0 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Удельный вес грунта откоса

Удельный вес грунта откоса

Главное меню

Главная
Статьи
Общие вопросы
Технологии
Строительные материалы
Земляные работы
Свайные работы
Бетонные работы
Монтажные работы
Специальные работы
Гидромеханизация
Земснаряды
Техника безопасности
Сварочное оборудование
Мелиоративная техника
Дождевальные машины
Блог
Строительство домов
Ремонтные работы

ФОТОГАЛЕРЕЯ

Арматура, опалубка
Бадьи
Бетонные работы
Бульдозеры
Вилочные погрузчики
Грейфер
Изготовление ж/б изделий
Кирпчиная кладка
Краны
Монолитно-каркасные констр.
Монтажные работы
Разработка грунта драглайном
Укладка трубопровода
Фрегаты
Экскаваторы

Поиск

Общие сведения о процессе земляных работ и грунтах. Вес растительного грунта

При земляных работах выполняют следующие основные операции: отделение части грунта от естественного массива, набор отдельной части в рабочий орган машины, перемещение грунта в заданное место и отсыпку в тело земляного сооружения, отвал и т. д. или погрузку в транспортные средства, планирование и уплотнение грунта.

Место набора грунта называется забоем, а место отсыпки — отвалом.
Применяют три основных способа разработки грунта:
механический, при котором часть грунта отделяют от основного массива ковшовым или ножевым рабочим органом машины; гидравлический, когда грунт разрабатывают в сухих забоях — струей воды, а в забоях под водой — потоком воды, путем засасывания землесосом (плотные грунты разрыхляют при этом механическим способом — рыхлителем);

взрывной, при котором разрушают грунт и перемещают его з нужном направлении давлением газов, выделяемых взрывчатыми веществами при их сгорании.

Выбор способа разработки в значительной степени зависит от состава, механических и физических свойств грунта.

Основные свойства грунта, определяющие трудность их разработки,- это объемный вес, разрыхляемость, связность, липкость, водопроницаемость, водопоглощаемость, влажность, размываемость, устойчивость, сопротивление грунта резанию и копанию (при механическом способе) или удельный расход воды в кубических метрах на разработку 1 мг грунта (при гидравлическом способе).

Грунты в естественном залегании называют грунтами в плотном теле. Их объемный вес выражается обычно в кг/м3 или т/м3. При воздействии рабочего органа машины на грунт он разрыхляется и увеличивается в объеме. Отношение объема, занимаемого грунтом после его разрыхле­ния Ур, к первоначальному объему грунта в плотном теле Уп называется коэффициентом разрыхления КР:

По объему в плотном теле и коэффициенту разрыхления грунта (табл. 5) устанавливают толщину снимаемого слоя (стружки) и путь набора грунта для 100%-ного наполнения рабочего органа, объем грунта, который можно погрузить в транспорт, площадь под отвал грунта и т. д.
Таблица 5
Значение объемного веса и коэффициент разрыхления грунтов

Вид грунта

Объемный вес, г/м3

Рыхлый растительный грунт

Пески, уплотненный растительный
грунт

Супеси, легкие суглинки

Чистая жирная глина

Мягкие известняки, меловые
породы

Твердые песчаники и известняки

Связность (взаимное сцепление частиц) характеризует способность грунта противостоять воздействию внешних сил, стремящихся разъединить его частицы. С увеличением связности растет удельное сопротивление грунта резанию и размыву.

Липкость (способность грунта прилипать к различным предметам) затрудняет набор связных грунтов во влажном состоянии в рабочий орган и его разгрузку.

От водопроницаемости (способности грунта пропускать воду) и водопоглощаемости (способности грунта поглощать воду) зависит влажность грунта. Влажность (отношение веса воды к весу сухого грунта в процентах) оказывает существенное влияние на связность, липкость и трудность разработки грунтов. Так, сухая глина требует большего уси­лия на рабочем органе для отделения ее слоя от массива, чем влажная, но обладает меньшей липкостью.

Размываемость (способность грунта разрушаться под действием воды протекающей с определенной скоростью) определяет возможность тки и транспортирования грунта гидравлическим способом.

Устойчивость (способность грунта держаться на откосе) часто опре5езопасность работы машины от возможных оползней; она характеризуется углом естественного откоса грунта и зависит от сцепления его частиц между собой.

Под резанием грунта понимается отделение некоторой его части от массива, а копанием — комплекс процессов, связанных с резанием и перемещением вырезанной части грунта относительно рабочего органа.

