Методические указания к практическим занятиям по учебному модулю “Геология и механика грунтов” УЭМ-1 “геология” для студентов по направлению подготовки 08.03.01 “Строительство” (стр. 5 )

Доля разных фракций в зерновом составе песков одинаковых по крупности может быть различна, что обеспечивает различие их строительных свойств. Для практических целей принято состав фракций оценивать однородностью зернового состава с помощью коэффициента неоднородности:

d60 и d10 – условные диаметры зёрен, меньше которых в данном грунте содержится соответственно 60 и 10% частиц по массе (при суммировании от частиц с меньшими размерами к большим).

При Кн грунт относительно однородный;

При 3<Kн грунт средне отсортированный;

При 6<Kн<10 грунт плохо отсортированный;

При Кн>10 грунт не отсортирован.

Схема к определению размеров частиц d60, d10. 1 – кривая распределения гранулометрического состава. - суммарная масса частиц по фракциям в грунте.

Для практических расчётов можно принять линейное распределение частиц по крупности в пределах каждой фракции и определение d60 и d10 выполнить по линейной интерполяции.

Пример: Выполнить классификацию песчаного грунта по зерновому составу.

d, мм	2,0-1,0	1,0…0,5	0,5…0,25	0,25…0,10	0,10….0,05	0,05…0,01	0,01…0,005	<0,005
Md, %	5,6	16,8	29,2	19,3	8,7	11,4	6,0	3,0

Анализ состава по крупности выполнить суммированием частных остатков (Md, %) частиц с большей крупностью по направлению к частицам с меньшей крупностью.

d, мм	2,0-1,0	1,0…0,5	0,5…0,25	0,25…0,10	0,10….0,05	0,05…0,01	0,01…0,005	<0,005
Md, %	5,6	22,4	51,6	51,6%>50% песок средней крупности

Для оценки однородности по зерновому составу выполнить суммирование частных величин по массе фракций (Md, %) начиная с частиц с меньшими размерами.

d, мм	2,0-1,0	1,0…0,5	0,5…0,25	0,25…0,10	0,10….0,05	0,05…0,01	0,01…0,005	<0,005
Md, %	100	94,4	77,6	48,4	29,1	20,4	9,0	3,0

По данным таблицы определятся: размер частиц d10; во фракции выполняется линейной интерполяцией:

Размер частиц d60, во фракции d=0,25÷0,50мм определяется линейной интерполяцией:

Коэффициент неоднородности по зерновому составу:

Грунт песок средне крупности, не отсортированный, глинистый.

Приложение 2

Анализ гранулометрического состава песка для применения его в бетонах и растворах

В строительных лабораториях зерновой состав песка определяется с помощью набора сит с круглыми отверстиями: 2,5; 1,25; 0,63; 0,315; 0,14мм. Наличие пылеватого и глинистого материала определяется методом отмучивания. По данным гранулометрического анализа песков при инженерно – геологических изысканиях выполняется предварительная оценка их пригодности для приготовления бетонов и растворов.

По результатам определений при изысканиях в таблицах гранулометрического анализа приводятся массы зёрен по фракциям, выраженные в % от массы пробы. Оценка применимости песка для растворов и бетонов осуществляется по модулю крупности Мк и величине полного остатка на сите с диаметром отверстий 0,63мм, по таблице:

Характеристика природного тяжёлого песка Таблица 1

Группа песка по крупности	Модуль крупности Мк	Полный остаток на сите d=0,63мм, %
Крупный	>2,5	>45
Средний	2÷2,5	30÷45
Мелкий	1,5÷2	10÷30
Очень мелкий	1÷1,5

Модуль крупности определяется как сумма полных остатков (Мi) на ситах с отверстиями 0,14мм, полный остаток на сите определяется как сумма частных остатков (mi) на всех ситах с большим и равным размером отверстий. Для анализа пригодности песка удобно пользоваться графическим изображением поля допуска для песков мелких, средних и крупных (Рис. 1), если гранулометрический состав характеризуется графиком расположенным в поле допуска то песок признаётся годным для приготовления бетонов и растворов.

Пример: по результатам гранулометрического анализа песка при инженерно – геологических изысканиях получены следующие данные:

d, мм	5,0…2,0	2,0…1,0	1,0…0,5	0,5…0,25	0,25…0,10	0,10….0,05	0,05…0,01	0,01…0,005	0,005…0,002	<0,002
mi, %	4,0	3,0	20,5	29	30,0	10,0	1,0	2,0	0,5	0
Mdi, %	4,0	7,0	27,5	56,5	86,5	96,5	97,5	99,5	100	100

Расчёт полных остатков Мi приведён в таблице.

Для сита с диаметром отверстий d=0,14мм определяется полный остаток по линейной интерполяции в интервале d=0,25…0,1мм:

Для сита с диаметром отверстий d=0,63мм определяется полный остаток по линейной интерполяции в интервале d=1,0…0,5мм:

Модуль крупности песка определяется как сумма полных остатков на ситах d

Мк=(4+7+27,5+56,5+64,5)/100=1,595.

По таблице 1 песок мелкий. По графику распределения зернового состава кривая для рассматриваемого песка расположена в области песков мелких.

Приложение 3

Классификация песчаных грунтов по степени влажности

Таблица 1

Наименование песчаного грунта по Sr	Степень влажности Sr
Маловлажные
Влажные
Водонасыщенные

Классификация песчаных грунтов по плотности сложения

Таблица 2

Вид песка по крупности	Плотность сложения песков
плотные	Средней плотности	Рыхлые
Песок гравелистый, крупный, средней крупности
Песок мелкий
Песок пылеватый

Классификация песчаных грунтов по степени плотности

Таблица 3

Степень плотности, D	Наименование грунта по плотности сложения
0,0…0,333	Рыхлый
0,333…0,667	Средней плотности
0,667…1,0	Плотный

Пески с разной формой зёрен характеризуются разным уровнем уплотнённости при прочих равных условиях. Для практической оценки плотности сложения песчаных грунтов выполняется их классификация по коэффициенту пористости е (таблица 2) и по показателю степени плотности (таблица 3):