Поняття про фізичні властивості грунтів.

Будівельньна якість грунтів як основ споруд залежить також і від їх фізичних

Властивостей - щільністі частинок грунту та його всього, пористості та вологості.

Всі ці властивості визначають безпосередньо на місці залягання їх або в лабораторії. Пористість та щільність необхідно визначати на зразках без порушення їхньої природної структури.

В грунтах завжди знаходяться порожнини,тріщини, пори; вони найбільш знач-

ні у пухких осадових породах.Їх вплив визначає фізичну величину-пористість,

П о р и с т і с т ь грунту ( n )—сумарний об’єм всіх пор в одиниці об’єму грунту і визначається за формулою:

n= Vp/Vs.100%

Vp—об’єм пор в грунті, Vs=об’єм грунту ( твердої фази і пор),

К о е ф і ц і е н т п о р и с т о ст і—е визначається відношенням:

e=Vp/ Vg

тут Vg - об’єм твердих частинок грунту.

Показники пористості використовуються для розрахунків водопроникності, стисливості та інш. Вони часто служать класифікаційними показниками для піщаних грунтів за характером складання ( Табл.7.3.)

---------------------------------------------------------------------------------------------------

Види пісків І складання пісків

----------------------------------------------------------------------------

І Щільне І середньої щільності пухке

Гравелисті крупні та І e < 0,55 0,55 < e < 0,70 e>0,70

середн. крупності І

дрібні І e < 0,60 0,60 < e < 0,75 e> 0,70

пилуваті І e < 0,60 0,60 < e < 0,80 e> 0,80

-------------------------------------------------------------------------------------------------------

Щ і л ь н і с т ь ρ —відношення маси грунту та води ms до об’єму грунту Vs і визначається за формулою:

ρ=m_s/Vs

Щ і л ь н і с т ь ч а с т и н о к ρ_s грунту визначається відношенням:

ρ_s =m_d / V_d

m_d- маса сухого грунту;

V_d –об’єм твердої частини грунту.

Щ і л ь н і с т ь с у х о г о грунту ρd визначається за формулою:

ρ_d=m_d /Vs

В о л о г і с т ь грунтів --фізична характеристика. Розрізняють вагову вологість W та об’ємну Wv .

W= (m_s –m_d ) /m_d .100%; Wv=(Vs-Vd ) /Vd.100%

M

m_s , V_s -маса та об`єм грунту та води відповідно.

В залежності від вологості грунтів змінюється їх міцність, реформованість та стійкість і тому є найважливішою характеристикою стану піщаних та глинистих грунтів.

Т е п л о ф і з и ч н і в л а с т и в о с т і. Тепловий режим товщі грунтів у земляному полотні і в основах аеродромних та дорожніх споруд має великий вплив на їхню стійкість. Він характеризується такими важливими теплофізичними властивостями, як теплоємкість,теплопровідність, температуропровідність.

Теплоємкість характеризує спроможність грунтів поглинати теплову енергію при теплообміні і вона залежить від складу та вологості грунту.

Розрізняють питому і об*ємну теплоємкість. Питома С дорівнює кількості теп-

Ла, яку потрібно витратити для зміни температури одиниці маси грунту на 1⁰ С

( Дж / кг.) при відсутності фазових переходів.

Об*ємна теплоємкість ( С_ν ) це кількість тепла необхідного для зміни температури одиниці об*єму на 1⁰ С, (Дж / м^3. С⁰ )

Вони пов*язані залежністю: С_{ν =}ρ С де ρ-щільність.

Теплопровідність характеризує здатність грунтів проводити тепло. Вона оці- нюється коефіцієнтом теплопровідності - кількість тепла, що проводиться в оди-

ницю часу кризь одиницю площі при температурному градієнті в одиницю-

( Вт./ м. С⁰ ). Вона для більшості породоутворюючих мінералів дорівнює

0,4-7,0 Вт./м.С⁰; для води-о,63, для повітря-0,021, тобто грунт мае максимальну

Теплопровідність, коли повністю водо насичений, тобто в стані ґрунтової маси. Вона суттєво залежить від щільності: чим вище, тим краще (приклад с полотном дороги).

Температурапровідність - це зміна температури 1см³ грунту при надходженні

тепла за 1 сек. крізь 1 см.² поперечного перерезу за різніцу температур,що

дорівнює 1⁰ С на відстані 1см. і оцінюється коефіціентом а ( м² / сек.). Вона

зумовлює коливання добових, сезонних та річних температур грунту, що впли-

ває на стан покриття доріг та аеродромних споруд. Температуропровідність

тим нижче, чим вище вологість.

7.7. Класифікація грунтів( З)

Класифікація - це система, яка відображае ступінь вивчення будь - якого об’єкту. Завдяки якій можна всю різноманітність г. пород розподіліти на групи, які суттєво відрізняються генетичними, петрографічними, будівельними якостями, що дозволяє робити інженерно—геологічну оцінку г. пород. Якщо вони є основами для будівлі—вони грунти.

Класифікація за таксономічними (греч.—розташовані по закону) одиницями розподіляють за группами ознак:

1. класс—за характером структурних зв’язків (напр. скельні—жорстко зв’язані);

2. група—за походженням( магматичні, осадови);

3. підгрупа—за умовами утворення ( генетичні підрозділ—магматичні вилівні);

4. тип—за петрографічним та гранулометричним складом, ступенем неоднорідності, числом пластичності;

5. вид—за структурою, текстурою, складом цементу, щільністю, вмістом органічних речовин, коєфіціентом пористості

6. різновидність—за фізичними, хімичними та фізико—механичними властивостями і станом.

Приклад ( для граніта):

1. Класс…………………………Скельна порода (з жорсткими зв’язками );

2. Группа…………………………….Магматична;

3. Підгрупа…………………………Глибинна;

4. Тип………………………………Граніт;

5. Вид………………………………..Середньозернистий;

6. Різновід…………………………….Дуже міцний, нерозм’якшуваний.

Такі номенклатурні одиниці характеризуються ознаками, які найбільш суттєві з інженерно—геологічної точкизору.