Гранулометрический состав грунтов

Гранулометрический (механический) состав характеризует грунты в отношении размеров слагающих их частиц.

Поскольку крупность частиц, наряду с их формой, определяют удельную поверхность (суммарную поверхность частиц, заключенных в 1 см3 грунта), а величина удельной поверхности для дисперсных систем, в свою очередь, в значительной степени определяет их главнейшие свойства, гранулометрический состав следует рассматривать как один из важнейших классификационных признаков грунта. Важнейшие, с точки зрения инженера-строителя, физико-механические свойства грунтов являются функцией гранулометрического и минералогического состава (особенно наиболее мелких фракций).

Гранулометрический состав грунта выражают в виде относительного содержания в нем групп зерен того или иного размера (фракций).

Ниже приводится в сокращенном виде строительная классификация фракций:

1) d>200 мм- валуны, камни;

2) 20<d

3) 2<d-

4) 0,5<d

5) 0,005 < d < 0,5 мм — пылеватые частицы;

6) d

Из состава последней фракции желательно выделять наиболее тонкую (коллоидную) фракцию с размерами частиц менее одного микрона {d< 0,001 мм).

Методика лабораторного определения гранулометрического состава зависит от рода грунта. Для выделения фракций крупнее 0,25 мм применяют ситовой метод, для выделения более мелких фракций — метод отмачивания 1 или ареометрический. Подробные сведения о методике гранулометрического анализа приводятся в специальных пособиях и инструкциях.

Результаты гранулометрического анализа обычно отображаются в графической форме в виде суммарной (интегральной) кривой гранулометрического состава. Для построения этой кривой обычно используется полулогарифмическая сетка координат. По оси абсцисс откладывают логарифмы размера фракций частиц, начиная от самых мелких, а по оси ординат — сумму всех фракций (по весу) меньших соответствующего диаметра.

По кривой гранулометрического состава легко определить так называемый действующий или эффективный диаметр частиц. В грунте содержится 10% (по весу) частиц меньшего размера, и 90% — большего размера.

Действующий диаметр позволяет приближенно оценить фильтрационные свойства грунта без специальных испытаний. Аналогичным способом определяется «контролирующий» диаметр Соотношение носит название коэффициента неоднородности. Чем выше этот коэффициент, тем более неоднородным является грунт.

В заключение отметим, что в строительной практике широко применяются подробные классификации грунтов, основанные на данных гранулометрического анализа. Согласно классификациям различных исследователей, в зависимости от соотношения процентного содержания фракций, из группы глин выделяется подгруппа тяжелых глин, из группы суглинков — подгруппы тяжелых, средних, легких, тяжелых пылеватых, средних пылеватых и легких пылеватых суглинков и т. д.