Влажность грунтов

Глинистым грунтам присуща разная степень пластичности, т. е. такое свойство, при котором грунт способен под действием внешней нагрузки изменять свою форму (уплотняться) и сохранять ее после прекращения действия нагрузки. Пластичность глинистых грунтов зависит от степени их влажности.

Влажность грунта выражается обычно отношением (в процентах) массы воды, находящейся в порах данного объема грунта, к массе этого грунта, высушенного при температуре 100-105° С (абсолютно сухого грунта). Чем выше влажность, тем пластичнее глинистый грунт, тем меньше его несущая способность. Каждый такой грунт имеет свои характерные границы влажности. При увеличении влажности до определенного процента грунт переходит в текучее состояние (граница текучести). Процент влажности, ниже которого грунт переходит в полутвердое состояние, соответствует границе раскатывания.

При этой влажности грунт, раскатанный в жгут толщиной 3 мм, начинает крошиться.

Разницу массовых влажностей (в процентах), соответствующих границам текучести и раскатывания, называют числом пластичности. Так, если массовая влажность на границе текучести равна 40%, а на границе раскатывания 18%, то число пластичности составляет 22. Величина пластичности зависит от содержания в грунте песчаных и глинистых частиц: при числе пластичности менее 1 грунты песчаные; при числе пластичности более 1, но менее 7 - супеси; при числе пластичности более 7, но менее 17 - суглинки; при числе пластичности более 17 -глины.

В первой стадии действия нагрузки происходит уплотнение грунта за счет сближения между собой минеральных частиц и уменьшения количества пустот (пор). Значит, чем больше пустот в грунте, тем выше его пористость, тем больше возможная осадка от сооружения. Если грунты, образующие основание, неоднородны и обладают разной пористостью или нагрузка неодинаково распределена по площади основания, то осадка будет неравномерной, и сооружение может потерять свою устойчивость. Поэтому при изучении грунта обращают особое внимание не только на степень его влажности, но и на начальную его пористость. Принято пористость выражать как долю объема пор в общем объеме грунта. Если обозначить через объем пор,  - объем скелета грунта, то пористость П составит:


.


Обычно для характеристики грунта пользуются отношением объема пор к объему скелета грунта. Это отношение называется коэффициентом пористости, т. е.


.


Чем меньше пористость, тем плотнее грунт. Крупные и средней крупности пески считаются рыхлыми, если коэффициент пористости е > 0,65, а мелкие пески - если е > 0,7.

При действии чрезмерной нагрузки вслед за осадкой основания от уплотнения грунта наступает вторая стадия - дальнейшая деформация за счет сдвигов частиц грунта. При дальнейшем действии нагрузки возможно полное разрушение основания, сопровождаемое выпиранием грунта из-под фундамента.

В практике проектирования и строительства зданий и сооружений нельзя, разумеется, допускать действие нагрузки до такого предела, когда грунт теряет полностью свою прочность и устойчивость. Если, например, при давлении от внешней нагрузки, равном 1 Па, грунт теряет свою прочность и основание начинает разрушаться, то фундамент сооружения должен быть рассчитан так, чтобы фактическое давление на грунт было ниже этого предела.