З огляду на, що грунт є складною дисперсне середовище, що складається з мінеральних твердих частинок і порового простору, заповненого в найзагальнішому плані водою (поро-вої рідиною) і повітрям, поняття щільності як фізичної величини також є складним і набуває визначеність тільки в тому випадку, якщо вказується точно, про щільність яких фаз грунту йдеться.
щільність частинок грунту ρs являє собою відношення маси твердої частини сухого ґрунту ms (виключаючи масу води в його порах) до його об'єму V:
ρs = ms / V
Зазвичай в якості одиниці вимірювання щільності частинок грунту застосовують такі одиниці: кг / м3, г / см3, т / м3 і т.д.
Щільність частинок грунтів залежить від їх мінерального складу і присутності органічних та органо речовин, тому вона представляє собою середньозважену щільність цих частин грунту.
Щільність частинок окремих видів дисперсних грунтів має наступні значення: піски - 2,65 ... 2,67 т / м3; супеси - 2,68 ... 2,72 т / м3; суглинки - 2,69 ... 2,73 т / м3; глини 2,71 ... 2,76 т / м3; торфи 1,50 ... 1,80 т / м3.
Щільність вологого грунту ρw являє собою відношення маси вологого грунту mw до його об'єму Vw:
Щільність сухого ґрунту ρd являє собою відношення маси сухого ґрунту md (виключаючи масу води в його порах) до займаного цим грунтом обсягом, який включає в себе обсяг наявних в цьому грунті пір:
Ці параметри використовуються для характеристики фізичних властивостей ґрунтів і в динамічних розрахунках підстав споруд.
Для інженерних геотехнічних розрахунків, пов'язаних, зокрема, з визначенням природного тиску і тиску засипки на підпірні стінки, використовується не характеристика щільності ґрунту, а характеристика його питомої ваги, що представляє собою відношення ваги грунту до займаного ним об'єму і вимірюваного в Н / м3, кН / м3, мН / м3 (система СІ).
Питома вага частинок грунту γ s - відношення ваги сухого ґрунту до об'єму його твердої частини.
Питома вага вологого грунту γ w - відношення ваги вологого грунту до всього займаного цим грунтом обсягом.
Питома вага сухого грунту γ d - відношення ваги сухого ґрунту (скелета) до займаного цим грунтом обсягом, включаючи пори.
Щільність і питома вага пов'язані між собою нескладними співвідношенням. Так, при значенні щільності частинок грунту РS = 2,71 т / м3, питома вага часток цього ж грунту γs = 10 РS = 27,1 кН / м3.
Визначення питомої ваги складається з двох основних операцій: визначення обсягу деякої кількості грунту і визначення ваги цього обсягу грунту.
Визначення обсягу зразка (моноліту) непористій скельної породи здійснюється шляхом занурення зразка в воду і визначення обсягу витісненої при цьому води.
Визначення обсягу зразка глинистого грунту шляхом безпосереднього занурення його в воду неможливо, існує реальна небезпека, що глинистий зразок або розпадеться, або розбухне, поглинаючи воду. Тому зразок глинистого грунту перед зануренням у воду попередньо парафінують, тобто покривають його шаром не пропускає воду парафіну. При парафинированием слід уникати можливого защемлення повітря (бульбашок) між грунтом і парафіном .
Далі досвід проводять звичайним чином, описаним раніше. Для визначення обсягу чистого грунту необхідно з знайденого загального обсягу запарафінірованного грунту відняти обсяг, зайнятий парафіном. Обсяг парафіну легко визначається зважуванням зразка до і після парафінування і урахуванням питомої ваги самого парафіну, зазвичай близького до 9 кН / м3.
Питома вага значних за розміром монолітів зв'язкових грунтів визначається з достатньою точністю шляхом безпосереднього вимірювання моноліту, якому надали правильну геометричну форму, наприклад циліндричну, і його подальшого зважування. На практиці для визначення питомої ваги вологого (і сухого) грунту часто використовується металеве кільце з загостреним ріжучим краєм діаметром до 15 см і заввишки до 5 ... 10 см. Для відбору проби кільце вдавлюється в грунт. Обсяг зразка в даному випадку визначається внутрішнім об'ємом циліндра.
Питома вага вологих глинистих ґрунтів зазвичай становить 19,5 ... 21,0 кН / м3. Питома вага сухих незв'язних сипучих грунтів зазвичай коливається від 15,8 до 16,5 кН / м3.
Обсяг незв'язних піщаних грунтів визначають в двох станах: найбільш пухкому і найбільш щільному. Визначення ведеться шляхом укладання піску в мірну ємність, причому піски випробовуються в сухому вигляді або під водою. Необхідна максимальна рихлість піску досягається обережним його насипання в ємність, a гранична щільність - шляхом ретельного його штикування до сталості маси або шляхом приміщення ємності з піском на вібростіл.
Не знайшли те, що шукали? Скористайтеся пошуком:
Не знайшли те, що шукали?