Щільність і питома вага грунту

З огляду на, що грунт є складною дисперсне середовище, що складається з хв ?? еральних 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 определ ?? енность тільки в тому випадку, якщо вказується точно, про щільність яких фаз грунту йдеться.

Щільність частинок грунту # 961; s є відношенням маси твердої частини сухого ґрунту ms (виключаючи масу води в його порах) до його об'єму V:

Зазвичай в якості одиниці вимірювання щільності частинок грунту застосовують такі одиниці: кг / м 3. г / см 3. т / м 3 і т.д.

Щільність частинок грунтів залежить від їх хв ?? ерального складу і присутності органічних і органомін ?? еральних речовин, в зв'язку з цим вона являє собою середньозважену щільність цих частин грунту.

Щільність частинок окремих видів дисперсних грунтів має наступні значення: піски - 2,65. 2,67 т / м 3; супеси - 2,68. 2,72 т / м 3; суглинки - 2,69. 2,73 т / м 3; глини 2,71. 2,76 т / м 3; торфи 1,50. 1,80 т / м 3.

Щільність вологого грунту # 961; w являє собою відношення маси вологого грунту mw до його об'єму Vw:

Щільність сухого ґрунту # 961; d 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 даному грунті пір:

Ці параметри використовуються для характеристики фізичних властивостей ґрунтів і в динамічних розрахунках підстав споруд.

Для інженерних геотехнічних розрахунків, пов'язаних, зокрема, з определ ?? еніем природного тиску і тиску засипки на підпірні стінки, використовується не характеристика щільності грунта͵ а характеристика його питомої ваги, що представляє собою відношення ваги грунту до займаного ним об'єму і вимірюваного в Н / м 3. кН / м 3. мН / м 3 (система СІ).

Питома вага частинок грунту # 947; s - відношення ваги сухого ґрунту до об'єму його твердої частини.

Питома вага вологого грунту # 947; w - відношення ваги вологого грунту до НД ?? йому займаному цим грунтом обсягом.

Питома вага сухого грунту # 947; d - відношення ваги сухого ґрунту (скеля ?? ета) 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 # 947; s = 10 РS = 27,1 кН / м 3.

Визнач ?? ення питомої ваги складається з двох базових операцій: определ ?? ення обсягу деякої кількості грунту і определ ?? ення ваги цього обсягу грунту.

Визнач ?? ення обсягу зразка (моноліту) непористій скельної породи здійснюється шляхом занурення зразка в воду і определ ?? ення обсягу витісненої при цьому води.

Визнач ?? ення обсягу зразка глинистого грунту шляхом безпосереднього занурення його в воду неможливо, існує реальна небезпека, що глинистий зразок або розпадеться, або розбухне, поглинаючи воду. З цієї причини зразок глинистого грунту перед зануренням у воду попередньо парафінують, ᴛ.ᴇ. 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 определ ?? ення обсягу чистого грунту вкрай важливо 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 / м 3.

Питома вага значних за розміром монолітів зв'язкових грунтів визначається з достатньою точністю шляхом безпосереднього вимірювання моноліта͵ якому надали правильну геометричну форму, наприклад циліндричну, і його подальшого зважування. На практиці для определ ?? ення 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 / м 3. 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. Визнач ?? ення 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.