9. Производные фазовые характеристики: формулы по определению, расчетные формулы, практическое значение.

Производные фазовые характеристики рассчитываются по основным и служат для более детальной характеристики и классификации грунтов.

• Плотность сухого грунта _d  отношение массы частиц к полному объему грунта: . Единица измерения  т/м³ или г/см³.

Плотность сухого грунта рассчитывается по формуле: .

• Пористость n  отношение объема пор к полному объему грунта: . Пористость рассчитывается по формуле: . Обычно для дисперсных грунтов пористость колеблется в пределах 30…50%, однако, например, у лессовых грунтов она заметно выше  до 60% и более.

• Коэффициент пористости e  отношение объема пор к объему скелета: . Коэффициент пористости рассчитывается по формуле: .

• Степень (коэффициент) водонасыщения S_r  отношение объема воды к объему пор: . Степень водонасыщения рассчитывается по формуле: , где _w  1 г/см³  плотность воды.

По данной характеристике крупнообломочные и песчаные грунты подразделяют на разновидности: малой степени водонасыщения (S_r ≤ 0,5), средней степени (0,5 < S_r ≤ 0,8) и насыщенные водой (S_r > 0,8).

10. Пластичность и консистенция: понятие и методы определения. Классификация глинистых грунтов.

Под пластичностью глинистых грунтов понимают их способность изменять форму без разрыва сплошности и не восстанавливать ее после снятия нагрузки.

Возьмем небольшой образец сухого глинистого грунта практически с нулевой влажностью w  0, которая, предположим, в течение опыта будем постепенно увеличиваться.

На первом этапе опыта грунт по своим механическим свойствам будет близок к твердым телам: он будет более или менее упруго деформироваться, а при большей нагрузке – крошиться.

На втором этапе после преодоления влажностью w некоторого предела, который обозначим как w_p (предел пластичности, раскатывания), исследуемый образец начнет деформироваться пластично  без нарушения сплошности, сохраняя деформацию после снятия нагрузки.

На третьем этапе, если продолжить увлажнять грунт, после превышения влажностью нового значения w_L (предел текучести) образец «потечет», т.е. будет по своим свойствам приближаться к вязкой жидкости. Итак, в рассмотренном опыте консистенция глинистого грунта: твердая при w < w_p, пластичная при w_p  w  w_L, текучая при w > w_L.

Консистенция – физическое состояние грунта, определяющее степень подвижности частиц в зависимости от влажности.

Границы влажности между консистенциями называют пределами пластичности (консистенции): w_p  предел пластичности, или раскатывания, w_L  предел текучести.

Влажность на границе текучести определяют при помощи балансирного конуса Васильева с углом при вершине 30 и массой 76 г. На конусе на расстоянии 10 мм от вершины нанесена риска. Конус опускают в пасту из исследуемого грунта, тщательно перемешенного с некоторым количеством воды. Влажность пасты должна быть такой, чтобы конус погружался в грунт строго до риски в течение 5 секунд. Эта влажность и будет искомой влажностью на границе текучести. Влажность на границе раскатывания w_p соответствует значению влажности, при которой грунт, если его раскатывать в жгут, начинает крошиться на дольки длиной 8…10 мм и диаметром 2…3 мм.

Величина, определяемая как разность двух пределов пластичности , называется числом пластичности.

Механические свойства, определяются не только видом грунта, но и в существенной степени его консистенцией, для характеристики которой вводят величину, называемую показателем текучести, или показателем консистенции: , где w – влажность, при которой определяется консистенция.