Связные грунты это какие: Связность грунта — значение термина, справочник строительных терминов, слов и выражений

Автор

Содержание

Природные дисперсные грунты

Вернуться на страницу «Основания фундаментов»

Природные дисперсные грунты

К природным дисперсным грунтам относят горные породы, состоящие из слабо связаных или вообще не связанных между собой отдельных твердых минеральных зерен (частиц и обломочных пород) разного размера. Прочность существующих структурных связей между минеральными зернами во много (в десятки и сотни) раз меньше прочности самих зерен. Дисперсные грунты образуются в результате физического, химического и биологического выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или эоловым (воздушными течениями) путем и их отложенем.

В классе природных дисперсных выделяют две группы грунтов: несвязные и связные.

В группе несвязных выделяют крупнообломочные грунты и пески.

К крупнообломочным относят не сцементированные минеральные грунты, которые содержат более 50% (по массе) обломков скальных пород (грунтов) с размерами частиц более 2 мм.

Различают крупнообломочные грунты с песчаным заполнителем.

К пескам относят несвязные (сыпучие) в сухом состоянии минеральные грунты, которые содержат 50% и меньше (по массе) частиц, крупностью 2 мм, и практически не имеют пластических свойств (почва не раскатывается в жгут диаметром 3 мм или число пластичности его IP = 0).

Основными компонентами крупнообломочных грунтов и песков является глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,005 … 0,05 мм) и песчаные (0,05 … 2 мм) частицы, а также обломки пород (> 2 мм). К основным классификационным показателей этих грунтов относят их гранулометрический состав, степень неоднородности гранулометрического состава, степень водонасыщения, а для песков еще и плотность строения.

Гранулометрическим (зерновым) составом грунта называют количественное (по массе) содержание в нем групп твердых минеральных частиц и обломков различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе, взятого для исследования абсолютно сухого грунта.

Сейчас разработано много способов гранулометрического анализа грунтов (Визуальный, ситовой, пипеточный, ареометрический способы, центрифугирование и др.), из которых наибольшее распространение в инженерно-геологической практике получил ситовой метод. Этот метод заключается в просеивании предварительно высушенной массы пробы грунта (m> 50 г) в стандартном наборе сит с отверстиями 10, 5, 2; 1, 0,5; 0,25 и 0,1 мм.

Степень неоднородности гранулометрического состава не может быть меньше единицы и практически не бывает более 200.

В группе связных различают три типа грунтов: минеральных (силикатные, карбонатные, железистые и полиминеральные), органоминеральных и органические. Минеральные представлены глинистыми почвами, органоминераные — сапропелями и заторфованные грунтами, органические — торфами.

К глинистым относят связные в сухом состоянии минеральные тонкодисперсные грунты, которые при увлажнении способны приобретать пластичность, то есть способности при определенной влажности деформироваться под нагрузкой и сохранять приобретенную форму после устранения нагрузки без нарушения структурной цельности.

В состав глинистых грунтов входят в различных соотношениях глинистые (<0,005 мм), пылеватые (0,05 … 0,005 мм) и песчаные (2 … 0,05 мм) частицы. Особенности этих грунтов, главным образом, определяются содержанием и минеральным составом тонкодисперсных мономинеральных частиц глинистой фракции.

Для классификации глинистых грунтов значение имеет не только общий зерновой состав и содержание твердых частиц глинистой фракции, а главное – диапазон влажности, в котором меняется пластичность грунта.

В зависимости от содержания воды, состояние (консистенция) глинистых грунтов может изменяться и быть твердым, пластичным или текучим. Переход глинистых грунтов с одной консистенции в другую происходит при определенных значениях влажности, получившие название характерных границ пластичности.

Нижняя граница пластичности или предел раскатывания WP — это влажность,при незначительном увеличении которой, грунт переходит из твердого состояния в пластичное. При этой влажности, грунтовое тесто, раскатываемого в жгут диаметром около 3 мм, затем начинает крошиться на отдельные кусочки длиной 3 … 10 мм.

Верхний предел пластичности или предел текучести WL — это влажность,при незначительном увеличении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее. При этой влажности, стандартный балансирный конус массой 76 г погружается в грунтовое тесто за 5 секунд на величину 10 мм.

К основным классификационным характеристик глинистых грунтов относят число пластичности IP, показатель текучести IL, относительную деформацию набухания без нагрузки, относительную деформацию просадки, относительное содержание органического вещества.

Число пластичности IP представляет собой интервал влажности, в рамках которого грунт находится в пластическом состоянии, и определяется как разница весовых влажностей (выраженных в процентах), соответствующих пределу текучести и предела раскатки:

Величина числа пластичности связана с содержанием в почве глинистых частиц, а также с их минералогическим составом: чем больше таких частиц,тем большее число пластичности. В глинах содержание глинистых частиц составляет более 30%, в суглинках — от 10 до 30%, в супесях — от 3 до 10%. Эти границы могут меняться в зависимости от содержимого глинистых минералов (гидрослюды, монтмориллонита и др.), что вызывает трудности в определении названия типа глинистого грунта только по гранулометрическому составу.

К наименование глинистого грунта в зависимости от числа пластичности IP исодержания (в% по массе) песчаных частиц размером 2 … 0,5 мм могут добавляются классификационные комментарии разновидностей: песчанистый или пылеватый, легкийили тяжелый, а в зависимости от содержания твердых частиц крупных, 2 мм, классификационный комментарии: с галькой (щебнем), галечников (щебнистую) или гравийный.

Сравнение естественной влажности почвы W с влажности на границах раскатывания WP и текучести WLпозволяют устанавливать его разновидность по показателю текучести (консистенции).

В виде глинистых выделяют разновидности грунтов, которые обнаруживают специфические и неблагоприятные свойства при замачивании: которые способны увеличиваться в объеме при замачивании водой или любой другой жидкостью даже под нагрузкой, и просадочных, которые при замачивании водой или любой другой жидкостью могут получать дополнительную вертикальную деформацию (просадку) под действием внешней нагрузки или собственного веса.

ГРУНТЫ НЕСВЯЗНЫЕ — это… Что такое ГРУНТЫ НЕСВЯЗНЫЕ?

ГРУНТЫ НЕСВЯЗНЫЕ
— рыхлые сыпучие (песок, гравий, галечник, дресва, щебень).

Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978.

  • ГРУНТЫ МОРСКИЕ
  • ГРУНТЫ ПОЛИГОНАЛЬНЫЕ

Смотреть что такое «ГРУНТЫ НЕСВЯЗНЫЕ» в других словарях:

  • Несвязные породы (грунты) — рыхлые породы, у которых отсутствуют связи между частицами (песок, гравий.) …   Геологические термины

  • Грунты обломочные, несцементированные — несвязные грунты, полученные из скальных грунтов при искусственном и естественном (процессы выветривания) разрушении горных пород. Разделяют на крупнообломочные и песчаные грунты (в зависимости от крупности частиц). Источник: Справочник дорожных… …   Строительный словарь

  • Классификация грунтов — Содержание 1 Классификация грунтов 2 I КЛАСС ПРИРОДНЫХ СКАЛЬНЫХ ГРУНТОВ …   Википедия

  • Грунт — У этого термина существуют и другие значения, см. Грунт (значения). Грунт (нем. Grund  основа, почва)  любые горные породы, почвы, осадки, техногенные (антропогенные) образования, представляющие собой многокомпонентные, динамичные… …   Википедия

  • Грунт — условное прикладное наименование любой г. п., рассматриваемой с инженерно строительной точки зрения. Различают грунты: скальные, полускальные, мягкие, связные, рыхлые несвязные, особого состава, состояния и свойств. Геологический словарь: в 2 х… …   Геологическая энциклопедия

