Относительная плотность песков » Ремонт Строительство Интерьер

Электромонтаж Ремонт и отделка Укладка напольных покрытий, теплые полы Тепловодоснабжение

Относительная плотность песков

03.07.2021

Относительная плотность некоторого заданного песка выражается зависимостью между коэффициентами пористости в его возможно наиболее рыхлом и в возможно наиболее плотном состоянии, а также в естественном состоянии.

Имеем

где Dd — относительная плотность;

еmax — коэффициент пористости песка в возможно наиболее рыхлом его состоянии;

е — коэффициент пористости песка в естественном состоянии;

emin — коэффициент пористости песка в возможно наиболее плотном состоянии.

Таким образом, относительная плотность Dd выражает величину отношения уменьшения объема пор при переходе песка из наиболее рыхлого состояния в естественное к максимальному сокращению объема при переходе из наиболее рыхлого к наиболее плотному состоянию. Иногда этот показатель выражается в процентах:

Из-за причин, которые будут объяснены далее, коэффициент пористости е фактически не может быть определен в полевых условиях. В этих условиях определяется только объемный вес скелета грунта в фунтах на кубический фут. Учитывая это, видоизменим выражение (4.16). Выражения (4.6) и (4.10) могут быть приведены к виду

Подставляя это значение е в выражение (4.16) и помня, что ymd(min) соответствует еmax, после некоторых преобразований получим

Для песков различного гранулометрического состава еmax и еmin могут принимать различные значения. Для шаров (сфер) равного размера получаются следующие значения (рис. 4.3):

Наиболее однородные пески будут иметь значения еmax и emin, более всего приближающиеся к их указанным выше значениям для одинаковых шаров. Менее однородные, т. е. включающие большее число фракций, пески будут иметь меньшие значения как emах, так emin. То же самое будет и применительно к идеальному грунту, сложенному шарами, если в нем будут присутствовать в достаточном количестве шары меньшего размера, способные заполнить поры между большими (рис. 4.4).

В реальных песках влияние наличия более мелких частиц компенсируется более остроугольной формой этих частиц. В результате полученные приближенные пределы плотности реальных песков, как показано ранее (nmax = 50% и nmin = 30%), весьма близки к тем же пределам для шаров равного размера, приведенным выше.

Определение как еmax, так и emin может быть выполнено в лаборатории, но воспроизведение е, т. е. коэффициента пористости, отвечающего действительному естественному состоянию песчаной толщи, в лабораторных условиях оказывается невозможным. Определение ё в полевых условиях затруднительно ввиду сложности отбора действительно ненарушенного образца песка. Эта операция требует большой осторожности и возможна только для верхних слоев, которые доступны открытой выемке. До сих пор не предложено никаких полностью надежных методов для отбора ненарушенных образцов песка с отметок ниже уровня грунтовых вод или из буровых скважин.

По этой причине такие определения редко выполняют в полевых условиях, несмотря на их важное практическое значение. Однако их успешно используют для исследования сравнительной эффективности различных методов уплотнения песка в насыпях.

Методика лабораторного определения еmax и emin для песков пока еще не стандартизирована. Поэтому оказывается возможным предложить следующую методику. Наиболее плотное состояние песков (еmin) можно определять стандартным испытанием на уплотнение по Проктору, а наиболее рыхлое их состояние — заполнением измерительного цилиндра емкостью 1000 см3 из воронки, удерживаемой на 2" выше верха цилиндра. Песок свободно выливается с этого уровня из воронки в цилиндр. Он должен быть совершенно сухим, так как в противном случае будет сказываться явление разбухания и соответственно возрастет значение emax. Согласно выражению (4.16), это будет в недопустимой степени снижать величину относительной плотности Dd. Так как пески в естественном состоянии откладываются или из текущей воды, когда они будут полностью водонасыщены, или под действием ветра, когда они совершенно сухие, в природных условиях залегания разбухание песка исключается.

Термины «относительная влажность» и «относительная плотность» используются главным образом по отношению к песчаным или другим крупнозернистым грунтам. Для определения потенциального предела устойчивого состояния тонкозернистых дисперсных грунтов, подобных глинам (например, для оценки пределов консистенции по отношению к влажности), обычно используются другие термины.

Имя:*
E-Mail:
Комментарий: