Основание под фундамент
Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта
Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта
Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта
Грунт свойства. Определение и расчет основных физических и механических свойств грунта в лабораторных условиях регламентируется ГОСТ 5180-84, ГОСТ 12248-2010 и позволяет принимать соответствующие рациональные проектные решения на этапе проектирования строительства.
От 40 до 50% объема инженерно-геологических работ приходится на лабораторные испытания. Инженерные изыскания предоставляют заказчику детальную информацию об исследуемом участке под застройку: данные о геологии участка, основные геологические особенности территории, а также прогноз на возможное изменение данных условий в ходе строительства и эксплуатации возведенного здания или сооружения.
Физические свойства грунта
Физические свойства грунта характеризуют физические состояние грунта и способность изменять это состояние под влиянием физико-химических факторов. Они оказывают значительное влияние на технологию производства земляных работ.
Плотность грунта – отношение массы грунта m, включая массу воды в его порах, к объему грунта V
ρ = m/V, г/см³.
Влажность грунта характеризует насыщенность грунта водой и определяется отношением массы содержащейся в нём воды m2 к массе твёрдых минеральных частиц грунта m1
ω = m2/m1, %.
Сухие грунты имеют влажность до 5%, влажные – от 5 до 30%, мокрые – свыше 30%.
Удельный вес грунта – вес занимаемого грунтом объёма
γ = ρ×g, кН/м³ (g = 9,81 м/с²).
Относительное содержание твёрдых частиц – отношение объёма твёрдых частиц V1 к объёму грунта
m = V1/V = ρd/ρs, %.
Пористость грунта – отношение объема пор Vпор к полному объему V, занимаемого грунтом
n = Vпор/V = 1 - ρd/ρs, %,
где ρd – плотность сухого грунта, ρs – плотность твердых частиц грунта.
Коэффициент пористости грунта – отношение объема пор в образце к объему, занимаемому его твердыми частицами
e = ρs/ρd - 1 = n/(1-n).
Водонасыщение – степень заполнения объема пор грунта водой
S = (ρs×ω)/(n×ρω),
ρω – плотность воды.
Набухание грунта – увеличение его объема при взаимодействии с водой; свойственно глинистым грунтам при их замачивании.
Механические свойства грунта
Механические свойства грунта определяются действием внешней нагрузки или при изменении их физического состояния.
1) Деформационные – способность грунта сопротивляться развитию деформаций:
Сжимаемость грунта – изменение своего первоначального объёма за счёт перекомпоновки частиц и уменьшения пористости; характеризуется модулем деформации, коэффициентом уплотнения и модулем осадки.
зависит от его пористости, фанулометрического и минералогического составов, природы внутренних структурных связей и характера действия нагрузки;
Модуль общих деформаций – учитывает все упругие и остаточные деформации при одноразовом воздействии на грунтовое основание сжимающей нагрузки. Используется при расчёте осадок фундамента.
2) Прочностные – способность грунта сопротивляться разрушению:
Прочность грунта – сопротивляемость сдвигу;
Твердость грунта – сопротивление прониканию твердого тела.
3) Фильтрационные – способность грунта отжимать воду из своих пор:
Водопроницаемость грунта – способность пропускать через поры воду под действием разности напоров;
Скорость фильтрации – расход воды через единицу площади;
vf = kf×j, мм/сек.
Коэффициент фильтрации kf характеризует фильтрационные свойства грунта и определяется эксперементально
kf = V/(A×j×t),
где V – объём профильтровавшейся воды при одном замере, см³; A – площадь поперечного сечения цилиндра фильтрационной трубки см²; j – градиент напора (отношение перепада высот ΔH к длине фильтрационного промежутка l: j = ΔH/l); t – время фильтрации, с.
Просадочность – способность грунта легко размокать, размываться, а при замачивании давать значительные просадки под действием нагрузки.
пластичность (способность грунта под действием внешних сил изменять свои размеры и форму без образования трещин), размываемость (способность оказывать сопротивление разрушающему действию воды).
Разрыхляемость грунта характеризуется увеличением его объема при разработке, по сравнению с объемом в природном состоянии и выражается коэффициентом первоначального разрыхления – Кр. Уложенный в насыпь разрыхленный грунт после уплотнения по сравнению с природным состоянием сохраняет остаточное разрыхление, которое характеризуется коэффициентом остаточного разрыхления Ко.р.
Грунт свойства. Физические и механические свойства грунта