  • Классификация грунтов — деление грунтов по различным признакам. По природе различают гальку и щебень, гравий, песок (несвязные грунты), супесь, суглинок, глину (связные грунты) и скалу. Природа и состояние грунта учитываются при выборе места якорной стоянки,… …   Морской словарь

  • Плывун —         насыщенный водой грунт, способный растекаться и оплывать. П. могут быть несвязные или малосвязные супеси, мелкозернистые и пылеватые рыхлые пески, а также грунты, содержащие коллоидные частицы размером менее 0,001 мм, которые выполняют… …   Большая советская энциклопедия

  • Грунт — условное прикладное наименование любой горной породы, рассматриваемой с инженерно строительной точки зрения. Различают грунты: скальные, полускальные, мягкие, связные, рыхлые несвязные, особого состава, состояния и свойств …   Краткий словарь основных лесоводственно-экономических терминов

  • Грунт — – прилегающий к металлу слой покрытия, обеспечивающий прочность сцепления с металлом и улучшающий защитные свойства покрытия. [ГОСТ 5272 68] Грунт – любая горная порода, залегающая преимущественно в пределах зоны выветривания и… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

HydroMuseum – Связный грунт

Связный грунт

Частицы и агрегаты частиц которого связаны между собой пластичными водоколлоидными и частично жёсткими цементационно-кристаллизационными связями, а сопротивление сдвигу определяется сцеплением (связностью).

Связный грунт измельчают фрезами или специальными грунтосмесительными машинами. Результаты измельчения могут быть различными в зависимости от вида применяемых машин и режима их работы. Технология измельчения связных грунтов изучалась многими исследователями. В исследованиях, проведенных В. П. Никитиным, В. Б. Пермяковым, И. В. Егоровым, В. Н. Шестаковым, В. Г. Дидурой, Б. И. Вощенко, Е. И. Путилиным и другими учеными, рассмотрены те или иные особенности процессов измельчения.

Для повышения прочностных свойств цементогрунтов необходимо, чтобы грунтовые агрегаты обладали, возможно, большей прочностью и водоустойчивостью и своим распределением по размерам обеспечивали высокую плотность смеси.

Цементогрунт, непосредственно соприкасающийся с цементом и продуктами его гидролиза, вступает с ними в активное взаимодействие. Проникая в грунт, продукты гидролиза цемента упрочняют структуру грунта, делая ее более прочной и водоустойчивой. Одновременно снижаются отрицательные свойства грунта: набухание, размокание и пластичность. Такое улучшение свойств грунта наиболее действенно в поверхностных слоях грунтовых агрегатов.

С увеличением количества мелких агрегатов (т. е. с повышением степени измельчения) увеличивается поверхность взаимодействия между грунтом и продуктами гидролиза цемента и создаются более благоприятные условия для улучшения свойств грунта. Мелкие агрегаты в результате диффузионных процессов будут более равномерно и, зачастую, на всю толщину, пропитаны продуктами гидролиза цемента. В крупных же агрегатах только поверхностные слои эффективно взаимодействуют с продуктами гидролиза цемента. Природные свойства внутренней части крупных агрегатов изменяются незначительно. Следовательно, при недостаточном и неравномерном измельчении в цементогрунте наравне с прочными и водоустойчивыми участками структуры сохраняются менее прочные, состоящие из недостаточно или полностью неукрепленных включений грунта. Такие отдельные слабые места впоследствии становятся очагами разрушения дорожной одежды.

Процесс преобразования природных свойств грунтов в сторону их упрочнения происходит быстрее в цементогрунтах с большей степенью измельчения. По данным, полученным из СибАДИ, прочность укрепленных мелкоизмельченных грунтов на 7-е сутки на 30—40% выше, чем у цементогрунтов с более крупным агрегатным составом. Это обстоятельство, в частности, следует учитывать при определении сроков открытия движения по цементогрунтовым слоям.

Рис. 1. Зависимость прочности цементогрунта от количества микроагрегатов в измельченном фунте (при различной степени уплотнения).

Увеличение насыщенности смеси микроагрегатами от 0 до 100% приводит к увеличению прочности цементогрунтовых образцов в 2,5—4 раза. Особенно возрастает положительное влияние микроагрегатов в цементогрунтах высокой плотности при коэффициенте уплотнения больше единицы (рис. 1).

Степень измельчения укрепляемого грунта существенно влияет также на его устойчивость при изменении температуры и на его морозостойкость. Физические свойства кристаллического каркаса и агрегатов грунта различны, в частности различны их коэффициенты линейного расширения. Коэффициент линейного расширения цементного камня и цементопесчаного раствора занимает промежуточное положение между коэффициентами линейного расширения несвязных и связных грунтов. Он немного больше коэффициента линейного расширения несвязных грунтов, а в ряде случаев близок к нему. В то же время он меньше коэффициента линейного расширения связных грунтов, особенно глин. В результате такого несовпадения термических характеристик при колебаниях температуры цементогрунта в его кристаллическом каркасе возникают местные (микроструктурные) растягивающие напряжения, причем эти местные напряжения больше в цементогрунтах из связных грунтов.

Абсолютные значения микроструктурных напряжений зависят от перепада температур, а также от площади контакта агрегата с цементогрунтовым каркасом, т. е. от величины грунтовых агрегатов.

Рис. 2. Зависимость прочности цементогрунта после 20 циклов замораживания-оттаивания от количества микроагрегатов в измельченном грунте.

Увеличение количества агрегатов малых размеров способствует повышению морозостойкости цементогрунтов. Образцы, полностью состоящие из микроагрегатов, имеют предел прочности при сжатии примерно в 12 раз больше, чем образцы, не имеющие микроагрегатов в своем составе (рис. 2).

Агрегатный состав грунта, получаемый в результате измельчения, непостоянен. Он колеблется в широких пределах в зависимости от вида и состояния измельчаемого грунта, от конструкции используемых для измельчения машин и технологических режимов их работы.

К взаимосвязанным факторам следует отнести: гранулометрический и минеральный состав грунта, его влажность и плотность в момент измельчения. Наблюдается некоторая закономерность между пригодностью грунтов к измельчению и характеризующим их числом пластичности. Чем больше число пластичности, тем труднее готовить требуемый агрегатный состав укрепляемого грунта.

Наиболее успешно можно измельчать супесчаные и легкосуглинистые грунты с числом пластичности менее 12. Удовлетворительно поддаются измельчению суглинистые грунты с числом пластичности 12—17. Серийные измельчающие машины обеспечивают в этих грунтах требуемую степень измельчения с некоторым содержанием непрочных агрегатов размером более 5 мм.

Тяжелосуглинистые грунты плохо поддаются измельчению. Требуемая степень измельчения может быть достигнута только при повышенных затратах энергии. В ряде случаев необходимо улучшать гранулометрический состав тяжелых суглинков путем добавления к ним до 30% привозных песчаных грунтов. Глины в большинстве случаев размельчить до требуемой степени не удается.

Исследовательские работы и производственный опыт свидетельствуют о том, что существующие многопроходные дорожные фрезы (ДФ-30) и однопроходные грунтосмесительные машины (ОГМ) обеспечивают получение оптимального агрегатного состава в супесчаных и легкосуглинистых грунтах. В тяжелых суглинках и глинах получить удовлетворительную степень измельчения этими машинами в ряде случаев не удается.

