Пористость грунта формула: Коэффициент пористости грунта: таблица, формула, определение

Автор

Содержание

Коэффициент пористости грунта: таблица, формула, определение

Под термином – пористость  понимают отношение объема мелких пустот к полному объему грунтовой породы.
Существует также другое определение: коэффициент пористости грунта – это соотношение объема пустот (пор) в представленном образце, к объему, который занимают твердые частицы (скелет).

Формула коэффициента пористости грунта:

e =   Ps — Pd

Pd

Ps – плотность минеральных частиц породы, г/см3;

Pd – величина плотности твердых частиц (скелета), г/см3, определяется по формуле:

Pd =     Ро

1 + W3

Ро – величина плотности породы, г/см3;

W3 – заданная влажность образца в долях единицы

Для глинистых почв данный метод не всегда подходит. Для вычисления размера пор связных пород используют удельный и объемный вес.

Величина пустот почвы не является постоянной, и во многих случаях зависит от плотности укладки.

В таблице приведен примерный коэффициент пористости грунта:

Наименование %
1 Глина 6,0­–50,0
2 Глинистые сланцы 0,54–1,4
3 Песок 6,0–52,0
4 Песчанник 13–29,0
5 Известняк до 33
6 Доломиты до 39

Область применения расчетов

Данные расчеты в большей степени определяют структуру почвы. Весовое соотношение пустот характеризует влажность образца при полном или частичном заполнении пор водной жидкостью.

Поэтому данная величина не является расчетной, а используется как немаловажная вспомогательная характеристика, например, при построении компрессионной кривой, для вычисления характеристик сжимаемости, а также для определения основного механического и физического свойства почвы.

Различные исследования в комплексе с инженерными и геологическими изысканиями предоставляют исчерпывающую информацию, на основании данных результатов принимаются рациональные и наиболее оптимальные проектные решения для возведения будущих строений.

Посмотрите видео:  Пористая структура почвы, Автополив

Удельный вес твердых частиц. Естественная влажность грунта. Формула вычисления степени влажности грунта

37.От чего зависит удельный вес твердых частиц

грунтаγЅ.

38.Что называется естественной влажностью грунта

w?

Влажностью грунта называют отношение массы воды к массе высушенного грунта (или к массе твердых частиц):W=q2/q1

39.Напишите формулу для вычисления коэффициента пористости е ч/з его удельный вес, удельный вес твердых частиц и влажности.

Коэффициентом пористости грунта е называется отношение объема пор грунта n к объему его скелета m, т.е.:

е=n/m.

Объем твердых частиц:

m = ρd/ ρЅ.

Тогда принимая во внимание , что n = 1- m, получим                                

e = ( ρЅ-ρd)/ρd.

40.Что называется степенью влажности грунта Ѕr.

41.Напишите формулу для вычисления степени влажности грунта Ѕr.

Ѕr = W/ Wsat

W- естественная влажность.

Wsat-полная влагоемкость-влажность грунта, который полностью насыщен водой.

Ѕr=W*γЅ / е*γw

γw  — удельный вес воды.

42. Как подразделяют песчаные грунты по степени влажности.

По степени влажности песчаные грунты делятся на маловлажные(0 <Ѕr<0.5), влажные (0.5 <Ѕr<0.8), насыщенные водой(0.8 <Ѕr<1).

43. Как подразделяют песчаные грунты по плотности сложения.

В зависимости от значения показателя плотности ID различают три состояния сыпучего грунта: рыхлое (0<ID<0. 33), средней плотности(0.33<ID<0.67), плотное (0.67<ID<1).

44.Чему равен удельный вес взвешенного в воде грунта γSB.

                                      γSB = γЅ  — γw /1+е

45.Что называется индексом плотности грунта? Напишите его формулу.

Индекс плотности(относительная плотность сложения)-более общая характеристика плотности песчаных грунтов любого минералогического состава.

ID =(еmax – e)/(emax – e min)

еmax  — коэффициент пористости песчаного грунта в самом рыхлом состоянии.

e min – коэффициент пористости грунта в самом плотном состоянии.

е – коэффициент пористости грунта в естественном состоянии.

46.Что называется числом пластичности Ipгрунта? Напишите его формулу.

