Определение типа и состояния глинистого грунта
Свойства пылевато-глинистых грунтов в основном зависят от минералогического и гранулометрического состава и от влажности.
В зависимости от влажности, глинистый грунт может находится в одном их трех состояний: твердом, пластичном или текучем.
Пластичность грунта –это способность его изменять свою форму (деформироваться) без сплошности под воздействием внешних сил и сохранять первоначальную форму после прекращения воздействия внешних сил. Пластичность грунта выражается двумя показателями: верхним и нижним пределами пластичности. Верхний предел пластичности (границе текучести) грунта wL соответствует его влажности при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее. Нижний предел пластичности (граница раскатывания) грунта wP соответствует его влажности при которой грунт переходит из пластичного состояния в полутвердое. Это можно изобразить на графике (рис.2).
Рис. 2. Схема оценки состояния глинистого грунта
Величина пределов пластичности измеряется, как и природная влажность, в долях единицы или в процентах и зависит от минералогического и гранулометрического состава грунтов и химического состава грунтовой воды. Разность влажностей на пределах пластичности называется числом пластичности JP, определяется по формуле:
[11]
Число пластичности показывает степень глинизации грунтов, в зависимости от которой их делят на супеси, суглинки и глины ( пески имеют JP <0,01).
Показатель текучести JLгрунтов измеряется величиной, определяемой по формуле:
[12]
где w – естественная весовая влажность грунта.
Тип глинистых грунтов определяется по числу пластичности JP, а состояние – по показателю текучести JL.
Существует несколько способов определения величин пределов пластичности. Данную работу выполнить с требованиями действующего ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». Разработанные методы позволяют определить лишь условные величины пределов, т.к. при лабораторных анализах приходится иметь дело не с реальными грунтами, а с их пастами.
Необходимое оборудование: технические весы с разновесами, сушильный шкаф, шпатель, фарфоровая чашка, лист глянцевой бумаги или ровная гладкая доска, балансирный конус А.М. Васильева, специальная подставка, резиновый пестик с фарфоровой ступкой, сито с отверстиями диаметром до 1 мм.
Балансировочный конус А.М. Васильева (рис.3) состоит из собственно конуса 3 и балансировочного устройства 1. Конус имеет высоту 25 мм и угол при вершине 30, изготавливается из нержавеющего металла и имеет массу 76 г. Балансировочное устройство состоит из двух шаров, укрепленных на проволочном коромысле, что позволяет конусу находится в вертикальном положении, фиксируя направление передачи нагрузки от собственной массы.
Подготовка грунтовой пробы. Образец грунта в воздушно-сухом состоянии массой 100 г растереть в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником, одновременно удаляя растительные остатки крупнее 1 мм, просеять через сито с ячейками 1 мм. После этого поместить грунт в чашку и увлажнить его дистиллированной водой до состояния густой пасты с тщательным перемешиванием. Закрыть чашку крышкой и оставить не менее чем на 2 ч для образования однородной (по влажности) массы.
Рис.3. Балансировочный конус Васильева:
1- балансировочное коромысло;
2- ручка;
3- конус;
4- тигель с грунтовой массой;
5- деревянная подставка.