Грунт как дорожно-строительный материал, страница 2

По полученному процентному содержанию в грунте песчаных, глинистых и пылеватых фракций устанавливают вид грунта и принимают окончательное решение о возможности и способах его использования при устройстве одежд временных дорог.

Важными физическими показателями грунтов являются их влажность и плотность.

Влажность грунта существенно влияет на его строительные и физико-механические свойства, причем степень влияния влажности на сопротивляемость грунта внешним нагрузкам не одинакова для различных грунтов и взаимосвязана со степенью их водоустойчивости. Как правило, чем больше содержится в грунте глинистых частиц, тем более резко изменяются его физико-механические свойства при увлажнении.

Исходя из особенностей сопротивляемости внешним нагрузкам, различают три степени влажности связного грунта: абсолютно сухой грунт (в действительности практически не встречается), влажность при полном насыщении пленочной водой (максимальная молекулярная влагоемкость) и влажность предела текучести грунта (при полном насыщении свободной водой).

В сухом состоянии связный грунт рассматривается как твердое тело. Между первой и второй степенью влажности поведение грунта под нагрузкой зависит от количества пленочной влаги, однако грунт еще продолжает сохранять свойства твердого тела. При достижении второй степени влажности в грунте начинают существенно проявляться пластические свойства, и в интервале между второй и третьей степенями влажности, благодаря наличию в порах свободной воды, грунт работает как упругопластическое тело, с долей пластической составляющей, зависящей от количества свободной воды в порах. При достижении влажности предела текучести грунт полностью теряет несущую способность.

Влажность грунта выражается либо в процентном содержании воды по отношению к сухому грунту (абсолютная влажность), либо в долях от влажности предела текучести (относительная влажность). Поскольку практически для всех связных грунтов влажность максимальной молекулярной влагоемкости составляет 0,45 - 0,55 от влажносги предела текучести, выражение влажности грунта в относительных величинах более приемлемо, так как позволяет сразу же судить о характере работы грунта под нагрузкой.

Под плотностью грунта понимают величину, определяемую массой грунтовых частиц в единице объема данного грунта. Плотность грунта зависит от количества содержащихся в нем пор. Чем больше плотность, тем меньше пор в грунте, больше его устойчивость и меньше размокаемость.

Для повышения устойчивости и несущей способности грунта его подвергают специальному уплотнению. Быстрое уплотнение с одновременным получением наиболее водоустойчивой структуры достигается при оптимальной влажности грунта.

Грунт, влажность которого ниже оптимальной, уплотняется хуже и требует больших энергетических затрат. При влажности, большей оптимальной, грунт уплотнять трудно, так как энергия уплотнения начинает восприниматься не только частицами грунта, но и водой. Кроме того, избыток влаги способствует разъединению грунтовых частиц.

Мерой степени уплотнения грунта является коэффициент уплотнения

К_у=б_ф/б_ст

где б_ф - фактически достигнутая объемная масса скелета грунта; б_ст - объемная Масса скелета грунта, достигнутая в приборе стандартного уплотнения при оптимальной влажности и оптимальной энергии уплотнения.

Плотность стандартно уплотненного грунта, наряду с лабораторным способом, может быть рассчитана по формуле

б_ст=Д(1-v)/(1+W_опт)

где Д - удельный вес минеральной части грунта; V — относительный объем воздуха, содержащегося в грунте при стандартной плотности и оптимальной влажности; W_опт ~ оптимальная влажность грунта, %.

Ориентировочные значения параметров, необходимых для вычисления стандартной плотности различных видов грунтов по приведенной формуле, приведены в табл. 5.

Коэффициент уплотнения грунтов принимается в пределах

0,95 - 1.