Число пластичности — разность между « влажностью на пределе раскатывания » WL  и « влажностью на пределе текучести» WP .

WL – WP =  Ip  

47. Что такое характерные влажности грунта и как их определить.

Один и тот же глинистый грунт, в зависимости от влажности, может существенно изменять механические и иные свойства. Согласно Аттербергу такой грунт может иметь три состояния консистенции (густоты):

твердое, пластичное и упругое. Граничные значения W, при которых отмечается переход грунта из одного состояния консистенции в другое, называются аттерберговыми пределами, или характерными влажностями грунта.

48. Зависит или нет число пластичности Ipотестественной влажности грунта и почему?

Не зависит, т.к. число пластичности есть разница между границей текучести и границей раскатывания грунта, полученных в искусственных условиях увлажнением и высушиванием соответственно.

49. Что такое показатель текучести грунта IL. Напишите формулу.

Показатель текучести есть сравнение естественной влажности грунта с влажностью на границах раскатывания (пластичности) и текучести.

IL =(ωωp)/(ωL- ωp)

50.Зависит ли показатель текучести ILотестественной влажности грунта и почему?

Зависит, т.к.густота и вязкость грунтов зависит от количества соотношения твердых частиц и воды в единице объема грунта, а также от сил взаимодействия между частицами грунта.

51.Что такое консистенция пылевато-глинистого грунта?

Под ней понимают густоту и в известной мере вязкость грунтов, обуславливающие способность их сопротивляться пластическому изменению формы.

52.Классифицируйте пылевато-глинистые по консистенции:

53.Понятие об оптимальной плотности и влажности грунта.

Оптимальной влажностью ωopt влажность, при кот. стандартным уплотнением достигается наибольшая плотность скелета грунта ρd.

Оптимальной плотностью скелета грунта ρd.

opt называется наибольшее значение ρd , достигнутое в приборе стандартного уплотнения при оптимальной влажности.

54.Где и как обычно определяются физических свойств грунтов.

Показатели физических свойств грунтов определяют в процессе инженерно-геологический изысканий. из шурфоф и скважин отбирают монолиты — большие образцы грунта не нарушенной структуры. В лабораторных условиях экспериментально характеристики грунта

ОПРЕДЕЛЕНИЕ НАЧАЛЬНОГО КОЭФФИЦИЕНТА ПОРИСТОСТИ ОРГАНИЧЕСКОЙ СОСТАВЛЯЮЩЕЙ БИОГЕННОГО ГРУНТА

Научный руководитель – Васильева Н. В. – кандидат техн. наук, доцент

УО «Белорусская государственная сельскохозяйственная академия,

Горки, Республика Беларусь

Биогенные грунты – современные органо-минеральные отложения осадочного происхождения с повышенным содержанием органическо — го вещества. Они не однородны по своему генезису, составу, строению и состоянию, что связано с постоянно изменяющимися условиями их образования [1].

Сухое вещество (твердая фаза) биогенных грунтов состоит из про — дуктов распада растительных и животных организмов и минеральных включений. Источниками накопления минеральных соединений явля — ется биогенная, водная и воздушная миграция неорганических компо — нентов. Специфика свойств биогенных грунтов обусловлена их высо — кой влажностью и пористостью. Основной объем содержащейся в ней воды связывается и удерживается органической составляющей этих грунтов. Минеральная составляющая связывает незначительное коли — чество воды в сравнении с органической. Влажность органической составляющей (количество воды связанное единицей массы) и являет — ся структурным показателем, который достаточно точно характеризует сжимаемость любого типа биогенного грунта. Органическая состав — ляющая является основой каркаса биогенного грунта, который несет основную нагрузку от сооружений, строящихся на этих грунтах.

В общем случае объем образца водонасыщенного биогенного грун — та состоит

Vобр = Vорг. + Vмин. + Vв

где Vобр – объем образца,

Vорг. – объем органической составляющей,

Vмин. – объем минеральной составляющей,

Vв. – объем воды.

В единице объема для подавляющего большинства биогенных

грунтов их минеральная составляющая занимает несопоставимо ма-лый, в сравнении с органической составляющей объем. Минеральная

составляющая биогенных грунтов способна связать и удерживать в

структуре грунта значительно меньше количество воды, чем органиче — ская. Поэтому связь между параметрами свойств устанавливают от- дельно для каждой составляющей твердой фазы.