Увеличение количества проходов машин малоэффективно. Процесс измельчения происходит по затухающей кривой. При использовании многопроходных дорожных фрез каждый последующий проход в значительно меньшей степени, чем предыдущий, повышает коэффициент измельчения. После третьего-четвертого проходов фрез агрегатный состав грунта практически уже не улучшается. Не дают ощутимых положительных результатов вторичные проходы по измельченному грунту однопроходной грунтосмесительной машины.

Существенно влияют на степень измельчения скорости перемещения грунтосмесительных машин. Разработаны ориентировочные рекомендации, обеспечивающие выполнение требований к измельчению грунта. Эти рекомендации могут быть использованы для предварительных расчетов.

Происхождение и характеристики грунтов — Доктор Лом

1. Грунты — это любые горные породы, которые используются при строительстве самых различных сооружений

Грунты могут быть основанием, когда на них возводится фундамент, средой — когда в грунтах прокладываются туннели, подземные ходы, катакомбы и прочие подземные сооружения. Грунты также могут быть и материалом, когда используются для устройства насыпей, подсыпок, плотин и т. п.

Сейчас различают три основные группы горных пород, образовавшихся под воздействием различных природных и временных факторов:

1. Магматические породы

К ним относятся граниты, диориты, сиениты, порфиры и т.п. Магматические породы сформировались при застывании извергнувшейся из недр земли магмы. Эти породы как правило имеют очень плотную структуру и потому рассматриваются как твердые тела с высокой прочностью.

осадочные и метаморфические.

2. Осадочные породы

Образовались при разрушении магматических горных пород посредством переноса и отложения (оседания) продуктов разрушения. К осадочным породам относятся обломочные (сцементированные и несцементированные), глинистые, химические и биохимические породы.

3. Метаморфические породы

Образовались в процессе значительных изменений магматических и осадочных горных пород под действием различных факторов: давления, высокой температуры, химически активных газов магмы. К метаморфическим породам относятся мраморы, сланцы, гнейсы, кварциты, и др.

При возведении домов строители чаще всего сталкиваются с наиболее молодыми осадочными породами, относящимися к четвертичному периоду. Горные породы третичного, юрского и других периодов находятся ниже, сформировались раньше и имеют, как правило, большую прочность и малую сжимаемость в результате длительного воздействия расположенных сверху более молодых осадочных пород четвертичного периода. Такие более древние породы иногда называют коренными породами.

Среди пород четвертичного периода наибольшее распространение, а потому и наибольшую важность при изучении свойств имеют

1. Глинистые грунты

Глины, суглинки, супеси, относящиеся к глинистым грунтам (породам) имеют достаточно сложную структуру. Они сформированы из очень мелких частиц, включающих так называемые вторичные минералы. Вторичные минералы образовались из первичных минералов в процессе механического разрушения, выветривания, переноса ветром или водой и при последующем отложении на дне океанов, морей, рек и других водоемов. Оставшиеся на месте продукты выветривания называют элювиальными отложениями, а перемещенные ветром, дождем и снегом с возвышенностей к их подножью — делювиальными отложениями.

2. Песчаные грунты

Гравий, галечники и песок также являются продуктами выветривания, но от глинистых грунтов отличаются более крупными размерами частиц.

Отложения песчаных и глинистых грунтов в речных долинах называют аллювиальными отложениями. Продукты выветривания также отлагались при движении ледников — моренные ледниковые отложения.

Механика грунтов основное внимание уделяет изучению так называемых «рыхлых» пород. Под рыхлыми породами подразумеваются перечисленные выше образования, сформированные из отдельных минеральных частиц, слабо связанных друг с другом или не связанных совсем. Поры между частицами грунта могут быть заполнены водой и(или) газами — атмосферным воздухом, водяным паром, химическими или биохимическими газами.

Таким образом, грунты рассматриваются не как некий однородный (изотропный) материал, а как сложные многофазные дисперсные системы, физические и механические свойства которых зависят от количественного соотношения и свойств твердой, жидкой и газообразной фаз, а также от структуры и текстуры.

Структура грунта

описывается формой, размерами, состоянием поверхности минеральных частиц, а также их взаимным расположением и характером связей между частицами. В зависимости от наличия или отсутствия связей между частицами грунты разделяют на связные (глинистые) и сыпучие несвязные (песчаные) грунты. Песчаные и крупнообломочные (галечные, гравийные) грунты характеризуются раздельно-зернистой структурой. Мельчайшие частицы глинистых грунтов могут иметь форму игл или пластинок, при этом образуют ячеистую, ячеисто-хлопьевидную или каркасную структуру.

Лёссы и лёссовидные грунты имеют особую структуру. В таких грунтах очень много пор, при этом размеры пор больше размеров слагающих минеральных частиц, поэтому такие поры называются макропорами. Структурные связи между частицами лёссовых грунтов, образованные углекислыми солями магния и кальция, сравнительно легко растворяются в воде.

Текстура грунта

это совокупность признаков, характеризующих сложение грунта в массиве, например, грунт может иметь слоистую текстуру.

2. Состав грунтов

Грунты состоят из минеральных частиц различных размеров, при этом группы частиц, близких по размеру, называются фракциями. В строительной классификации принято различать шесть основных фракций:

Наименование фракций Размеры частиц в мм
Камни-валуны > 100
Галечниковая 100 — 10
Гравийная 10 — 2
Песчаная 2 — 0.1
Пылеватая 0.1 — 0.005
Глинистая < 0.005

Весовое содержание различных фракций, выражаемое в процентах, называется гранулометрическим составом грунта. Гранулометрический состав приводится либо в виде таблицы, либо в графическом виде:

Рис. 206.1. Кривая неоднородности

Крупнообломочные частицы (> 2 мм) имеют такой же минералогический состав, как и скальные породы, из которых они образовались. Крупнообломочные частицы могут иметь угловатую (щебень, камень, дресва) или окатанную форму (галька, валун, гравий). Песчаная фракция (2-0.1 мм) состоит в основном из частиц (зерен) кварца, слюды, полевого шпата, реже кальцита (ракушечниковые пески). Окатанные зерна характерны для морских, речных и эоловых песков; угловатые зерна — для отложений временных потоков (горные пески). Пылеватая фракция (0.1-0.005) формируется из зерен сильно измельченного кварца, аморфной кремневой кислоты или других первичных минералов (слюда, полевой шпат и т. п.). Пылеватые частицы могут впитывать (адсорбировать) воду и легко вымываются. Глинистая фракция включает мельчайшие (от 5 до 0,001 мк) частицы вторичных минералов игольчатой или чешуйчатой формы. Глинистая фракция — наиболее активная и ее количественное содержание обуславливает основные свойства грунта.

3. Физические характеристики грунтов

Строительные свойства грунтов прямо зависят от гранулометрического состава, а также свойств фазовых состояний (твердого, жидкого и газообразного) и количественного соотношения между фазами. Для описания физического состояния грунта и фазового состава используют характеристики, полученные в процессе простейших испытаний (табл. 1):

Таблица 1. Характеристики фазового состава и физического состояния грунтов

 

4. Строительная классификация грунтов

В строительстве чаще всего приходится иметь дело с четырьмя основными группами грунтов: скальными, крупнообломочными (несцементированными), песчаными и глинистыми.

Скальные грунты

К скальным грунтам относятся магматические, осадочные и метаморфические горные породы, имеющие жесткую связь между зернами (спаянные или сцементированные). Скальные грунты залегают сплошным слоем или в виде отдельных образований, подобных сухой кладке. Граниты, базальты, диориты, известняки, песчаники — это скальные грунты. К полускальным грунтам относятся грунты, в водонасыщенном состоянии имеющие предел прочности на сжатие менее 50 кг/см2 (мергели, окремненные глины и т. п.), или размягчаемые и растворимые водой (гипс, гипсовые песчаники).

