Разделы презентаций
- Разное
- Английский язык
- Астрономия
- Алгебра
- Биология
- География
- Геометрия
- Детские презентации
- Информатика
- История
- Литература
- Математика
- Медицина
- Менеджмент
- Музыка
- МХК
- Немецкий язык
- ОБЖ
- Обществознание
- Окружающий мир
- Педагогика
- Русский язык
- Технология
- Физика
- Философия
- Химия
- Шаблоны, картинки для презентаций
- Экология
- Экономика
- Юриспруденция
Лекція №2
Содержание
- 1. Лекція №2
- 2. Повторення лекції №1. Загальні відомості про матеріали та вироби для автомобільних доріг
- 3. Ґрунт, як об’єкт транспортного будівництваҐрунтознавство та
- 4. Мета вивчення дисципліни - засвоїти принципи визначення
- 5. На початку 21століття інженерними спорудами покрито
- 6. Ґрунтом називають будь-яку гірську породу або відходи
- 7. Вартість земляного полотна автомобільної дороги та аеродрому
- 8. Фізичні властивості грунтуФізичними називаються властивості, які
- 9. Механічними називаються властивості, які характеризують поведінку грунту
- 10. Фазовий склад грунту і його характеристики До
- 11. Від вмісту фаз, їх властивостей і міжфазних
- 12. Основні показники фізичних властивостей грунтуДо основних показників
- 13. Щільність грунту – це маса грунту М
- 14. Щільність часток грунту – це усереднена щільність
- 15. Вологість грунту – відношення маси води
- 16. Похідні показники фізичних властивостей грунтуДо похідних показників
- 17. Щільність скелета грунту (щільність сухого грунту) –
- 18. Зробимо викладки:Зв’язок щільністі скелету грунту ρd з основними показниками його фізичних властивостей
- 19. Застосування характеристики ρd для оцінки якості ущільнення
- 20. Пористість грунту n – відношення об’єму пор, заповнених водою і повітрям, до загального об’єму грунтуЗробимо викладки
- 21. Коефіцієнт пористості е – відношення об’єму пор,
- 22. Зв’язок між n i e Пісок має n≈25-50%, глина n=35-70%.
- 23. Міра вологості Sr – відношення об’єму води
- 24. Вологоємкістю грунту називається вологість при Sr=1:
- 25. Фазовий склад грунтуОб’ємна доля твердих часток Сs – відношення об’єму твердих часток до всього об’єму грунту.
- 26. Об’ємна доля води в грунті Сw – відношення об’єму, зайнятого водою до об’єму грунту.
- 27. Об’ємна доля повітря в грунті Са – відношення об’єму, зайнятого повітрям, до всього об’єму грунту.
- 28. Приклад. Дано: Щільність грунту ρ= 1,97 г/см3; Вологість
- 29. (грунт насичений водою)
- 30. Походження нескельних ґрунтів (С/Р) Нескельні грунти утворюються
- 31. Фізичне вивітрювання – руйнування порід під впливом
- 32. Хімічне вивітрювання відбувається за рахунок: розчинення та
- 33. Біологічне вивітрювання – відбувається під впливом рослин
- 34. В залежності від умов переносу та накопичення
- 35. Елювіальні відкладення залишилися на місці вивітрювання. Це
- 36. Делювіальні відкладення – накопичуються на схилах підвищених
- 37. Алювіальні відкладення утворилися від дії води річок.
