Реферат виконав студент ФПН2 Шестопал Руслан
Національний університет «Києво-Могилянська Академія»
Київ -1999-04-04
Поняття про гранулометричний склад і властивості частинок грунту
Гранулометричним складом грунту називають віднсний по масі вміст груп частинок або фракцій грунту різноі велечини, вираженої у відсотках до загальної маси абсолютно сухого грунту. Для його визначення проводиться так званий гранулометричний аналіз, що складається з розділення наважки грунту на його складові фракції частинок та уламків та подальше визначення відсоткового вмісту кожного компоненту фракції до маси наважки.
Гранулометричний склад є однією з найважливіших характеристик грунт, що має визначне значення для оцінки його фізикомеханічних властивостей при використанні йог в якості основи, середовища і матеріала для будівництва дорог.
В дорожній класифікації грунтів, розподіляють їх частинки на гравійну, пісчану, пилову та глинисту фракції.
Гравійні частинки (розмір 70-2 мм) являєть собою шліфовані уламки гірських порід, різних по мінеральному та хімічному складу. Водопровідність таких фракцій досить велика (більше 100м\добу), капілярність відсутня. Гравійні астинки при їх наявності в грунті більше 30% надають йому міцності та стійкості.
Пісчані частинки (розміром 2-0,05мм) в більшості випадків є уламками кварцу, рідше польові шпати та інші мінерали, крейдопилові частинки звичайно складаються з кварца або аморфної кремневої кислоти.
Пилоподібні частинки (розміром 0,05-0,001 мм)характеризуються вкрай поганою звязаністю, в воді не набухають, або набухають незначним чином. Мають здатність в короткий термін підіймати воду на висоту до 3 метрів. Відрізняються від пісчаноподібних частинок здатністю легко переходити до пливучого стану. Водопровідність такої фракції вкрай незначна.
Глинисті частинки (менше 0,001 мм)є найбільш активною частиною грунту і являють собою сумвш мінералів каолініта, монтморилоніта, гілратів окислів заліза та марганця, кварца, а також тонких частинок гумусових речовин. Глинисті частинки практично водонепроникні, мають велику вологоємкість і сильно набухають у воді. На відміну від фракцій більших часток глиняні частки проявляють властивість звязності. Пластичність, липкість, набухання і водостримуюча властивості глинистих частинок дуже проявляються, так само як і коагуляція, під дією розчинів різних солей. Глинисті частинки мають здатність до поглинання (адсорбції)різних речовин із розчинів, також і коллоідних
Класифікація грунтів по гранулометричному складу з з врахуванням їх пластичності.
Найбільш досконалими класифікаціями грунтів по гранулометричному складу є трьох- або чотирьохчленні, основані на врахувані співвідношень в їх складі трьох (пісчана, полова та глиняна) або чотирьох (гравіцна, пісчана, пилова, глиняна) фракцій.
В данний час при проектувані та будівнийтві автомобільних доріг користуються гранулометричною класифікацією з розділенням незцементованих груп, без жорстких зв¢зків між частинками, на крупнообломочних, пісчаних та глиняних.
В залежності від велечини частинок, їх кількісного складу і властивостей вказані групи грунтів розділяють на види відповідно до даних табл. 1 і 2.
| Назва грунту | Вміст частинок по розміру в% від сухог грунту | Придатність грунтів для будівництва дороги | |
| При будывництв і земляного полотна | При укріпленні вяжучими матеріалами | ||
| Крупноуламков | Маса каміння більше 200 мм більше 50% | ========= | непридатний |
| Грунт щебенистий | Маса частинок більше 10 мм складає 50% | Теж саме | Частинки менше 50 мм використовують як гранулометричну домішку |
| Пісок гравієстий | Маса частинок більше 2 мм складає 25% | »»» | |
| Пісок крупний | Маса частинок більше 0,5 мм складає 50% | придатний | Досить придатний для укріплення цементом при різнозерновому складі частинок |
| Пісок середньої величини | Маса частинок більше 0,25 мм складає 50% | придатний | Менш придатний ніж крупний пісок |
| Пилуватий пісок | Маса частинок більше 0,1 мм складає 75% | малопридатний | Теж саме |
Крупноуламкові і піщані грунти характеризуються відсутністю зв'язаності. Вони сипучі в сухому стані і не мають пластичності при зволоженні. Число пластичності цих грунтів менше 1.
Глинисті грунти діляться на різновиди. При за запропонованою автором класифікацією (див. Табл. 2) враховують чисельні значення двох показників; 1) вміст піщаних і гравійних частинок у даному грунті і 2) число пластичності.