Удельное сопротивление резанию (отношение силы, под действием
происходит резание, к площади поперечного сечения срезаемого унта — стружки) и удельное сопротивление копанию (отношение од действием которой грунт вырезается и перемещается в рабочий орган или по рабочему органу, к площади поперечного сечения срезаемого слоя грунта — стружки) определяют толщину слоя (стружки) грунта, которую можно снимать при его разработке данной машиной. Удельное сопротивление резанию и копанию измеряется в кг/’см2 или в кгс/м 2.

Каждый грунт по трудности разработки может входить в группу легкоразрабатываемых грунтов одним методом и в группу трудноразрабатываемых грунтов — другим методом.
Грунты по трудности разработки механическим способом делятся на 6 групп:
I группа — растительный грунт, торф, пески и супеси;
II группа — лессовидный суглинок, рыхлый влажный лесс, гравий до 15 мм;
III группа — жирная глина, тяжелый суглинок, крупный гравий, естественной влажности;
VI группа — ломовая глина, суглинок с щебнем, отвердевший лесс, мергель, опоки, трепел;
V и VI группы — скалы и руда, а также мерзлые глинистые и суглинистые грунты.

Над заданным уровнем воды можно задать исходный уровень воды, моделирующий состояние непосредственно перед резким падением УГВ.

Резкое падение воды

Сперва рассчитываем исходное поровое давление u :

высота от исходного уровня воды к точке P

удельный вес воды

Высота h — это расстояние от точки P (где определено значение порового давления) до исходного уровня воды — это в случае, когда исходный уровень воды находится ниже поверхности земли. Если исходный уровень воды расположен выше поверхности земли высота h принимается от точки P до уровня земли (см. разрез 1 на рис.). Когда оба уровня воды находятся выше поверхности земли, то высота h — будет расстоянием от точки P до пониженного уровня воды (см. разрез 2 на рис.).

Вторым шагом будет определение убыли порового давления в области между исходным и пониженным УГВ:

высота между исходным и пониженным уровнем воды

удельный вес воды

Как и в предыдущем расчёте давления, здесь тоже могут иметь место три опции положения уровней воды, т.е. три способа как получить высоту hd . Когда оба уровня расположены под поверхностью земли, то hd — это расстояние между исходным и пониженным уровнем воды. Когда исходный уровень воды находится над поверхностью земли, то высота hd пониженного уровня воды принимается только до уровня поверхности земли (см. разрез 1 на рис.). В последнем случае оба уровня могут находиться над поверхностью земли, т.е. разность уровней hd равна нулю (см. разрез 2 на рис.).

В третьем шагу определяем конечное значение порового давления u . Убыль давления Δu переумножаем на коэффициент редукции исходного порового давления X , который должен задаваться для каждого отдельного грунта в диалоговом окне в рамке «Грунты». В расчёт войдёт значение коэффициента X грунта на участке определения порового давления, т.е. в месте точки P (а не грунта, расположенного в области между исходным и пониженным УГВ). У водоприницаемого грунта равен X = 1, у практически неводопроницаемого X = 0. В расчёт принимается конечное значение порового давления:

исходное поровое давление

поправочный коэффициент исходного порового давления

убыль порового давления

Пористость грунтов

Плотность грунта характеризуется весом его единицы объема. Данный показатель используется в различных вычислениях и расчетах.

У грунта существуют несколько параметров, характеризующих его вес. К ним относятся такие показатели, как вес объема влажного грунта, в котором сохраняется его естественная влажность и ненарушенная структура, вес объема грунта, который находится под водой, скелетная масса грунта и масса сухого грунта.

1. Удельная масса

Отношение массы твердых частиц (Gs) к массе воды при температуре 4°С с объемом, равному объему его частиц (Vs), называется его удельным весом.

В численном исчислении удельный вес грунта приравнивается к весу объема его скелета в воздухе при отсутствии каких-либо пор.

Грунтовой удельный вес увеличивается, когда грунт содержит в своем составе тяжелые минералы и зависит только от его минералогического состава. Наиболее распространенные породообразующие минералы имеют небольшое колебание своего удельного веса. Исходя из этого, рыхлые песчано-глинистые грунты имеют также небольшие пределы изменения своего удельного веса. Для приблизительного расчета можно брать удельный вес для песка – 2.65, глин – 2.75 и суглинков – 2.7.