- 38. Схема розповсюдження континентальних відкладень
- 39. Еолові відкладення утворилися в результаті дії вітру:
- 40. Широко розповсюдженими еоловими відкладеннями дрібних частинок є
- 41. Болотні відкладення утворюються: в умовах вологого клімату
- 42. Мул – водонасичені сучасні відкладення водоймищ, які
- 43. Потоковий контрольМета вивчення дисципліни. Дати визначення -
- 44. Лекція №2Газоподібна і тверда фаза грунту.Методи аналізу зернового складу
- 45. ПЛАНГазоподібна фаза2. Тверда фаза3. Зерновий склад твердої фази ґрунту
- 46. 1 Газоподібна фаза (с.р.)Газоподібна фаза грунту представлена
- 47. Походження газу в грунті:як залишок повітря, що
- 48. Вільний газ з'єднується з атмосферним повітрям. В
- 49. Защемлений газ.При 0,9 < Sr
- 50. Защемлений газ з дуже важко видаляється (навіть
- 51. Адсорбований газ захоплюється поверхнею сухих часток грунту
- 52. 2 Тверда фаза2.1 Розміри і види твердих
- 53. Різні умови вивітрювання вихідної гірської породи, переносу
- 54. Чим менший радіус зерна R, тим більша
- 55. Особливості глинистих частинокБільшість глинистих частинок мають розмір
- 56. Глинисті частинки мають питому поверхню Sn =
- 57. Каолініт (Al2O3·2SiO2·2H2O) двошаровий кристалічний мінерал що утворився
- 58. Гідрослюда – утворилася в середовищі, багатому водою
- 59. Глиниста фракція грунту полімініральна. Тому її іменують
- 60. 3 Зерновий склад твердої фази грунтуЗерновим (гранулометричним)
- 61. Основні фракції: гравійна (щебенева) - 10-2 мм;
- 62. 3.1 Класифікація ґрунтів по зерновому складуДля грунтів,
- 63. Класифікація ґрунтів підгрупи крупноуламкових: Примітка: назви грунтів в
- 64. До підгрупи піщаних входять грунти, які містять
- 65. Для встановлення назви грунту послідовно підсумовуються проценти
- 66. Приклади: 1) піщаний грунт має наступний зерновий
- 67. Орієнтовна класифікація ґрунтів пилувато-глинистих: Якщо пилуватих частинок
- 68. Зерновий склад ґрунту визначають:Для визначення типу ґрунту.Для
- 69. Методи визначення зернового складу (с.р.)Експериментальні методи визначення
- 70. Механічні методиМеханічні методи ґрунтуються на розділі частинок
- 71. Ситовий аналіз дозволяє поділяти за розмірами частинки,
- 72. Ситовий метод обмежений мінімальним розміром частинок 0,1
- 73. Гідравлічні методи (в рідині)Базуються на тому, що
- 74. В’язкою називається рідина, швидкість деформації зсуву якої
- 75. Поняття про в’язкість запропонував Ньютон (1687 рік).
- 76. Для води при +20˚С:η=10-3Па с = 10-3кг/с
- 77. Для ρs=2,7гр/см3; ρw =1 гр/см3; r=0,01гр/с см;
- 78. Аерометричний метод базується на вимірі аерометром щільності
- 79. Піпет-метод оснований на тому, що після закінчення
- 80. Недоліки методів, основаних на осіданні частинок: нерівномірність
- 81. Центрифугування ґрунтується на тому, що при обертанні
- 82. Польові методиҐрунтуються на відмінності взаємодії частинок різної
- 83. Замірявши потім об’єм осівшого піску і порівнявши
- 84. Після витримування в воді (дві доби) набухають тільки частинки:Відносне збільшення об’єму:
- 85. Якщо прийняти, що масова доля глинистої фракції
- 86. Оптичні методиДо них відносяться мікроскопічні, фотоаналітичні і
- 87. Зображення і описання зернового складу Для наглядності
- 88. Трикутна діаграма використовується для зображення вмісту в
- 89. Тому, якщо від однієї сторони рівностороннього трикутника
- 90. Аналогічно, якщо вважати координатними прямими сторони рівностороннього
- 91. По цій кривій визначаються такі показники:d10 –
- 92. Величина d10 характеризує водопроникність ґрунту;Величина d60 характеризує
- 93. Формула Годена (1926 р.) dmax – розмір
- 94. При n=0,5 формула Годена дає криву, яка
- 95. Слайд 95
- 96. Скачать презентанцию
Повторення лекції №1. Загальні відомості про матеріали та вироби для автомобільних доріг
Слайды и текст этой презентации
Слайд 1Лекція №2
План проведення заняття:
повторення матеріалів лекції №1;
проведення
потокового контролю;
Слайд 3 Ґрунт, як об’єкт транспортного будівництва
Ґрунтознавство та механіка ґрунтів– наукова
дисципліна, яка вивчає фізичні та механічні властивості ґрунтів, а також
процеси, що в них відбуваються під впливом природно-кліматичних факторів та навантажень відносно проектування, будівництва та експлуатації інженерних споруд.Грунтознавство та механіка ґрунтів є базовою дисципліною для наступного вивчення спеціальних дисциплін.
Слайд 4Мета вивчення дисципліни - засвоїти принципи визначення умов роботи ґрунту
в основах інженерних споруд, методи визначення властивостей та прогнозування поведінки
ґрунтів під дією навантаження шляхом проведення відповідних розрахунків, а також способи поліпшення ґрунту для підвищення опору дії навантаження.
Слайд 5
На початку 21століття інженерними спорудами покрито біля 15% поверхні
земної суші. В світі приблизно 1,5 млн км залізничних та
12 млн. км автодоріг з твердим покриттям. Будуються все більш високі будинки та важкі споруди. Споруди все більше заглиблюють в ґрунт.
Слайд 6Ґрунтом називають будь-яку гірську породу або відходи виробничої діяльності людини,
які використовуються в будівництві як грунтова основа, середовище або матеріал.