Крупноуламкові і піщані грунти характеризуються доброю водопроникністю, відсутністю або дуже малою капілярністю. Їх застосовують у якості дренуючого матеріала в підстилаючих шарах, як гранулометричні добавки або як наповнювачі в цементному або асфальтному бетоні ( якщо вони відповідають відповідним технічним вимогам).
| Назва грунту | Число пластичності | Вміст пісчаних частинок в% від маси сухого грунту | Назва різновиду глиняних грунтів | Придатність грунтів для дорожного будівництва | |
| При будівлі зеиляного полотна | При укріпленні в¢яжущими матеріалами | ||||
| Супесь | 1-71-71-71-7 | >50>5020-50<20 | Легка крупнаЛегкаПиловаВажка пилова | Дуже придатнийПридатнийМалопридатнийНепридатний | Дуже придатнийПридатниййПридатниййМалопридатний |
| Суглинок | 7-127-1212-1712-17 | >40<40>40<40 | ЛегкийЛегкий пиловийВажкийВажкий пиловий | ПридатнийМалопридатнийПридатниймалопридатний | ПридатнийМалопридатнийПридатний обмеженомалопридатний |
| Глина | 17-2717-27>27 | >40<40не нормується | ПісчанаПилуватажирна | ПридатнийМалопридатнийнепридатний | ПридатнийМалопридатнийнепридатний |
Піски пилуваті в сухому стані також незв'язні. При зволоженні вони переходять в пливунний стан.Як дренуючий матеріал малопридатні.
Супеси легкі характеризуються відносно сприятливими властивостями при застосуванні їх у якості матеріалу проїжджої частини грунтових доріг і в основах дорожніх покриттів. Вони малопластичні і непластичні. У сухому стані мають достатню зв'язаність, пилоутворення незначне. Швидко висихають, не набухають і не мають липкості. Ці грунти стійкі в сухому і у вологому стані, оскільки поєднують в собі позитивні сторони піщаних ( велике внутрішнє тертя і добру водопроникність) і глинистих ( зв'язність у сухому стані) частинок.
Супеси пилуваті характеризуються переважанням пилуватих частинок. У сухому стані малозв'язні, дуже пилять. При зволоженні швидко розмокають і переходять у пливунний стан. Досить швидко і на велику висоту піднімають капілярну воду (до 3 м), що в деяких випадках сприяє утворенню пучин на дорогах. Мають малу пластичність і погану водопроникністью. У дорожному відношенні це досить несприятливі грунти, особливо супесі важкі пилуваті. До цієї групи грунтів відносяться також деякі види лесів.
Суглинки легкі відрізняються зв'язністю і незначною водопроникністю. Пластичність, липкість, набухання і капілярні властивості проявляються значною мірою, особливо із збільшенням кількості глинистих частинок.
Важкі суглинки в сухому стані мають значну зв'язність і густину. Важко піддаються розробці. Повільно просихають після зволоження і мають дуже низьку водопроникність. Пластичність, липкість, набухання, вологомісткість і капілярні властивості різко виражені.
Суглинки легкі пилуваті і суглинки важкі пилуваті за своїми властивостями близькі до важкосуглинистих грунтів. Білша висота капілярноо підняття води і здатність переходити в пливунний стан при зволоженні (за невеликої кількості глинистих частинок) зумовлюють досить незадовільні властивості цих грунтів при застосуванні в дорожніх спорудах.
Глини часто характеризуються великою густиною і зв'язністю. Практично водонепроникні і важко піддаються розробці. Мають високу пластичність, липкість і набухання. Капілярні властивості виражені меншою мірою, ніж у суглинистих і пилуватих грунтів. В основах дорожніх покриттів за поганого водовідводу глини мають малу несучу здатність, тобто недостатньо стійкі під навантаженням. При насиченні водою утримубть її довгий час. В дорожному полотні за умови належного ущільнення і доброго водовідводу характеризуються задовільною стійкістю.
Гранулометричний склад грунтів є хоча і дуже важливою, але не єдиною ознакою, за якою можна робити висновки про їх стійкість в дорожніх спорудах. Для повнішої оцінки властивостей грунтів необхідно також враховувати їх генезис, мінеральний і хімічний склад, фізичний склад та інші особливості.
Принципи визначення гранулометричного складу грунтів.
Дотепер у практиці лобороторних випробувань є ряд методів гранулометричного аналізу грунтів, основаних на різних принципах. Нижче описуються лише ті з них, які найширше використовуються в дорожнобудівельних лобораторіях.
Ситовий метод полягає в розділенні уламків і частинок грунту по величині шляхом просіювання його через набір сит із отворами різного діаметру. Залишки на ситах зважуються і відносяться до загальної наважки грунту. Ситовий метод застосовується лише для визначення вмісту частинок більше 0,1 або 0,07 мм.
Метод відкаламучування грунтується на врахуванні швидкості падіння частинок у спокійній воді після їх скаламучування, оскільки великі частинки швидше осаджуються у воді, а дрібні – повільніше.
Найбільшого поширення набув метод відкаламучування, розроблений А. Н. Сабаніним. У дрібних піщаних і супіщаних грунтах ним виділяються наступні фракції частинок (в мм): 0,25 - 0,05, 0,05 - 0,01 і менше 0,01.