). До опыта отдельно

устанавли­

вают вес пикнометра —высушенного и наполненного до

мер­

ной черты дистиллированной водой.

Высушенный при температуре 105°С грунт

просеивают

через сито 1 мм и в количестве 5 -1 0 г засыпают в

су­

хой пикнометр. Пикнометр с грунтом взвешивают,

затем

до­

Рис.

3

и ставят

на 3 0 -4 0

мин

в водяную баню. В результате

ки­

пячения воздух дз

грунта

удаляется. В остывший пикнометр

доливают дистиллированную воду до мерной черты и еще

раз

взвешивают его.

Удельный вес рассчитывается по формуле, вытекающей

из

выражения (2):

В - А - Г + Б »

(4)

где

А - вес сухого пикнометра;

5 . Пористость

Отношение объема пор (независимо от того, чем они

за­

полнены) ко всему объему образца

грунта принято

называть

пористостью.

С точки зрения прочности грунта

пористость - это

одна

из его наиболее характерных физических констант. Чем

бо­

лее порист тот или иной грунт, тем он рыхлее, а

следова­

тельно, менее прочен и более подвержен

деформируемости

под нагрузкой.

Пористость грунта изменяется от взаимного

сближения

или удаления частиц скелета под действием внутренних

и

внешних сил. Если направление сил таково,

что

частицы

сближаются, пористость уменьшается, если же частицы

вза­

имно отдаляются, пористость увеличивается.

Для того чтобы правильно определить пористость того

или

иного массива грунта, необходимо сохранить в

анализиру­

емой пробе влажность и структуру массива. А так

как

по­

объемного и удельного веса, то

проба грунта,

взятого

для

определения пористости,

должна

удовлетворять

условиям

оп­

ределения влажности, объемного и удельного веса.

Расчет пористости nw производится по формуле

П _ \

JTn'

(5)

w

у(1 ч. W) ’

а коэффициента пористости, т. е.

отношения объема

всех

пор

к объему, занятому скелетом, может быть вычислен по

фор­

муле

с- ——Пи,

( 6 )

w

1 - пи

6 .

Пластичность

При изменении влажности грунты проходят ряд

состояний.

дой, находятся в

текучем состоянии, но достаточно

такой

грунт высушить,

как он переходит в состояние сыпучего те­

ности проходят три основных состояния - текучее,

пластич­

ное и твердое.

Под пластичным принято понимать такое состояние,

при

котором грунт медленно, но значительно остаточно

деформи­

руется от действия собственного веса и внешних сил.

Как

показали исследования ряда авторов, пластичность

тесно

более грунт дисперсен и однороден, тем выше его

пластич­

ность, а так как к типу связных грунтов относятся

грунты

с различным гранулометрическим составом, то и

пластичес­

кие свойства разных грунтов могут быть различными.

Для количественной характеристики грунта

Аттербергом

установлено так называемое число пластичности

WK

,

под

которым понимается выраженная (в %) разность

весовых

влажностей грунта, относящихся к границам перехода в

те­

кучее и твердое состояние. Границу перехода грунта в

теку­

чее состояние называют границей текучести, а границу

пе­

рехода в твердое состояние - границей пластичности.

По Аттербергу нижнюю границу пластичности

определяют

следующим образом: перемешивая, увлажняя или

(если

грунт

рукам массу.

Из этой массы скатывают шарик

диаметром

около 2 см.

Затем этот шарик раскатывают ладонью

на

чистом листе

бумаги в жгут или нити. Если в самом

начале

раскатывания

жгут начинает распадаться на короткие

куски,

образец снова сжимают в комок, придают ему форму

ширина

и вновь раскатывают. Этот процесс повторяют до

тех

пор,

пока жгут до распадения не

превратится в тонкую

нить.

Эти мелкие кусочки грунта

немедленно собирают,

взвешива­

ность, характеризующую границу пластичности грунта.

Для определения границы текучести (этому должно

быть

уделено особое

внимание)

образец грунта замешивают в фар­

форовой чашке водой и из смеси делают лепешку

диаметром

около

4 см, толщиной 8

мм.

Затем лепешку в

чашке разре­

зают никелевым шпателем по диаметру на две равные

части

и встряхивают чашку тремя ударами по ладони. Если

после

этого нижняя часть разреза лепешки сливается на

толщину

около

1 мм,

опыт считается законченным - грунт помеща­

ется в сушильный стакан для определения влажности.

Обе

границы необходимо определять повторно. Если

результаты

двух определений расходятся более чем на 2%, опыт

повто­

ряют.

Так

как песчаные грунты непластичны, то и

пластичность

их не

определяется.

WH

Число пластичности

определяют по формуле

W, -

Ж - Щ - К ,

(7)

где

весовая

влажность грунта на границе текучести;

Wt - то же, на границе пластичности.

При определении границы текучести некоторые

исследова­

тели, не изменяя принципов Аттерберга, применяют

более

объективные

методы.

Таков, например, весьма

распростра­

ненный метод определения пластичности с помощью

прибора

Охотина (рис. 4 ). В этом приборе произвольный удар

чашки

с лепешкой о ладонь заменен ударом по принципу

свободно

падающего тела.

Прибор имеет следующее устройство (рис. 4 ): на

метал­

лической пластинке

А

укреплены четыре точно

центриро­

ванные стойки

Б . Между стойками по специальным

на­

правляющим свободно движется металлическая чашка

В , в

которую укладывают исследуемый грунт Г . Стойки

скреп-