Грунтова
основа – частина грунтового масиву, яка безпосередньо через фундаменти будівельних споруд або через дорожнє чи аеродромне покриття сприймає навантаження деформується під його дією.Фундамент – заглиблена в ґрунт конструкція, влаштована між спорудою та грунтовою основою.
Слайд 7 Вартість земляного полотна автомобільної дороги та аеродрому становить 20 –
30% від вартості дороги, при спорудженні земляного полотна середня дальність
возки ґрунту 5 км і більше.На підземну частину моста припадає приблизно 30% його вартості і 40% затраченого на будівництво часу.
Слайд 8 Фізичні властивості грунту
Фізичними називаються властивості, які характеризують склад і
стан грунту (це - щільність, вологість, фільтраційна здатність і інші).
Розділ
даного предмету, що вивчає фізичні властивості грунту називається грунтознавство.Від фізичних властивостей залежать механічні властивості грунту.
Слайд 9Механічними називаються властивості, які характеризують поведінку грунту під дією навантаження.
До механічних властивостей відносять деформативність (здатність змінювати розмір і форму
під дією навантаження) і міцність (здатність протистояти дії навантаження без руйнування).Розділ даного предмету, що вивчає механічні властивості грунту називається механіка грунтів.
Слайд 10 Фазовий склад грунту і його характеристики
До складу грунту входять
три фази (компоненти), які знаходяться в різних агрегатних станах: твердому,
рідкому, газоподібному.Тверда фаза представлена уламками гірських порід або окремих її мінералів, рідка – водою, газоподібна – повітрям.
Трьохфазна система характерна для поверхневих шарів грунту в природному заляганні або насипі.
Двохфазна: водонасичений грунт із заповненими водою порами на 95-98% (грунти нижче рівня ґрунтових вод); грунт, пори якого на 95-98% заповнені повітрям (висушений грунт).
Однофазні грунти - грунти у вакуумі (наприклад, на Місяці).
Слайд 11Від вмісту фаз, їх властивостей і міжфазних взаємодій, залежать всі
фізико-механічні властивості грунту.
При визначенні фазового складу грунту виходять із
трьох основних показників: щільність грунту, щільність часток грунту, вологість грунту. 
Слайд 12Основні показники фізичних властивостей грунту
До основних показників грунту відносять:
щільність
грунту ρ,
щільність часток грунту ρS,
вологість грунту W.
Вони
є вихідними для розрахунку ряду інших показників фізичних властивостей грунту. 
Слайд 13Щільність грунту – це маса грунту М в одиниці об’єму
V, який він займає
Щільність грунту використовується: при розрахунку тиску від
вище розташованого грунту; визначенні просадки ґрунтового масиву під фундаментом; при інших розрахунках
Слайд 14Щільність часток грунту – це усереднена щільність матеріалу його часток.
Щільність часток залежить від мінерального складу ρS=2.60-2.85 г/см3 . В
середньому ρS=2,7 г/см3 .
Слайд 15 Вологість грунту – відношення маси води до маси твердих
часток грунту
у %, або долях одиниці.
Природна вологість піску – 1-36%,
глини – 5-100%. 
Слайд 16Похідні показники фізичних властивостей грунту
До похідних показників грунту відносять:
щільність
скелета грунту ρ d ;
пористість грунту n;
коефіцієнт пористості ;
міра вологості Sr;
вологоємкістю;
об’ємна доля твердих часток Сs ;
об’ємна доля води в грунті Сw ;
об’ємна доля повітря в грунті Са.
Слайд 17Щільність скелета грунту (щільність сухого грунту) – відношення маси сухого
грунту до об’єму , який займав грунт до висушування
гр/см3
Іншими
словами – це маса твердих часток, зосереджених в одиниці об’єму сухого грунту. Змінюється в межах:
Слайд 18Зробимо викладки:
Зв’язок щільністі скелету грунту ρd з основними показниками його
фізичних властивостей
Слайд 19 Застосування характеристики ρd для оцінки якості ущільнення грунту
Щільність скелета грунту
ρd залежить від щільності розташування часток та характеризує щільність упакування
грунту. Тому використовується для оцінки якості ущільнення грунту при визначенні коефіцієнта ущільнення :де ρd - фактичне значення щільністі скелета грунту контрольованої проби;
ρd max – максимальна щільність скелета грунту при стандартному ущільненні.
Слайд 20Пористість грунту n – відношення об’єму пор, заповнених водою і
повітрям, до загального об’єму грунту
Зробимо викладки
Слайд 21Коефіцієнт пористості е – відношення об’єму пор, зайнятих водою і
повітрям, до об’єму твердих часток:
Зробимо викладки
Слайд 23Міра вологості Sr – відношення об’єму води в порах до
об’єму пор (включаючи об’єму води і повітря):
Абсолютно сухий грунт має
W=0, Sr=0.Повністю водонасичений грунт має Sr=1 – двохфазна система: грунт - вода.
