32-тб 10.11.Урок 19-20. Розділ 2.  ІНЖЕНЕРНА ГЕОЛОГІЯ.

Тема 6.: Інженерно-геологічна класифікація гірських порід

Мета: вивчити фізико-механічні властивості грунтів, різницю фізичних властивостей пісків і глини.

 

Питання:

1. Різниця фізичних властивостей пісків і глини.

2. Фізико-механічні характеристики ґрунтів.

 

1. Різниця фізичних властивостей пісків і глини.

Піщані ґрунти складаються переважно із піщаних частинок, а глинисті містять ту чи іншу кількість глинистих частинок. Глинисті частинки здатні утримувати навколо своєї поверхні воду. Саме ця властивість зумовлює ряд особливостей глинистих ґрунтів у порівнянні з піщаними. Піщані ґрунти можуть містити тільки кристалізаційну, капілярну та гравітаційну воду. Глинисті ж ґрунти містять усі види води, включаючи і зв'язну.

Найбільш важливі відмінності піщаних ґрунтів від глинистих.

Піщані ґрунти

1. Кількість вологи в порах не більше 0,4 за вагою.

2. Непластичні.

3. Не схильні до набухання.

4. Володіють фільтраційною здатністю.

5. Стискуються швидко і не значно.   

 

Глинисті ґрунти

1. Вологість до декількох одиниць.

2. Володіють пластичними властивостями.

3. При зволоженні набухають, а при висиханні дають осідання.

4. Маловодопроникні або водоупори.

5. Сильно стискуються, деформації протікають повільно.

 

Зв'язки між глинистими частинками також зумовлені наявністю фізично зв'язної води. На сьогодні в механіці ґрунтів розповсюджена фізико-хімічна теорія зв'язків ґрунтів. Відповідно до цієї теорії зв'язки між частинками в ґрунтах поділяються на такі:

1. Капілярні (сили натягу менісків). Притаманні піщаним, пилуватим і частково глинистим ґрунтам.

2. Структурні зв'язки:

- водно-колоїдні, які забезпечуються плівками води і колоїдними оболонками; величина цих зв'язків залежить від товщини плівок та оболонок; чим товстіша водно-колоїдна оболонка, тим зв'язки будуть меншими (у водонасиченних ґрунтах), оскільки із зменшенням товщини оболонки збільшується молекулярне притягання діполів зв'язної води; зв'язки є в'язкопластичними, м'якими, зворотними; притаманні глинистим ґрунтам;

- кристалізаційні, які викликані цементацією ґрунту солями; вони міцні, ламкі і незворотні, можуть бути у всіх видів ґрунтів.

 

 2.Фізико-механічні характеристики ґрунтів

Фізичні та механічні характеристики ґрунтів дають кількісне уявлення про властивості, які необхідні для розрахунків стану і прогнозу поведінки ґрунтів під навантаженням в тих чи інших умовах. Фізичні характеристики дають уявлення про стан ґрунтів у природі, а механічні - про їхню поведінку__під навантаженням.

 

Фізичні характеристики властивостей ґрунтів поділяють на дві групи:

-основні, які визначаються дослідним шляхом на основі лабораторних або польових дослідів;

- розрахункові, які визначаються розрахунком на основі перших.

 

Дослідним шляхом визначаються: питома вага часточок ґрунту, питома вага ґрунту, вологість, границі пластичності, коефіцієнт фільтрації.

 

Усі інші характеристики визначаються розрахунком.

Питома вага – вага одиниці об'єму ґрунту в природному стані (з урахуванням пор і заповнення їх водою,                                  

де G - вага ґрунту, V - об'єм ґрунту.

Питома вага частинок ґрунту – вага одиниці об'єму ґрунту в абсолютно щільному стані (або питома вага мінеральних часточок),

де Gs- вага твердих часточок, Vs - об'єм твердих часточок.

Вологість – вміст води в ґрунті в долях одиниці від ваги мінеральної частини,

де Gw - вага води,

Vs - об'єм твердих часточок.

Вологість на границі пластичності – вологість, при якій грунт переходить із твердого стану в пластичний (wp).

Вологість на границі текучості – вологість, при якій грунт переходить із пластичного стану в текучий (wL).

Коефіцієнт фільтрації – швидкість фільтрації води в ґрунті при напірному градієнті, який дорівнює одиниці.

де І-напірний градієнт

А-площв поперечного перерізу грунту

Питома вага сухого ґрунту –вага одиниці об'єму ґрунту у висушеному стані.

Пористість – доля, яку складає об'єм пор від загального об'єму.

Коефіцієнт пористості – доля, яку складає об'єм пор від об'єму мінеральної частини ґрунту.

Узагальнення вивченого матеріалу

Записати основні відомості про фізичні характеристики ґрунтів в табличній формі..

 

 

Закріплення вивченого матеріалу.

Тести

1.     Чи схильні до набухання піщані грунти:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

2.     Чи бувають глинисті грунти маловодопроникними:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

3.     Капілярні зв'язки між частинками в грунтах притаманні піщаним ґрунтах:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

4.     Структурні зв'язки між частинками в грунтах притаманні глинистим ґрунтах:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

5.     Чи набухають глинисті ґрунти при зволоженні:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

6.     Піщані грунти є пластичними:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

7.     Глинисті частинки здатні утримувати навколо своєї поверхні воду:

а) так;

б) ні;

в) можливо?

8.     Чи містять піщані ґрунти кристалізаційну, капілярну та гравітаційну воду:

а) так;

б) ні;

в) можливо?