Крупнообломочные, песчаные и глинистые грунты являются дисперсными системами и относятся к нескальным грунтам. Различаются нескальные грунты по содержанию фракций (количеству частиц различного размера).

Крупнообломочные грунты

Несцементированные грунты, которые содержат > 50% по массе обломков кристаллических или осадочных пород с размерами частиц > 2 мм.

Песчаные грунты

Несвязные, сыпучие в сухом состоянии грунты, которые не обладают свойством пластичности и содержат < 50% по массе частиц размерами > 2 мм.

В строительстве крупнообломочные и песчаные грунты классифицируют по гранулометрическому составу (табл. 2):

Таблица 2. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов

Грунты

Распределение частиц грунта по круп­ности от массы сухого грунта

Крупнообломочные
Щебенистые (при преобладании окатанных частиц — галечниковые) > 50% частиц по массе размерами > 10 мм
Дресвяные (при преобладании окатанных частиц — гравийные) > 50% частиц по массе размерами > 4 мм
Песчаные
Гравелистый песок > 25% частиц по массе размерами > 2 мм
Крупный песок > 50% частиц по массе размерами > 0. 5 мм
Песок средней крупности > 50% частиц по массе размерами > 0.25 мм
Мелкий песок > 75% частиц по массе размерами > 0.1 мм
Пылеватый песок > 75% частиц по массе размерами < 0.1 мм

Примечание. Чтобы определить наименование грунта, последовательно суммируются процентные содержания частиц. Сначала рассматривается процентное содержание частиц исследуемого грунта размером > 10 мм, затем к нему добавляется процентное содержание частиц размером > 2 мм, затем > 0,5 мм и т. д. Наименование грунта принимается при достижении первого удовлетворяющего показателя согласно порядку наименований в таблице.

Если степень неоднородности песчаного грунта k60/10 > 3, то гравелистые, крупные и средней крупности пески дополнительно определяются термином «неоднородный». Неоднородность песчаных грунтов измеряется отношением

k60/10 = d60/d10

где d60 — диаметр, меньше которого в исследуемом грунте содержится (по массе) около 60% частиц; d10 — диаметр, меньше которого в исследуемом грунте содержится (по массе) около 10% частиц.

Глинистые грунты

Связные грунты, свойства которых зависят от степени насыщения водой. Глинистые грунты могут рассматриваться как твердое тело, пластичное тело или вязкая жидкость. Илами называются глинистые грунты, сформировавшиеся при наличии микробиологических процессов, как структурный водный осадок, и имеющие влажность в природном сложении, превышающую влажность на границе текучести, и коэффициент пористости ε > 1,0 (для супесей и суглинков) и ε > 1,5 (для глин).

Как правило глинистые грунты классифицируются по числу пластичности:

Супесь:       1 ≤ Wп ≤ 7

Суглинок: 7 < Wп ≤ 17

Глина:            Wп > 17

Реже глинистые грунты классифицируются по гранулометрическому составу:

Наименование грунта Содержание по массе частиц размером менее 0,005 мм, %
Супесь 3 — 10
Суглинок 10 — 30
Глина > 30

Среди глинистых грунтов следует отдельно выделить просадочные грунты и грунты, набухающие при замачивании грунты. К просадочным относят грунты, со степенью влажности G ≤ 0,6 и значением

о — εт)/(1 + εо) ≥ — 0.1

где εо — коэффициент пористости для образца исследуемого грунта естественного сложения и влажности; εт — коэффициент пористости для того же образца грунта при соответствующей влажности на границе текучести.

К набухающим относят грунты, имеющие значение

о — εт)/(1 + εо) ≤ — 0.3

Данные исследования песчаных и глинистых грунтов должны также включать сведения о наличии биологических остатков (торфа, перегноя и др.), если в образцах исследуемых грунтов, высушенных при t = 100-105°С, содержатся биологические остатки  — более 3% по массе от минеральной части для песчаных грунтов, и менее 5% — для глинистых грунтов. В зависимости от содержания биологических остатков грунты дополнительно определяются как:

грунты с примесью органических веществ — при содержании биологических остатков < 10%;

заторфованные грунты — при содержании биологических остатков в пределах 10—60%;

торфы — при содержании биологических остатков более 60%.

5. Характеристики состояния грунтов

Состояние (консистенцию) непросадочных глинистых грунтов определяют по коэффициенту консистенции В:

В = (W — Wp)/(Wт — Wp)

где W — естественная влажность, выражается в %; Wp — влажность на границе раскатывания в %; Wт— влажность на границе текучести в %

Влажность грунта, при которой грунт переходит из твердого состояния в пластичное (или наоборот) называется пределом раскатывания. Влажность грунта, при которой грунт переходит из пластичного в текучее состояние называется пределом текучести. Далее приведены значения коэффициента консистенции В для различных грунтов:

Супеси

Твердые:  В < 0

Пластичные:  0 ≤ B ≤ 1

Текучие:  В > 1

Суглинки и глины

Твердые: В < 0

Полутвердые: 0 ≤ В ≤ 0,25

Тугопластичные: 0,25 < B ≤ 0,5

Мягкопластичные: 0,5 < B ≤ 0,75

Текучепластичные:0,75 < B ≤ 1

Текучие: >1

Состояние глинистых грунтов в условиях природного залегания также зависит от структуры грунта. Однако при определении характерных влажностей посредством существующих в настоящее время лабораторных методов нарушение природной структурной связности грунта неизбежно, а это может привести к значительному искажению полученных данных. В таких случаях следует провести дополнительные исследования с целью количественной оценки прочности и природных структурных связей для внесения необходимых поправок в результаты испытаний.

По плотности сложения песчаные грунты разделяются на плотные, средней плотности и рыхлые в зависимости от величины коэффициентов пористости ε, приведенных в таблице 3

 Грунты Плотные Средней плотности Рыхлые
Пески гравелистые, крупные и средней крупности < 0.55 0.55 — 0.70 > 0.70
Пески мелкие < 0.60 0.60 -0.75 > 0. 75
Пески пылеватые <0.60 0.60 -0.80 > 0.80

Плотность песчаных грунтов рекомендуется определять по образцам, отобранным без нарушения естественного сложения грунта или с помощью зондирования.

6. Перемещение воды в порах грунта

Движение воды сквозь поры грунта, происходящее под влиянием разности напоров, называется фильтрацией. Если скорость движения воды не превышает некоторого критического для исследуемого грунта значения («критическая скорость»), что обычно имеет место в природных условиях, то скорость фильтрации v согласно закону Дарси:

v = kф(H1 — H2)/L = kфi

где L — расстояние между двумя точками на пути фильтрации, напоры в которых соответственно равны Н1 и Н2; i — гидравлический градиент; kф — коэффициент фильтрации.

Коэффициент фильтрации — это количественная характеристика степени водопроницаемости грунта, выражающая скорость фильтрации при гидравлическом градиенте i =1. При наличии в грунте связанной воды явление фильтрации возникает только тогда, когда градиент i превышает некоторое значение начального градиента iн.

Скорость фильтрации равна

v = kф(i — iн)

Коэффициент фильтрации может быть определен:

— расчетом по формулам в зависимости от гранулометрического состава грунта. Это метод применим для однородных песков средней крупности;

— лабораторными испытаниями на специальных приборах;

— путем опытных откачек и нагнетания в полевых условиях. Это метод применим для грунтов с коэффициентом фильтрации > 5·10-3 см/сек.