Слайд 24Вологоємкістю грунту називається вологість при Sr=1:
де М0w , V
w відповідно маса та обєм води, що повністю заповнює пори
грунтуЗа мірою вологості крупноуламкові і піщані грунти поділяються на:
мало вологі : 0< Sr<0.5;
водонасичені 0,8< Sr<1.
Слайд 25Фазовий склад грунту
Об’ємна доля твердих часток Сs – відношення об’єму
твердих часток до всього об’єму грунту.
Слайд 27Об’ємна доля повітря в грунті Са – відношення об’єму, зайнятого
повітрям, до всього об’єму грунту.
Слайд 28Приклад.
Дано: Щільність грунту ρ= 1,97 г/см3;
Вологість W= 20%.
Знайти: Щільність
скелету грунту ρd, пористість n, ступіньвологості Sr і обємні долі
фаз Сs ,Сw і Са.Рішення: приймаємо ρs = 2,7 г/см3, ρw = 1 г/см3, маємо W = 0,2.
Слайд 30 Походження нескельних ґрунтів (С/Р)
Нескельні грунти утворюються в наслідок руйнування
скельних ґрунтів (гірських порід), що виходять на денну поверхню, а
також наступного переносу та осідання.Природні процеси поступового руйнування і зміни складу та стану гірських порід на місці їх залягання називається вивітрюванням. Розрізняють фізичне, хімічне та біологічне вивітрювання. Всі види вивітрювання практично відбуваються одночасно.
Слайд 31Фізичне вивітрювання – руйнування порід під впливом зміни температури та
дії води до дрібних частинок з розміром близько 0.1 мм.
При цьому утворюються такі види частин: глиби, щебінь, жорства. Вони залишаються на місці або переносяться під дією льодовиків та води, набуваючи округлої форми. Утворюються із глиб – валуни, із щебеня – галька, а також більш мілкі – гравій, пісок. Мінералогічний склад вихідної породи не змінюється.
Слайд 32 Хімічне вивітрювання відбувається за рахунок:
розчинення та видалення речовин водою,
що знаходяться в породі;
взаємодія речовин, які містяться в мінералах
з киснем, вуглекислим газом та водою. З первинних мінералів (кварц, польовий шпат, слюда та інші) утворюються вторинні глинисті мінерали (монтморилоніт, каолініт, гідрослюди). В результаті хімічного вивітрювання утворюються найдрібніші частинки нескельного грунту – глинисті (менше 0.001мм). Глинисті частинки складаються із уламків первинних та вторинних мінералів.
Слайд 33Біологічне вивітрювання – відбувається під впливом рослин та мікроорганізмів. Механічна
дія рослин проявляється за рахунок клиновидного втілення коренів і призводить
до роздрібнення порід з розширенням тріщин, що підсилюється розгойдуванням високих дерев. Відмирання та розкладання рослин, накопичення органічних залишків – живильне середовище для мікроорганізмів, що додатково руйнують гірські породи.Біологічне вивітрювання переважає при утворенні почви. Почви містять органічні залишки рослин та тварин у вигляді торфу або гумусу.
Торф – маса залишків рослин, які розкладаються. Гумус – перегнійна сполука – результат біохімічних процесів.
Слайд 34В залежності від умов переносу та накопичення континентальні відкладення продуктів
вивітрювання поділяється на: льодовикові, елювіальні, делювіальні, алювіальні, еолові та болотні.
Льодовикові
відкладення – накопичились в результаті розповсюдження стародавніх льодовиків (морени), а також утворюються в горах при переміщенні льодовиків. 
Слайд 35Елювіальні відкладення залишилися на місці вивітрювання. Це здебільшого неокруглі уламки,
пісок та глина. Наприклад, в районі українського кристалічного щита в
місцях виходу магматичних порід зустрічається елювій у вигляді жорстви (слабо зцементований матеріал із гострокутних зерен з розмірами 2…10 мм).Міцність елювіальних відкладень залежить від ступеню вивітрилості. Широко використовуються в дорожньому будівництві для влаштування основи та покриття на місцевих дорогах.
Слайд 36Делювіальні відкладення – накопичуються на схилах підвищених місць та їх
підніжжях в результаті змивання частинок атмосферними опадами. Найбільш поширеними відкладеннями
є суглинки, що широко застосовуються для ґрунту земляного полотна.