Твердая фаза образца состоит из минеральной и органической со-ставляющих

Ртв. ф = Рмин.+ Рорг.

Масса органической составляющей

Рорг. = Ртв. ф..– Рмин.

Объем твердой фазы образца

Vтв. ф. = Vобр. · m

Объем воды в образце

Vв = Vобр. – Vтв. ф.

Масса воды органической составляющей

Р ворг. = Рвобр. – Р вмин.

где Р ворг – масса воды в образце, она определяется по формуле

n – объем пор

Р ворг = Vобр · n · γв

n = 1 – m

m – объем твердой фазы

m d s

Р вмин. – масса воды минеральной составляющей

γв – 1,0 г/см3 – плотность воды

m – объем твердой фазы

m d s

Р вмин. – масса воды минеральной составляющей

γв – 1,0 г/см3 – плотность воды

 

 

Расчет плотности твердой фазы органической составляющей

Плот-ность твер — дой

фазы

орг

s

Плотность скелета органической

орг

cоставляющей, d

Коэффициент пористости

органической составляющей

орг

При влажности W орг.

258,63

255,89

253,14

250,39

258,63

255,89

253,14

250,39

1,3

0,298

0,300

0,303

0,306

3,362

3,333

3,290

3,248

1,4

0,303

0,306

0,308

0,311

3,620

3,575

3,546

3,502

1,5

0,307

0,310

0,312

0,315

3,886

3,878

3,808

3,762

1,6

0,311

0,314

0,317

0,319

4,145

4,095

4,047

4,016

 

Как видно из таблицы при значениях γорг

< 1,5г/см3 коэффициенты

пористости органической составляющей меньше коэффициентов по-орг

ристости образца грунта 0 3,43 что означает, что γ

быть меньше чем 1,5г/см3.

Поэтому для практических расчетов можно принять γорг

s не может

= 1,5г/см3,

s

что совпадает с значениями γорг, полученными исходя из других пред-посылок при определении показателей физических свойств биогенных

грунтов (4).

Плотность скелета органической составляющей

орг

d

1

0, 01W 1

орг орг

s

Плотность органической составляющей γорг = γорг = γорг

Объем органической составляющей

орг

0, 01W 1

орг орг

s

Плотность органической составляющей γорг = γорг = γорг

Объем органической составляющей

орг

+ 1)

Vорг. = W тв. ф. – Vмин.

Высота органической составляющей в образце

hорг

Vорг

F

 

s

орг орг

s

Проведенные ранее исследования фазового состава [3] показали,

что минеральная составляющая в биогенных грунтах занимает незна-чительную часть их объема и при расчете компрессионных свойств

(сжимаемости) ею можно пренебречь, а расчет вести только для орга-нической составляющей, начальный коэффициент которой определять

по предложенной методике.

ЛИТЕРАТУРА

1. Р у б и н ш т е й н, А. Я. Биогенные грунты / А. Я. Рубинштейн – М.: Наука, 1986 –

87 с.

2. С е с ь к о в, В. Е. Биогенные грунты Белоруссии и использование их в качестве

оснований под здания и сооружения / В. Е. Сеськов – Мн.: БелНИИНТИ, 1989 – 48 с.

3. Ч е р н и к, П. К. Расчет фазового состава биогенных грунтов / П. К. Черник,

Н. В. Васильева // Мелиорация переувлажненных земель:Сб. науч. тр. Белорус. НИИ ме — лиорации и луговодства. — Мн.,1998.-Т. ХLV.-С. 80-88.

4. Рекомендации по инженерно-геологическим изысканиям болотных отложений

под сооружениями / Состав. П. К. Черник и др. — Мн.,1977. – 28 с.

Материал взят из: Научный поиск молодежи XXI века Сборник научных статей по материалам XII Международной научной конференции студентов и магистрантов (Горки, 28-30 ноября 2011г.). Часть 1

(Visited 122 times, 1 visits today)

Формула расчета коэффициента фильтрации песчаных, глинистых грунтов и супеси

Видео — метод определения коэффициента фильтрации грунтов