Далее приводятся ориентировочные значения коэффициентов фильтрации (в см/сек) для различных грунтов:

глины нетрещиноватые: < 10-7

суглинки, тяжелые супеси: 10-6 — 10-7

супеси, трещиноватые глины: 10-4 — 10-6

пылеватые и мелкозернистые пески: 10-3 — 10-4

среднезернистые пески: 10-1 — 10-3

крупнозернистые пески, галечники:  10-2 — 10-1

Вода, перемещаясь в порах, создает давление на скелет грунта. Такое давление называется гидродинамическим и его можно рассматривать как некую объемную силу j, представленную вектором, направленным по касательной к линии потока. Значение гидродинамического давления (в г/см3, т/м3)

j = iγв = γв(v/kф)

где γв — удельный вес воды.

Если фильтрационный поток направлен снизу вверх, что бывает при вскрытии котлованов, дренажных работах, бурении и др., гидродинамическое давление может превысить вес вышележащей толщи грунта и вызвать гидродинамическое выпирание грунта.

Градиент, при котором начинается гидродинамическое выпирание грунта, называется критическим

iкр = (γч — γв)/(γв(1 + ε))

где γч — удельный вес грунта; ε — коэффициент пористости грунта.

Фильтрация воды под воздействием разницы потенциалов постоянного электрического тока называется электроосмосом и применяется в строительстве с целью временного водопонижения в глинистых грунтах. Грунтовые воды также перемещаются в парообразном и пленочном состоянии. Водяной пар перемещается в область с более низкой температурой из области с более высокой температурой. В пленочном состоянии вода движется всегда в сторону больших молекулярных сил поверхностного притяжения минеральных частиц, т. е. от частиц с большей толщиной пленки к частицам с меньшей толщиной.

Стоит сказать, что это еще далеко не все из известных и важных свойств грунтов, но для первичного ознакомления, думаю, этого пока хватит.

В чем разница между связными и несвязными грунтами?

Для многих людей почва — это именно то, что нужно. То, что надевается на новую одежду ваших детей, на шорты Sunday League или на пальцы во время работы в саду. Большинство из нас не задумывается о почве, кроме как о , о . Однако при проведении наземного расследования дело обстоит иначе. Реальность, однако, такова, что почва — это далеко не однородное вещество, и она может сильно различаться по типу. Команда здесь, в Borehole Solutions Ltd, которая предлагает различные геотехнические услуги и услуги по исследованию площадки, хотела изучить разницу между связными грунтами и несвязными грунтами .

Связные грунты

Связные почвы — это мелкозернистые почвы, частицы которых слипаются или слипаются. С точки зрения непрофессионала, то, что склеивается! Эти почвы обычно мягкие и могут удерживать большое количество влаги.При высыхании они приобретают почти цементную твердость. Связные грунты (в основном из-за их способности удерживать воду) также склонны к усадке и расширению.

Примеры связных грунтов:

Несвязные грунты

В отличие от связных грунтов, чисто несвязные грунты никоим образом не слипаются. Другими словами, их зерна остаются отделенными друг от друга. По-другому это можно рассматривать как «свободно бегущую» почву. Эти почвы могут быть подвержены процессу разжижения. Прочность конструкции зависит от содержания влаги — подумайте о строительстве замков из песка на пляже!

Примеры несвязных (или зернистых) грунтов:

Почему это важно?

Это важно, потому что для разных типов грунтов требуются разные геотехнические услуги и инженерные решения. Например, если посмотреть на кабельное ударное бурение, то требуемый тип зависит от характеристик почвы.Например, в связных грунтах следует использовать устройство, известное как « резак ». С другой стороны, в зернистых, несвязных почвах чаще всего используется оборудование, известное как «желонка ». Тип почвы также может вызвать определенные проблемы при бурении. Например, при бурении связных глин существует риск связывания грунта или «прилипания» к буровой штанге; по существу забивая его. Вот почему первоначальные исследования так важны для таких фирм, как наша, для определения того, с чем мы имеем дело.

Какие услуги мы предлагаем?

В какой бы области вы ни работали, команда Borehole Solutions Ltd может вам помочь! Мы рады предложить следующие услуги:

Свяжитесь с нами

В следующий раз, когда вы увидите, как ваши дети возятся в саду, спросите их, является ли почва связной или несвязной. Они посмотрят на вас и, вероятно, скажут: «, о чем ты говоришь и что на чай? Мы можем взять еду на вынос? ”, но, по крайней мере, теперь вы знаете немного больше о своем саду и земле под нашими ногами! Итак, если вы хотите узнать больше о наших услугах по расследованию сайтов, свяжитесь с нами! Свяжитесь с компанией Borehole Solutions Ltd сегодня по телефону 01733 200 501 или по электронной почте info @ boreholesolutions.com. Почему бы не зайти в наш Instagram и не посмотреть, над какими еще проектами мы работаем.

Cohesion на веб-сайте геотехнической информации

Поиск геотехнической информации

Геотехнический форум
Обратитесь за технической помощью или обсудите геотехнические проблемы с другие инженеры

Геотехнические публикации
Бесплатные публикации и ресурсы для инженеров-геотехников

Геотехническое программное обеспечение
Скачать бесплатное программное обеспечение и ссылки на геотехническое программное обеспечение

Техническое руководство
Ценная техническая информация для инженеров-геотехников. Здесь можно найти ответы на свои вопросы.

Учебный центр
Обучающие и обучающие ресурсы для инженеров-геологов.

Развитие карьеры
Советы, как заработать больше уважение и побольше денег. Продвигайте себя.

Сплоченность почвы


Связные почвы — это почвы глинистого типа.Сплоченность — это сила, которая удерживает вместе молекулы или подобные частицы в почве.

Сплоченность, c , обычно определяется в лаборатории с помощью теста на прямой сдвиг .
Прочность на сжатие без ограничений, S uc , может быть определена в лаборатории с использованием трехосного испытания или испытания на неограниченную прочность на сжатие .
Существуют также корреляции для S uc с расчетной прочностью на сдвиг. в полевых условиях с использованием теста на лопаточный сдвиг .

c = S uc /2

Где:

c = сцепление, кН / м 2 (фунт / фут 2 ), и
S uc = прочность на неограниченное сжатие, кН / м 2 (фунт / фут 2 ).

Руководство по консистенции мелкозернистой почвы, НАВФАК 7.02

SPT проникновение (ударов на ногу)

Расчетная согласованность

S uc (тонны / футы 2 )

<2

Очень мягкий

<0. 25

2–4

Мягкий

0,25 — 0,50

4–8

Средний

0,50 — 1,0

8–15

Жесткий

1. 0 — 2,0

15-30

Очень жесткий

2,0 — 4,0

> 30

Жесткий

> 4

Эмпирические значения плотности связного грунта (из анализа фундамента, недр)

SPT проникновение (ударов на ногу)

Расчетная согласованность

S uc (тысячи фунтов / фут 2 )

0–2

Очень мягкий

0-0. 5

2–4

Мягкий

0,5 — 1,0

4–8

Средний

1,0 — 2,0

8–16

Жесткий

2. 0 — 4,0

16–32

Очень жесткий

4,0 — 8,0

> 32

Жесткий

> 8

Типичные прочностные характеристики (из Lindeburg, Справочное руководство по гражданскому строительству для PE Экзамен, 8-е изд . )

USCS Soil Group

c , в уплотненном виде (фунт / фут 2 )

c , насыщенный (фунт / фут 2 )

GW

0

0

GP

0

0

GM

GC

SW

СП

СМ

1050

420

SM-SC

1050

300

SC

1550

230

мл

1400

190

мл-класс

1350

460

класс

1800

270

ПР

MH

1500

420

СН

2150

230

Прочие почвы и свойства, связанные с почвой, перечислены ниже:


Угол внутреннего трения
Коэффициенты несущей способности
Сплоченность
Угол внешнего трения
Фактор безопасности
Коэффициенты бокового давления земли
Модуль вертикальной реакции земляного полотна
Масса почвенных единиц
Модуль Юнга или модуль упругости

Приглашаем вас предоставить любую дополнительную информацию или оценку, касающуюся содержание геотехнической информации. Com. Комментарии можно отправлять здесь .