Слайд 37Алювіальні відкладення утворилися від дії води річок. Їх здебільшого представляють:
пісок з включенням гальки (10-200 мм), гравій (2-10 мм), піщано-гравійна
суміш.Алювіальні відкладення – якісний матеріал для шарів основи дорожнього одягу і широко використовується як місцевий матеріал для будівництва автомобільних доріг
Слайд 39Еолові відкладення утворилися в результаті дії вітру: дюни - піщані
горби на берегах морів та озер; бархани –– в пустелях
до 20м та більше.В дюнах пісок із водяного басейну – округлий, чистий. В барханах – слабо округлий. Під дією вітру переноситься на 1-10 м в рік, засипаючи канали та будинки, оголюючи берегові опори мостів та шляхопроводів. Дюни закріплюють штучними насадженнями, а бархани – щитами або в’яжучими речовинами.
Слайд 40Широко розповсюдженими еоловими відкладеннями дрібних частинок є лес. Яскраво жовтий
ґрунт із підгрупи пилуватих-глинистих частинок, який містить більше 50% по
масі частинок розміром 0.05 – 0.001 мм (пилуватих). Вони слабо зв’язані карбонатом кальцію (10-20%) та солями, що легко розчиняються. Лес є дуже пористим (макропористий), при замочуванні дає просадку, а при водонасиченні може переходити в пливунний стан. Тому несе небезпечність просадки споруд.
Слайд 41Болотні відкладення утворюються:
в умовах вологого клімату (маса опадів більше
за масу випаровування);
в занижених місцях (береги озер, долини річок);
в місцях виходу ґрунтових вод на схили підвищень.
До болотних відкладень відносять мул та торф.
Слайд 42Мул – водонасичені сучасні відкладення водоймищ, які створились в наслідок
мікробіологічних процесів. Прісноводний мул, який утворився на дні озер і
містить більше 10% органічних речовин – сапропель.Торф – органо-мінеральний ґрунт, який утворився в результаті відмирання і неповного розкладу болотних рослин в умовах підвищеної вологості при недостачі кисню, з вагою долею органічних речовин не менше 50%. Мають низьку несучу здатність, високе стискання, нерівномірні осідання. Створення насипів на болотах – актуальна проблема дорожнього будівництва
Слайд 43Потоковий контроль
Мета вивчення дисципліни. Дати визначення - фізичні властивості ґрунту.
Фазовий склад ґрунту і його характеристики(основні базові та похідні).
Показники якості
ущільнення грунту.
Слайд 461 Газоподібна фаза (с.р.)
Газоподібна фаза грунту представлена повітрям з домішкою
водяного пару. Склад повітря в порах грунту дещо відрізняється від
атмосферного:N2 О2 СО2
в атмосфері: 78 % 21 % 0,03 %
в порах грунту: <78 % <21 % до 10 %
Збільшений вміст вуглекислого газу внаслідок біохімічних процесів поглинання О2 та N2 і виділення СО2, які відбуваються в грунті.
Слайд 47Походження газу в грунті:
як залишок повітря, що знаходилось в порах
до їх заповнення водою;
в результаті виділення з води ( що
був розчинений ) при зниженні тиску;в результаті хімічних реакцій.
Газ може знаходитися в грунті в трьох видах: вільному, защемленому і адсорбованому.
Слайд 48Вільний газ з'єднується з атмосферним повітрям. В такому вигляді він
знаходиться в грунті при ступені зволоження Sr < 0,5 ,
тобто коли вода заповнює менше 50 % об'єму пор.
Слайд 49Защемлений газ.
При 0,9 < Sr
у вигляді пухирців, оточених повітрям, тобто у защемленому вигляді.
Защемлений
газ впливає на властивості грунту таким чином:- збільшує стиснуваність газоводяної субстанції грунту (може підвищити на порядок);
- збільшує тривалість осадки насипу з глинистих грунтів;
- зменшує водопроникність грунту.
Слайд 50Защемлений газ з дуже важко видаляється (навіть під тиском 200
МПа, що руйнує чавун), в глині залишається 4 % повітря.
Слайд 51Адсорбований газ захоплюється поверхнею сухих часток грунту (за рахунок процесу
адсорбції). Він зменшує тертя між грунтовими частинками.
Зв'язок газу з
поверхнею частинок слабкий і при зволоженні він витісняється водою.
Слайд 522 Тверда фаза
2.1 Розміри і види твердих часток грунту
Тверда фаза
нескельного грунту складається з окремих частинок. Розміри найбільших та найменших
частинок грунту відрізняються на 8 порядків: від 102 мм до 10-6 мм.
Слайд 53Різні умови вивітрювання вихідної гірської породи, переносу і осідання продуктів
її руйнування зумовлюють наявність у грунті частинок різних видів. Ці
частинки відрізняються розміром, формою і мінеральним складом. Прийнято розрізняти такі частинки грунту:
Слайд 54Чим менший радіус зерна R, тим більша питома поверхня. Питома
поверхня частинки – це площа її поверхні віднесена до одиниці
маси.Чим менше R, тим більше Sn і тим більше роль процесів, що відбуваються на цій поверхні.
