Основания и фундаменты транспортных сооружений: Электронный учебник, страница 6

В зависимости от гранулометрического состава различают разновидности несвязных грунтов, устанавливаемые по первому удовлетворяющему признаку (сверху-вниз) табл. 2.1.

Примечание. При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40 % или глинистого заполнителя более 30 % от общей массы воздушно-сухого грунта в наименование крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

По степени неоднородности гранулометрического состава C_uкрупнообломочные грунты и пески подразделяют на однородные грунты (C_u ³ 3) и неоднородные (C_u> 3). Степень неоднородности гранулометрического состава C_uопределяется как отношение диаметров частиц d₆₀ и d₁₀, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % по массе.

В зависимости от коэффициента водонасыщения S_r крупнообломочные грунты и пески бывают:

-  малой степени водонасыщения при 0 < S_r £ 0,5;

-  средней степени водонасыщения при 0,5 < S_r £ 0,8;

-  насыщенные водой при 0,8 < S_r £ 1.

Плотность сложения песков характеризуется в зависимости от значений их коэффициента пористости e согласно табл.2.2.

Таблица 2.2

В группу связных грунтов включены грунты минеральные (глинистые), органоминеральные и органические. Глинистые грунты подразделяются в зависимости от числа пластичности I_p на супеси (1 < I_p £ 7), суглинки (7 < I_p £ 17) и глины (I_p > 17).

Суглинки с числом пластичности от 7 до 12 % и глины с числом пластичности от 17 до 27 % называют легкими; при более высоких значениях I_p эти грунты называют тяжелыми.

Если содержание песчаных частиц (2…0,05 мм) в супесях составляет 50 % и более, а в суглинках и глинах 40 % и более, к их наименованиям добавляют определение «песчанистые», а при меньшем содержании этих частиц — определение «пылеватые». Во всех глинистых грунтах указывают также наличие крупнообломочных включений (частиц крупнее 2 мм); грунты с галькой (щебнем), если содержание этой фракции в них составляет 15…25 % по массе, и грунты галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные) — с содержанием этой фракции от 25 до 50 %.

Консистенцию глинистых грунтов устанавливают по показателю их текучести согласно табл.2.3.

Таблица 2.3

Значения механических характеристик дисперсных грунтов зависят от вида грунта, от его влажности и консистенции. Из всех характеристик лишь коэффициент Пуассона меняется незначительно для отдельного вида грунта и в практических расчетах часто его принимают равным: n = 0,27 для песчаных грунтов; n = 0,3 для супесей; n = 0,35 для суглинков и n = 0,4…0,42 для глин. Модуль деформации зависит еще и от коэффициента пористости e, и от происхождения. По рекомендуемым для предварительных расчетов данным нормативных документов [9, 15] для диапазонов 0,45 < e < 1,1 и 0 < I_L < 0,75 в среднем супеси имеют E = 7…40 МПа, суглинки E = 5…35 МПа, глины E = 7…28 МПа, исключение составляют моренные супеси и суглинки, имеющие высокие значения модуля деформации 45…75 МПа при значениях e = 0,35…0,55 и I_L £ 0,5, юрские глины оксфордского яруса E = 10…27 МПа при e = 0,95…1,6 и I_L £ 0,5, а также лессовые грунты, модули которых не нормируются. У песчаных грунтов E = 11…50 МПа в зависимости от крупности частиц и коэффициента пористости.

Прочностные характеристики - угол внутреннего трения j и удельное сцепление c, на которые также оказывает большое влияние влажность и плотность сложения, в большей степени, чем деформационные, зависят от вида грунта. Здесь хорошо просматривается тенденция уменьшения величины угла внутреннего трения и одновременно увеличения удельного сцепления при переходе от песков к глинам. Так, рекомендуемые для предварительных расчетов при e = 0,45…0,75 для песков и при e = 0,45…1,05 и 0 £ I_L £ 0,75 для глинистых грунтов крайние нормативные значения для песков гравелистых, крупных и средней крупности составляют [9, 15] j = 43…35° и c = 3…0 кПа, для песков мелких и пылеватых j = 38…26° и c = 8…0 кПа, для супесей j = 30…18° и c = 21…9 кПа, для суглинков j = 26…12° и c = 47…12 кПа, для глин j = 21…7° и c = 81…29 кПа. При водонасыщении у тяжелых суглинков и глин угол внутреннего трения может снижаться практически до нуля.

Способность глинистых грунтов к набуханию при водонасыщении оценивают по величине относительной деформации набухания без нагрузки e_sw. Грунты считают ненабухающими при e_sw < 0,04, слабонабухающими при 0,04 < e_sw £ 0,08, средненабухающими при 0,08 < e_sw £ 0,12 и сильнонабухающими при e_sw > 0,12.

Просадочные под нагрузкой при замачивании водой или другой жидкостью свойства грунтов оценивают по величине относительной деформации просадочности e_sl. Грунты считаются непросадочными при e_sl < 0,01, просадочными, если e_sl ³ 0,01.

Способность грунтов к морозному пучению при промерзании характеризуется относительной деформацией морозного пучения e_fh. Численные значения характеристики e_fh зависят от вида грунта, его состава и увлажненности. Существенное влияние при этом оказывают такие факторы, как положение уровня грунтовых вод по отношению к фронту промерзания грунта, а также скорость промерзания.

Грунты относят к сильнопучинистым при e_fh > 0,07, к среднепучинистым при 0,07 ³ e_fh > 0,035, к слабопучинистым при 0,035 ³ e_fh ³ 0,01. Практически непучинистыми (e_fh < 0,01) считают глинистые грунты при I_L £ 0, пески гравелистые, крупные и средней крупности, пески мелкие и пылеватые при S_r £ 0,6, пески мелкие и пылеватые, содержащие менее 15 % по массе частиц мельче 0,05 мм независимо от значений S_r, крупнообломочные грунты с заполнителем до 10 %, а также скальные и полускальные грунты.