Расскажи другу! о Геотехническая информация .Com

Технические ресурсы

Прочие геотехнические ссылки

Прочие геотехнические ресурсы

В чем разница между связными и несвязными грунтами? — Mvorganizing.org

В чем разница между связными и несвязными грунтами?

Различия в текстуре почв обусловлены типами горных пород, составляющих определенную территорию.Таким образом, несвязные почвы содержат мало глины или мелких частиц или совсем не содержат их, в то время как связные почвы содержат большое количество глины и мелких частиц.

Подходит ли связный грунт для обратной засыпки?

Основное основное напряжение в элементе несвязного грунта внутри засыпки подпорной стены является вертикальным, если грунт находится в активном состоянии пластического равновесия. Общее боковое давление грунта пропорционально квадрату глубины грунта. Связные грунты плохо подходят для засыпки из-за большого бокового давления.

Ил липкий или несвязный?

Связные почвы, содержащие ил и глину, ведут себя совсем не так, как несвязные материалы. Термин «когезия» относится к силам притяжения между отдельными частицами глины в почве.

Черная хлопковая почва вяжется?

Связные почвы — это черноземы хлопчатобумажные или мелкозернистые, а несвязные почвы — это пески или грубые почвы. Связные грунты имеют свойство расширяться или усыхаться. Черный хлопковый грунт — серьезная проблема для инженеров-геологов, и его необходимо обработать перед возведением надстроек.

Почему песок не имеет сцепления?

Гранулированные грунты (например, песок и гравий) Песок и гравий не обладают прочностью на сдвиг. При наличии воды можно заметить кажущуюся сплоченность песка. Зерна песка слипаются из-за отрицательного порового давления (например, строительство замков из песка). Песок стоит на склонах в мокром состоянии, но не в сухом или намокшем состоянии.

Песок всегда несвязный?

Песок не имеет когезии и пластичности. Его частицы представляют собой песчаные зерна, которые можно легко увидеть и почувствовать, и они могут быть округлыми (естественными) или угловатыми (обычно производятся).

Как узнать, является ли почва связной?

Связный грунт не крошится, его можно выкапывать с вертикальными боковыми откосами, а во влажном состоянии он пластичен. Связная почва трудно разрушается в сухом состоянии и демонстрирует значительную когезию при погружении в воду. Связные твердые вещества включают глинистый ил, песчанистую глину, илистую глину, глину и органическую глину.

Что означает несвязная почва?

Несвязные грунты — это любой свободно движущийся тип грунта, например, песок или гравий, прочность которого зависит от трения между частицами (измеряемого углом трения Ø).

Что такое состояние быстрого песка?

Зыбучие пески образуются в насыщенном рыхлом песке, когда песок внезапно взбалтывается. Когда вода в песке не может выйти, это создает разжиженную почву, которая теряет прочность и не может выдерживать вес. Зыбучие пески возникают в восходящем потоке, когда критический гидравлический градиент приближается к единице.

Кто умер в зыбучих песках?

Хосе Рей Эскобедо

Сплоченность

Описание USCS Сцепление [кПа] Номер ссылки
мин макс Удельное значение
Гравий с хорошей сортировкой, песчаный гравий с небольшим количеством мелких частиц или без них GW 0 [1], [2], [3],
Гравий с плохой сортировкой, песчаный гравий с небольшим количеством мелких частиц или без них GP 0 [1], [2], [3],
Гравий илистый песчаный гравий GM 0 [1],
Глинистый гравий, глинистый песчаный гравий GC 20 [1],
Песок с хорошей сортировкой, гравийный песок с небольшим количеством или без мелкой фракции SW 0 [1], [2], [3],
Песок с плохой сортировкой, гравийный песок, с небольшим количеством мелких частиц или без них СП 0 [1], [2], [3],
илистые пески SM 22 [1],
Пески илистые — насыщенные уплотненные SM 50 [3],
Пески илистые уплотненные SM 20 [3],
Пески глинистые SC 5 [1],
Пески глинистые — уплотненные SC 74 [3],
Пески глинистые — насыщенные уплотненные SC 11 [3],
Песок супесчаный, супесчаный Суглинок уплотненный SM, SC 50 75 [2],
Песок супесчаный, супесчаный Суглинок насыщенный SM, SC 10 20 [2],
Глина песчано-алевритовая со слабопластичными мелкими частицами — уплотненная SM, SC 50 [3],
Глина песчано-алевритовая со слабопластичными мелкими частицами — насыщенно-уплотненная SM, SC 14 [3],
Илы неорганические, илистые или глинистые мелкие пески, слабопластичные мл 7 [1],
Илы неорганические и глинистые — уплотненные мл 67 [3],
Илы неорганические и глинистые — насыщенные уплотненные мл 9 [3],
Глины неорганические, илистые, глины песчаные малопластичные класс 4 [1],
Глины неорганические, илистые, глины песчаные малопластичные — уплотненные класс 86 [3],
Глины неорганические, глины алевритовые, глины песчаные малопластичные — насыщенные уплотненные класс 13 [3],
Смесь неорганического ила и глины — уплотненная ML-CL 65 [3],
Смесь неорганического ила и глины — насыщенно уплотненная ML-CL 22 [3],
Илы органические и глины органические малопластичные ПР 5 [1],
Илы неорганические высокой пластичности — уплотненные MH 10 [1],
Илы неорганические высокой пластичности — насыщенные уплотненные MH 72 [3],
Илы неорганические высокой пластичности MH 20 [3],
Глины неорганические высокой пластичности СН 25 [1],
Глины неорганические высокой пластичности — уплотненные СН 103 [3],
Глины неорганические высокой пластичности — насыщенные уплотненные СН 11 [3],
Глины органические высокой пластичности OH 10 [1],
Суглинок уплотненный ML, OL, MH, OH 60 90 [2],
Суглинок насыщенный ML, OL, MH, OH 10 20 [2],
Илистый суглинок уплотненный ML, OL, MH, OH 60 90 [2],
Илистый суглинок — Насыщенный ML, OL, MH, OH 10 20 [2],
Суглинок глинистый, илистый глинистый суглинок — Compaced ML, OL, CL, MH, OH, CH 60 105 [2],
Суглинок илистый суглинок — Насыщенный ML, OL, CL, MH, OH, CH 10 20 [2],
Глина илистая, глина уплотненная OL, CL, OH, CH 90 105 [2],
Глина илистая, глина насыщенная OL, CL, OH, CH 10 20 [2],
Торф и другие высокоорганические почвы Pt

Свойства почвы

Свойства почвы

Классификация грунтов

  • Почва классификация по размеру частиц.

  • Почва, которая грунт диаметром менее 0,067 мм называется связным грунтом и состоит из глины и ил.