Слайд 55
Особливості глинистих частинок
Більшість глинистих частинок мають розмір від 10-3 до
10-4 мм. За формою являють собою пластинки, довжина і ширина
яких в 10-100 разів перевищують товщину. В зв'язку з цим під розміром глинистих частинок домовились розуміти діаметр умовної кулі, що падає у воді з швидкістю цієї частинки.
Слайд 56Глинисті частинки мають питому поверхню Sn = 104 – 105
см2/г. На цій поверхні відбуваються інтенсивні процеси хімічного вивітрювання, які
обумовили створення вторинних глинистих мінералів: каолініт, монтморилоніт, гідрослюда
Слайд 57Каолініт (Al2O3·2SiO2·2H2O) двошаровий кристалічний мінерал що утворився із польового шпату
і слюди, в кислому середовищі поблизу денної поверхні. Безбарвний або
білі пластинки. Не набухає .Монтморилоніт (Al2O3·4SiO2·nH2O) – трьохшаровий кристалічний мінерал що утворився в основному середовищі. Жовтуваті і зеленуваті пластинки. Шари кристалічної решітки розсовуються і між ними розміщується вода. Тому в воді набухає, збільшується розмір на порядок.
Слайд 58Гідрослюда – утворилася в середовищі, багатому водою із слюдоподібних мінералів,
зелені і бурі пластинки. Трьохшаровий мінерал, але шари зв’язані сильніше,
ніж у монтморилоніту. За своїми властивостями займає проміжне місце між каолінітом і монтморилонітом.
Слайд 59Глиниста фракція грунту полімініральна. Тому її іменують по переважаючому мінералу:
каолінітові, монтморилонітова, гідрослюдиста глина. За розповсюдженням перше місце займають гідрослюдисті
(їх приблизно 60%); друге місце – монтморилонітові; третє – каолінітові.Глинисті частинки мають особливу властивість: їх поверхня несе на собі негативний електричний заряд, тому вони інтенсивно взаємодіють з водою. Піщані ж – електронейтральні. Глинисті частинки придають грунту здатність до набухання, усадки, зв’язаність, липкість, пластичність.
Слайд 60 3 Зерновий склад твердої фази грунту
Зерновим (гранулометричним) складом грунту –
називають масову долю частинок різної крупності в абсолютно сухому грунті.
Незалежно
від походження і мінерального складу окремі частинки грунту об’єднуються по розмірам у певні групи , які називаються – фракціями. 
Слайд 61Основні фракції: гравійна (щебенева) - 10-2 мм;
піщана – 2-0,05 мм; пилувата –
0,05-0,001 мм; глиниста – менша 0,001 мм.Оскільки властивість частинок різної крупності відрізняється, то від зернового складу в значній мірі залежать властивості грунту.
Зерновий склад є важливою класифікаційною ознакою грунту.
Слайд 623.1 Класифікація ґрунтів по зерновому складу
Для грунтів, які відносяться до
підгрупи крупноуламкових і піщаних, зерновий склад являється основною ознакою типу
грунту, а для грунтів підгрупи пилувато-глинистих – додатковою.До підгрупи крупноуламкових відносять грунти, які містять більше 50% (по масі) частинок крупніше 2 мм.
Слайд 63Класифікація ґрунтів підгрупи крупноуламкових:
Примітка: назви грунтів в дужках відповідають переважно
для не обкатаних частинок. Наприклад, якщо до складу грунту входить
55% частинок 10-2мм, з них 35% не обкатаних, то це жорства.
Слайд 64 До підгрупи піщаних входять грунти, які містять менше 50% частинок
крупніше 2 мм і не мають пластичності.
Класифікація ґрунтів підгрупи
піщаних
Слайд 65Для встановлення назви грунту послідовно підсумовуються проценти вмісту частинок: спочатку
крупніші за 200 мм; потім крупніші за 10
мм, тощо. Назви грунту приймаються за першою задовольняючою ознакою.
Слайд 66Приклади: 1) піщаний грунт має наступний зерновий склад:
2) Визначити тип
грунту. Маємо:
крупніше 2 мм – 5+5=10% (гравелистий пісок)
крупніше 0,5 мм
– 5+5+10+10=30% (не крупний пісок)крупніше 0,25 мм – 5+5+10+10+30=60% >50% – отже це пісок середньої крупності.
Слайд 67Орієнтовна класифікація ґрунтів пилувато-глинистих:
Якщо пилуватих частинок більше ніж пилуватих,
то добавляється слово "пилувата". Але ця класифікація орієнтовна, тому що
важливо не тільки вміст частинок глинистої фракції, але і властивості глинистих частинок. Як бачимо вони впливають в значній мірі. Достатньо щоб 26% було глинистих частинок (по масі), і грунт відноситься до глин.