Для расчета пористости грунта используется его удельный вес.

Следует учитывать при расчетах удельного веса следующие моменты:

1. Меньшие значения удельной массы могут получаться из-за возможного растворения простых солей. Для того чтобы избежать этого, необходимо при расчетах удельного веса засоленного грунта произвести замену воды на нейтральную жидкость, например, на толуол, керосин или бензин.

2. Увеличенные значения удельной массы грунта получаются из-за возможности сильного сжатия водяных слоев около коллоидальных частиц глин, образованного за счет сил молекулярного притяжения. В этом случае используются жидкости, которые имеют небольшие показатели поверхностного натяжения, например, такие как ксилол, толуол и им подобные.

3. Заниженные данные для удельного веса также могут получаться в результате неполного удаления частиц воздуха абсорбированного на поверхности. Для того чтобы этого не происходило, удельный вес рекомендуется определять после кипячения грунта или поместив грунт под вакуум.

2. Определение объемной массы увлажненного грунта

Для влажного грунта отношение массы определенного объема грунта (G) к массе воды, находящейся при температуре при 4°С, и имеющей объем, равный объему всего грунта V, называется его объемным весом ?. Принимают, что V – это объем зерен плюс объем пор.

В численном выражении объемная масса для влажного грунта определяется при данной влажности и пористости, как масса единицы его объема.

Зависит объемная масса влажного грунта от его влажности и минералогического состава. Объемная масса грунта прямо пропорциональна его влажности. Когда практически все поры в грунте заполнены водой, его объемная масса становится максимальной.

Обычно используют в качестве непосредственного расчетного показателя объемный вес при следующих расчетах:

  • определение давления земляного слоя на подпорки и подпорные стенки;
  • определение устойчивости откосов или оползневых склонов;
  • определение значения осадки зданий:
  • определение расчетного значения возникающих напряжений под подошвой фундамента;
  • для калькуляции земляных работ по объемам.

Также значение объемной массы грунта используют для определения его классификации, пористости и расчета объемного веса его скелета.

Объемную массу влажного грунта можно определить различными способами.

3. Объемная масса скелета (твердой фазы) для грунта

Отношение массы твердых частиц или сухой породы к массе воды, взятой при температуре 4°С, в объеме, который равен объему этой породы, называется объемным весом скелета и обозначается — ?. Объем всей породы при данной пористости принимается равным объему зерен плюс объем пор.

В численном отношении он принимается равным массе единицы грунтового объема за разницей веса воды, находящейся в порах при условии естественной пористости грунта.

Чем меньше будет пористость грунта и больше его плотность, тем больше объемная масса его скелета (твердой фазы).

Для тех типов грунтов, которые не меняют свой объем в процессе высушивания, объемный вес его скелета определяют путем непосредственного взвешивания образца, находящегося в абсолютно сухом состоянии. Для тех грунтов, которые в процессе высушивания меняют свой объем, объемную массу твердой фазы вычисляют используя определенную формулу.

4. Пористость.

Наличие в грунте мелких пустот определяют, как пористость грунта.

Численно пористость выражается, как отношение общего объема (Vn) всех пустот ко всему объему (V) грунта. Полученная величина называется пористостью и обозначается через n. Пористость грунта характеризуется такой величиной, как коэффициент пористости. Выражается он в виде отношения объема (Vn) пустот к имеющемуся объему (Vs) твердой фазы. Коэффициент пористости еще называют приведенной пористостью и выражают в долях единицы.

Кроме этого, величину пористости можно определить, как отношение (Gw) – веса воды, которая полностью заполнила все поры в грунте, к (Gs) – массе абсолютно высушенного грунта.

Лабораторных методов определения пористости для глинистых грунтов не существует. Для связных грунтов величину пористости определяют по объемному и удельному весу. Для всех остальных типов грунтов величина пористости определяется непосредственным путем, но, как правило, рассчитывается, используя те же формулы, что и для расчета связных грунтов.

Величины пористость и дополнительный коэффициент пористости определяют структуру грунта. Характеристикой влажности грунта является его весовая пористость, то есть когда поры полностью заполнены водой. Пористость, не будучи расчетной величиной, используется, как важная вспомогательная величина при расчетах. Примером таких расчетов может быть определение характеристик сжимаемости, определение сопротивления грунта или построение компрессионной кривой.

Ссылка на основную публикацию
ВсеИнструменты
Adblock
detector