  • Почвенный диаметр частиц более 0,067 называется меньшим сцеплением грунта и состоит из из песка, гравия и камня

Ограничение размера отдельного почвы :

Камень> 60 мм

Гравий Грубый гравий 20 60 мм
Середина гравий 6 20 мм
Мелкий гравий 2 6 мм
Песок Крупнозернистый песок 0. 6 2 мм
Средний песок 0,2 0,6 мм
Песок мелкий 0,06 0,2 мм
Ил Крупный ил 0,02 0,06 мм
Ил средний 0.006 0,02 мм
Ил мелкий 0,002 0,006 мм

Глина <0,002

Набросайте классификацию грунт в соответствии с размером диаметра, показанным на рис. (1)

  1. Органическая почва

  2. Неорганический грунт, состоящий из связного грунта (глина — ил) и несвязный грунт (песок — гравий — камень)

Свойства почвы :

Между почвой частицы — это внутренние силы, которым почва может сопротивляться провал и долгое скольжение любой плоскости внутри него. Один из них сплоченный прочность (C), а другой — угол внутреннего трения (φ).

Когезионная сила отчетливо проявляются в связной почве, больше, чем связность, менее почва вызывается это вынуждает ..

Связная почва называется почвой C и

Когезия меньше почвы называется φ почва

Но почва в вообще называется C φ почвой.

Определение почвы свойства (прочность на сдвиг) :

Прочность на сдвиг параметры грунта можно определить в лабораторных условиях преимущественно по трем типам тестов. Испытание на прямой сдвиг, испытание на трехосное и неограниченное сжатие.

1. Испытание на прямой сдвиг :

Это самый старый и простейшая форма испытания на сдвиг.Испытательное оборудование состоит из металлической коробки для сдвига в в который помещается образец, как показано на рис. (2).

Коробка разделена по горизонтали на две половины. Нормальное усилие на образец прикладывается сверху коробки сдвига собственным весом. Сдвигающая сила приложена к боковой стороне верха половина ящика, чтобы вызвать разрушение образца почвы. Для данного теста. В нормальное напряжение можно рассчитать как: —

σ = нормальное напряжение = =

и напряжение сдвига может рассчитывается как:

τ = напряжение сдвига = =

σ 1 =

τ 1

=

Тест повторяется более 3 раз. время с другим значением силы P (нормальная сила).Отсюда следует, что значение разницы для силы T (сила сдвига).

Поместите результаты в таблицу и эскиз, как показано на рис. (3).

Номер теста

τ =

1 τ 1 σ 1
2 τ 2 σ 2
3 τ 3 σ3

Рис. (3) A: Результаты в таблице сдвига напряжение

Значение прочности на сдвиг может определяется, как показано, где

φ = Угол внутреннее трение.

C = когезионный напряжение или адгезионное напряжение

Уравнение для средняя линия, полученная по результатам экспериментов, называется законом Кулона.

S = C + σ загар φ

Где:

S: сдвиг прочность

C: адгезия стресс

φ: трение угол

σ: нормальный стресс

1. Испытание на трехосное сжатие :

Испытание на трехосное сжатие — один из наиболее распространенных методов определения параметры прочности на сдвиг или C и φ для грунта.

В размеры образца составляют 1,5 дюйма и 3 в диаметре и длине, как показано на рис. (4) образец заключен в тонкую резиновую мембрану и помещен внутрь пластика. цилиндрическая камера, обычно заполненная водой под давлением, на образец действует осевая нагрузка, вызывающая осевое напряжение. Осевой приращение напряжения до разрушения образца и измерение осевой деформации с помощью индикатора часового типа Δ σ, как показано на рис (5), образец грунта подвергается всестороннему ограничивающему давлению σ 3 .

Где:

σ 3 = поры давление воды на ограничивающее напряжение

σ 1 = Общее осевое напряжение при разрушении

σ 3 = σ 3 + Cσ 1

Рис. (5): Приложение напряжения

Где:

σ 3 : Давление поровой воды на ограничивающее напряжение

σ 1 : Общее осевое напряжение при разрушении

σ 1 = σ 3 + Δ σ

в трехосном тест σ 1 главный главный стресс и σ 3 — испытание на несколько малых нагрузок на аналогичных образцах можно проводить, варьируя ограничивающее давление, при этом основные и второстепенные основные напряжения при отказе для каждой оболочки можно получить следующее соотношение показывает рис. (6) и рис. (7)

Рис. (6): Круг Мора

Номер теста (1) (2) (3)

σ 3

′ Σ 3

«σ 3

′ «Σ 3

Δ σ

Δ′σ

Δ «σ

Δ ′ «σ

σ 1 ′ Σ 1 «σ 1 ′ «Σ 1

Рис. (7): Таблица результатов

Как показано на рис. (6) план уклонения от отказа Θ с основным Принципиальный самолет.

Θ = 45 +

Где:

φ: угол внутреннее трение

И прочность на сдвиг уравнение можно записать как

S = C + σ тангенс φ

Пример :

Трехосный Был проведен тест на сжатие, и результаты были следующими.Определить сдвиг прочностные параметры грунта.

300 200 100

Давление в ячейке σ 3 кН / м 2

280 205 130

Девиатор Напряжение при отказе Δ σ

Решение :

300 200 100 σ 3 кН / м 2
280 205 130 Δ σ кН / м 2
580 405 230 σ 1 знак равно σ 3 + Δ σ

Рис. (8): Из кривой мы можем измерить C и Q

3. Испытание на неограниченное сжатие :

Этот особый тип теста использованный для образца глины, как показано на рис. (9), где φ = 0 в этом испытании сдерживающее давление σ 3 равен нулю, осевая нагрузка быстро прикладывается, вызывая отказ, при отказе незначительная основное напряжение σ 3 = 0 и главное главное напряжение σ 1 , соотношение между напряжениями, сдвигом и нормалью, как показано на рис.(10). Таким образом, неограниченная когезионная сила равна (Cu).

Рис. (9): Неограниченное сжатие Тест

Cu = = = τ

Где:

σ 1 = незначительное напряжение, называемое неограниченным напряжением q u

Рис. (10): подчеркивает соотношения для испытание на неограниченное сжатие.

УПЛОТНЕНИЕ ЭНЕРГЕТИЧЕСКИХ СВЯЗЕЙ СЛОЖНЫХ ПОЧВ

Были исследованы энергетические потребности лабораторных методов уплотнения, которые дают аналогичные результаты с песчаным илистым глинистым грунтом с низкой пластичностью. Цели заключались в том, чтобы дать представление о взаимосвязи энергии уплотнения, дать предварительное представление о возможных преимуществах усовершенствованной конструкции и эксплуатации оборудования для уплотнения в полевых условиях, а также предложить направления для будущих исследований.Были изучены три метода уплотнения — ударный, статический и замешивающий. Почва была уплотнена на трех энергетических уровнях методом удара, и для одного энергетического уровня использовались девять комбинаций массы трамбовки, количества утрамбовок и высоты падения. Соотношения между расходом и удельным весом для основного метода удара были воспроизведены методом статического уплотнения и методом замешивания, а также определены энергии уплотнения. Уплотненные образцы были испытаны на прочность без дренажа.Статический метод всегда является наиболее эффективным для исследуемого грунта, но относительная эффективность других методов зависит от содержания влаги в грунте, силы трамбовки на единицу площади, а также скорости и продолжительности нагрузки. В этом исследовании наиболее эффективный метод всегда был по крайней мере в три раза эффективнее, чем наименее эффективный метод в отношении энергии, необходимой для получения того же сухого веса единицы. Представлен взгляд на процесс уплотнения связных грунтов с учетом энергии и различие между проникновением из-за уплотнения и пластической деформацией.