Слайд 68Зерновий склад ґрунту визначають:
Для визначення типу ґрунту.
Для визначення придатності ґрунту
як матеріалу насипу земляного полотна, греблі, шару дорожнього одягу, тощо.
Для
підбору оптимального зернового складу при покращенні місцевого ґрунту шляхом його змішування з привозним.При підборі зернового складу кам’яного матеріалу для приготування асфальто- і цементобетонних сумішей.
Слайд 69Методи визначення зернового складу (с.р.)
Експериментальні методи визначення зернового складу ґрунту
розподіляються на 4 групи: механічні, гідравлічні, непрямі і оптичні.
Слайд 70Механічні методи
Механічні методи ґрунтуються на розділі частинок по крупності шляхом
пропускання проби грунту через отвори визначеного розміру. До цієї групи
відноситься ситовий метод. При ситовому аналізі пробу грунту пропускають шляхо просіювання через набір стандартних сит і обчислюють масову долю в грунті кожної фракції.
Слайд 71Ситовий аналіз дозволяє поділяти за розмірами частинки, більші за 0,1
мм. До стандартного набору для ґрунтів входить 7 сит: 10;
5; 2; 1; 0,5; 0,25 і 0,1 мм. Ситовий аналіз полягає в просіюванні проби сухого грунту через набір сит, визначенні маси залишків на ситах з отворами різних розмірів.
Слайд 72Ситовий метод обмежений мінімальним розміром частинок 0,1 мм (при меншому
розмірі неможливо виготовити рівномірну сітку). Тому ситовий метод не дозволяє
визначити кількість частинок пилуватої і глинистої фракції. З цією метою застосовують різні непрямі методи визначення зернового складу.
Слайд 73Гідравлічні методи (в рідині)
Базуються на тому, що швидкість руху частинок
грунту залежить від їх розміру. Теоретичною базою цих методів являється
залежність між силою, діючою на тіло, і швидкістю його руху у в’язкій рідині.
Слайд 74В’язкою називається рідина, швидкість деформації зсуву якої пропорційна дотичній напрузі.
де - η коефіцієнт в’язкості.
Це аналогічно закону Гука:
При
крученні, зсуві:
Слайд 75Поняття про в’язкість запропонував Ньютон (1687 рік). Чим більші дотичні
напруги, тим більша швидкість зсуву. Для визначеної дотичної напруги чим
більша в’язкість, тим менша швидкість зсуву.
Слайд 76Для води при +20˚С:
η=10-3Па с = 10-3кг/с м = 0,01г/с
см.
Для рівномірного руху кулі з діаметром d швидкістю V в
рідині, яка має в’язкість η, до кулі повинно бути прикладена сила F, яка визначається за формулою Дж.Стокса (1851 р.) F=3πηVd. Коли частинка грунту опускається в воді, на неї діє сила тяжіння і Архімедова виштовхуюча сила: Тому
Слайд 77Для ρs=2,7гр/см3;
ρw =1 гр/см3;
r=0,01гр/с см;
q=9,81см/с2;
V=9*103*d2см/с, де
d в см.
Наприклад, при d=0,05мм V=9*103*0,052=0,22см/с=2мм/с.
На залежності швидкості руху
частинок в рідині від їх діаметру базується кілька методів.
Слайд 78Аерометричний метод базується на вимірі аерометром щільності суспензії частинок грунту
в воді.
Спочатку осідають найбільші частинки, потім менші і т.д.
По мірі осідання частинок щільність суспензії зменьшується.
Розділивши висоту суспензії в мірній посудині на швидкість, з якою осідають частини даного розміру, можна визначити відрізок часу, за який в суспензії повністю осідають частини більші даного розміру. Після цього відрізку часу заміряють ареометром щільність суспензії і, порівнявши її з щільністю чистої води, обчислюють масу частинок менше даного розміру. Повторюючи заміри щільності суспензії через інші відрізки часу, визначають вміст в ґрунті більш мілких частинок.
Слайд 79Піпет-метод оснований на тому, що після закінчення збовтування суспензії з
певної глибини відбирають пробу піпеткою, випарюють воду із цієї проби
і визначають масу частинок. В наступних пробах, які відбираються через все більші проміжки часу, визначають вміст більш мілких частинок.
Слайд 80Недоліки методів, основаних на осіданні частинок:
нерівномірність руху крупних частинок
внаслідок дії інерційних сил;
відхилення траєкторії руху мілких частинок від прямої
внаслідок дії броунівського руху;повільне осідання мілких частинок (глинисті – з швидкістю 1см за 3 години; чекають декілька діб). Тому робочий діапазон седиментальних методів 0.05 – 0.001мм.
Слайд 81Центрифугування ґрунтується на тому, що при обертанні центрифуги рідина з
ґрунтом знаходиться в полі центробіжних сил, які прискорюють рух частинок.
Розділ їх за розмірами проходить швидше. Важкі (крупні) відділяються першими. Певній швидкості обертання відповідають певні розміри частинок, які виділяються із суспензії. Таким шляхом аналізують зерновий склад частинок менших 0.005мм.
Слайд 82Польові методи
Ґрунтуються на відмінності взаємодії частинок різної крупності з водою.
Один із найпростіших – польовий метод С.І. Рутковського. Цей
метод дозволяє виділити вміст трьох фракцій: піщаної, пилуватої і глинистої. Кількість піщаної фракції визначається шляхом осідання в воді. Найбільш мілкі зерна піску d=0.05 мм осідають з швидкістю 2 мм/с. Тому через 90с в суспензії товщиною 18 см не залишається піщаних частинок – всі вони знаходяться на дні посудини. Однак серед частинок, що осіли, можуть бути також в суспензії поблизу дна. Тому через 90 с верхні 2/3 шару води зливають – до освітлення води.
Слайд 83Замірявши потім об’єм осівшого піску і порівнявши його з об’ємом
всієї проби грунту, визначають відносний вміст піску
Вміст глинистих частинок оцінюють
по відносному збільшенню об’єму ґрунту порівняно з його початковим об’ємом. Припустимо, що об’єм ґрунту можна показати як суму
Слайд 85Якщо прийняти, що масова доля глинистої фракції дорівнює її об’ємної
долі
то
Де в середині Кн=5.42 (тільки для певних генетичних різновидностей ґрунтів)
Недолік
методу – приблизність, але простий, - потрібний тільки годинник і мірний циліндр
Слайд 86Оптичні методи
До них відносяться мікроскопічні, фотоаналітичні і візуальні.
Мікроскопічні методи дозволяють
побачити частинки до 0.0005 мм через мікроскоп із світловою оптикою
і підрахувати кількість різних частинок в полі зору.Фотоаналітичні основані на фотографуванні поверхні ґрунту і послідуючого огляду знімка за допомогою лупи для підрахування кількості частинок різного розміру.
Таким чином, рухаючись на всюдиході і фотографуючи, можна обстежити велику територію.
Слайд 87Зображення і описання зернового складу
Для наглядності і зручності роботи
результати гранулометричного аналізу зображають графічно і описують математичними формулами. При
графічному зображенні звичайно використовують трикутну діаграму і криву гранулометричного складу.
Слайд 88Трикутна діаграма використовується для зображення вмісту в ґрунті трьох фракцій:
піщаної, пилуватої, глинистої.
Її ідея належить Фере, базується на теоремі про
те, що в рівносторонньому трикутнику сума довжин перпендикулярів, опущених з будь-якої точки в середині трикутника на його 3 сторони рівна висоті цього трикутника:
Слайд 89Тому, якщо від однієї сторони рівностороннього трикутника відкласти вміст піщаної
фракції на перпендикулярі до цієї сторони, від другої – пилуватої,
а від третьої – глинистої, то сума вмісту цих фракцій буде рівна 100%, яким відповідає довжина висоти.
Слайд 90Аналогічно, якщо вважати координатними прямими сторони рівностороннього трикутника, відклавши уздовж
однієї з них вміст піщаної фракції, удовж другої – пилуватої,
удовж третьої – глинистої, то сума координат будь–якої точки буде дорівнювати 100%-довжині будь-якої зі сторін. Сумарна крива гранулометричного складу – найбільш зручний вид його зображення. Абсциса кривої d відповідає діаметру частинки, а ордината – масовій долі частинок з діаметром менше d.
Слайд 91По цій кривій визначаються такі показники:
d10 – діаметр частинок, менше
від яких в грунті вміщується 10% (ефективний діаметр);
d60 - діаметр
частинок, менше від яких в грунті вміщується 60% (контрольний діаметр);Cu= d60 / d10 - коефіцієнт неоднорідності.
Слайд 92Величина d10 характеризує водопроникність ґрунту;
Величина d60 характеризує крупність ґрунту;
Величина Сu
характеризує неоднорідність зернового складу.
Криві гранулометричного складу описують математичними залежностями.
Слайд 93Формула Годена (1926 р.)
dmax – розмір найбільших частинок;
n –
постійна для даного зернового складу.
Формула О.Э.Стефановича (1983 р.):
При β=0
ця формула дає формулу Годена 
Слайд 94При n=0,5 формула Годена дає криву, яка за кордоном широко
використовується для визначення оптимального зернового складу піщано-гравійної суміші (Фуллера)