  • URL записи:
  • Наличие:
  • Дополнительные примечания:
    • Публикация этой статьи спонсируется Комитетом по уплотнению. Распространение, публикация или копирование этого PDF-файла строго запрещено без письменного разрешения Транспортного исследовательского совета Национальной академии наук. Если не указано иное, все материалы в этом PDF-файле защищены авторским правом Национальной академии наук.Копирайт © Национальная академия наук. Все права защищены
  • Авторов:
  • Дата публикации: 1977

Информация для СМИ

Предмет / указатель терминов

Информация для подачи

  • Регистрационный номер: 00177115
  • Тип записи: Публикация
  • ISBN: 03009
  • Файлы: TRIS, TRB
  • Дата создания: 28 июня 1978 г., 00:00

Технический наконечник для связных почв

Технический наконечник для луговых собачек

Сплоченность почвы.

Связные почвы — это грунты, которые имеют свойство слипаться, например глина. Они делают это, потому что отдельные частицы маленькие.

Несвязные или зернистые почвы не так склонны к слипанию. Это потому, что зерна крупнее.

В сочетании с водой поверхностное натяжение любого грунта увеличивается. Это означает, что они с большей вероятностью будут держаться вместе под воздействием этого напряжения. Вот почему даже песок во влажном состоянии остается в комке, но не в сухом состоянии.Поскольку глина состоит из мелких частиц, поверхностное натяжение между каждой частицей больше, чем, скажем, у песка. Следовательно, глина будет склеиваться намного прочнее, чем песок с равным объемом воды. Свойства глины также позволяют глине поглощать и удерживать больший объем воды, чем песок. С другой стороны, вес и масса песка преодолевают относительно небольшую площадь поверхности и поверхностное натяжение и не так легко слипаются.

Так как это влияет на растачивание или сверление?

При бурении пилотной скважины пилотное долото вращается со скоростью, которая, как ожидается, разрушит большую часть почвы на мельчайшие частицы с образованием суспензии, которая вымывается из скважины.

В особенно липких глинах иногда грунт не хочет разрушаться, потому что поверхностное натяжение между частицами достаточно велико, чтобы преодолеть собственный вес и размер частицы в сочетании с возмущением долота, фактически перемешивающего глину. Иногда он распадается только для того, чтобы снова склеиться в другой форме.

Это может вызвать две легко решаемые проблемы при растачивании.

1 st Частицы не распадаются настолько, чтобы образовать суспензию с водой, которая легко вытекает из отверстия.Они могут накапливаться где-то по пути выхода из скважины и начать заедать в буровую штангу.

2 nd Оставшаяся глина, составляющая область пилотной скважины, будет поглощать воду. Как губка набухает, впитывая воду, так и глина. Это приведет к тому, что ствол скважины начнет набухать до меньшего диаметра и может в конечном итоге закрываться на буровой штанге. Поверхностное натяжение отверстия, сжимающегося относительно трубы, в сочетании с липкой природой самого материала, начнет заставлять бурильную штангу испытывать напряжение и вращаться все медленнее и медленнее по мере нарастания натяжения. По мере того, как долото вращается медленнее, его способность разрушать любое натяжение почвы значительно снижается, и, таким образом, проблема усугубляется. Чем дольше буровая штанга остается в яме, тем сильнее набухает почва вокруг нее. Я видел, как бурильную штангу оставляли на ночь в яме, которую пришлось оставить там, потому что она была как будто вбита в бетон. Иногда бригада достаточно легко пробуривает пилотную скважину, а затем делает перерыв на обед, а затем, возвращаясь, обнаруживает, что буровая штанга плотно заблокирована.

Эти проблемы не новы для буровой и расточной промышленности.Такие компании, как Baroid, тратят много денег на изучение того, как уменьшить поверхностное натяжение в глинах и сделать их более подходящими для растачивания и сверления.

К счастью, объяснение довольно простое, но немного техническое.

Моющие средства.

Моющие средства гидрофобны и поэтому распределяются по поверхности воды. Гидрофобные молекулы не участвуют в водородных связях и, следовательно, не имеют поверхностного натяжения.

Я видел, как подрядчики успешно использовали что-то столь же простое, как жидкое или средство для мытья посуды для автоматического мытья посуды, чтобы избежать разрушения глины.Это может быть эффективная стратегия.

Поглощение воды и набухание могут быть немного сложнее, но все же существует относительно недорогое решение. Ингибиторы глины. Наука о ингибиторах глины сложнее, чем моющие средства, но по сути они блокируют впитывание воды и, как следствие, набухание. Предотвращая впитывание воды, они также эффективно способствуют разрушению почвы и предотвращают ее повторное слипание. Опять же, это происходит на молекулярном уровне.Aquatreat Clay Fix особенно хорошо работает в большинстве случаев для наших клиентов.

В идеальной ситуации эти добавки должны быть смешаны в резервуаре и введены через водную систему, однако они все еще могут быть эффективными при добавлении порции детергента или разбавленного раствора в каждую буровую штангу по мере того, как они добавляются во время процесса бурения.

Время от времени я слышу, как оператор машины луговых собачек говорит мне, что у машины недостаточно мощности. Сначала кажется, что им не хватает мощности, чтобы повернуть сверло или обратный расширитель, но если подумать, контакт с поверхностью пилотного долота или даже обратного расширителя относительно невелик.Даже на больших разрыхлителях площади контакта недостаточно, чтобы преодолеть мощность машины, рассчитанной на ее транспортировку, независимо от почвенных условий.

Неизменно несколько вопросов приведут меня к паре простых определений. Либо оператор не использует достаточно воды, либо продвигает пилотное долото перед включением воды, что приводит к закупорке водяных отверстий в долоте. Перед продвижением долота оператор всегда должен убедиться, что из пилотной скважины вытекает достаточное количество воды.

Затем он должен обратить внимание на то, что выходит из отверстия. Сверлильные машины работают, перемещая почву. Эта почва должна куда-то уйти. Он не исчезает просто волшебным образом. Если почва не выходит из ямы, значит, существует проблема, и оператору необходимо немедленно остановиться, чтобы определить, что это такое. Продолжение только усугубит проблему.

В идеале, вы хотите, чтобы из отверстия выходила суспензия, похожая на тесто для блинов. Это означает, что почва рассыпается, и вы вводите достаточное количество воды.Правильная суспензия также поможет смазать отверстие для поворота буровой штанги и упростит установку трубы после того, как вы закончите.

Если во время процесса бурения появляется чистая вода и выходит несколько маленьких глиняных крошек, велика вероятность того, что более крупные куски глины не раскалываются в достаточной степени и в конечном итоге зацепятся за буровую штангу, замедляя ее. Это когда вам нужен ингибитор глины или моющее средство. Вы не хотите пытаться определить это, когда у вас есть несколько бурильных штанг в скважине, поэтому важно обратить внимание на раннем этапе процесса бурения пилотного отверстия, чтобы увидеть, нужны ли вам какие-либо добавки.

Опытные операторы, скорее всего, будут знать область, в которой вы бурите, и, следовательно, типы грунта или даже могут взглянуть на грунт, поступающий из ямы, и определить, нужна ли добавка. Он может даже брать пробы, держать их, добавлять воду, сжимать и манипулировать пробой, чтобы определить реакционную способность воды и почувствовать, как она будет вести себя в процессе бурения. Наличие опытного оператора или предоставление ему этой информации вместе с небольшим временем для обучения будет иметь большое значение для предотвращения головных болей.

Оператору всегда важно помнить, что даже несмотря на то, что он использует присадки, расточной станок все равно выполняет свою работу. Присадки действуют согласованно с механической частью операции, и оператор никогда не должен пытаться продвигать канал ствола быстрее, чем он может его очистить.

Следующее видео демонстрирует использование ингибиторов глины.

За дополнительной информацией обращайтесь к Prairie Dog Boring Equipment.

Ответить

Ваш адрес email не будет опубликован.