Песок пылеватый: Характеристики мелкого пылеватого песка средней плотности

Характеристики мелкого пылеватого песка средней плотности

Пылеватый песок как строительный материал используется для приготовления растворов. Наличие примесей, размерность зерен и состав фракции регламентируется нормами.

Общая характеристика типов материала

Пылеватый тип песка

Песок представляет собой обломочную осадочную рыхлую породу, в которой содержатся песчаные зерна и частицы. Очень часто его состав формируется за счет кварца. Искусственные фракции могут получать путем механического дробления гранитов, известняков, шлаков, пемзы.

В зависимости от условий образования и накопления различают такие виды:

• речной песок – отличается высокой степенью очистки и отсутствием глинистого материала, добывается из русел рек и применяется в строительстве;
• карьерный мытый песок – добывается карьерным способом при разработке залежей древних механических отложений водных бассейнов;
• карьерный сеяный песок, как и предыдущий тип, извлекается путем расчистки слоя рыхлой породы с последующим отсевом с использованием сит разного диаметра;
• морской песок – добывают со дна при помощи гидравлических насосов;
• строительный песок – сыпучий материал с зернами до 5 мм, образованный в результате разрушения горных пород, и полученный при разработке месторождений строительного материала с использованием специального оборудования.

Каждый вид песчаных отложений отличается формой зерен и степенью их механической обработки в результате воздействия воды и ветра. В природе существует желтый, серый, коричневый, черный песок, что определяется наличием примесей химических элементов.

По форме частиц можно определить тип водного бассейна (река, озеро, море) или эоловые образования. Искусственная фракция отличается остроугольной формой из-за механического дробления породы и отсутствием последующей обработки в естественных условиях.

Характеристики сыпучего строительного сырья, его классификация по размерам зерен, регламентируются ГОСТом. Согласно документу, различают виды грунтов, определяют их роль, свойства и параметры.

В зависимости от зернового состава фракции и содержания глинистых и пылевидных частиц различают 2 класса материала, которые подразделяются на группы. Каждую из них характеризует модуль крупности, измеряющийся в миллиметрах.

Для каждой группы устанавливаются нормы содержания зерен определенного размера. Например, песок пылеватый содержит по массе 75% частиц, размером больше 0,10 мм.

Чем меньше размер зерен и однороднее состав, тем плотнее материал. Крупный и среднезернистый песок используют для изготовления бетона, а мелкий – для приготовления смесей и растворов.

Плотность строительного материала

Для характеристики сыпучей фракции используется показатель, определяющий плотность песка. Он вычисляется как отношение массы зерен к занимаемому ими объему, включая поры и пустоты.

Контрольный показатель измеряется специальным прибором. В лабораторных условиях рассчитываются стандартные параметры для каждого вида сыпучего материала с использованием специального оборудования и технологии проведения замеров.

Показатель средней плотности материала определяется как среднее арифметическое значение для нескольких проб. Плотность промытого песка составляет не более 1,6 т/м³. Если фракция содержит камни и глину, то показатель средней плотности может составлять 1,8 т/м³.

Насыпная плотность для разных видов песчаного материала:

• сухой песок – 1,2-1,7 т/м³;
• речной – 1,5-1,59 т/м³;
• извлеченный материал со дна реки намывным способом – 1,65 т/м³;
• строительный песок для отделочных работ и сухой уплотненный – 1,68 т/м³;
• карьерный – 1,5 т/м³;
• кварцевый – 1,4-1,7 т/м³;
• карьерный мелкозернистый- 1,7-1,8 т/м³.

Влажность материала, плотность, наличие пустот – основные параметры, характеризующие компонент для приготовления бетонной смеси. Эти величины взаимосвязаны и влияют на физические свойства песчаного материала.

На практике различают такие виды плотности материала:

• истинная плотность песка – это соотношение веса к объему, является постоянной величиной и не может меняться без изменения химического состава и молекулярной структуры материала.
• насыпная плотность – определяет вес материала в неуплотненном, увлажненном состоянии непосредственно при добыче.

Показатель средней плотности материала используется при формировании бетонных растворов, для расчета количества или весовой доли дополнительных связующих компонентов.

Для определения показателя плотности материала с помощью подручных средств берут ведро и заполняют его песком с высоты 10 м. Сыпать нужно до образования горки, которую можно срезать в уровень наполненного ведра.

Полученное количество материала взвешивают и проводят расчет. Для точности можно провести эксперимент дважды, и рассчитать усредненный показатель.

На практике иногда выкапывают шурф, и определяют плотность залегающих пород. Более точным методом является радиометрический способ, основанный на применении радиоактивных излучений.

Песчаные грунты

Песчаный тип грунта

Закладка фундаментов зданий, бурение скважин тесно связаны с изучением геологического строения и состава грунтов. Эта необходимость обусловлена надежностью и перспективой проведения работ.

В отличие от глинистых почв, песчаные грунты имеют низшую пористость и практически не удерживают влагу. Большой размер пор не позволяет частицам песка связываться между собой.

Увлажненный песок только временно может удерживать форму, но при малейшем механическом воздействии теряет ее. Главной характеристикой песчаного грунта является ее несущая способность, показывающая степень нагрузки на единицу площади.

Она зависит от уплотнения и содержания влаги. Чем больше в нем содержится воды, тем он слабее, а чем сильнее уплотнен, то может выдержать большую нагрузку.

Среди всех типов песчаных грунтов наилучшим для основания является крупный и гравелистый песок, который не меняет свойства при насыщении влагой. Пылеватая фракция по размерности зерен приближается к глинистому грунту, прочность которого падает при увлажнении.

Песчаный слой содержит линзы воды, потому что единого горизонта в песке не существует. Вода в скважине находится относительно не глубоко, но единственным минусом песчаного горизонта является не постоянный дебит.

Для обеспечения уровня водного зеркала скважину оборудуют трубой и устанавливают фильтр для предотвращения попадания мелких частиц песка в насос. При необходимости проводится его чистка.

Фундамент на песчаном грунте: выбор и возведение

На чтение 5 мин Просмотров 2к.

При возведении частного дома самым важным фактором, для того чтобы строение прослужило многие десятилетия, является фундаментное основание.

Тип основания зависит от этажности здания, применяемых материалов, а также от залегаемых грунтов на приусадебном участке. Песчаная почва считается довольно распространённой в нашей стране.

Типы песчаного грунта

Песчаный – это такой грунт, который состоит из частиц песка размером не более 5 миллиметров, примерно на 50% своего объёма. В сухом состоянии имеет рассыпчатую структуру, при сжимании в руках, не создаёт устойчивую форму.

Главное преимущество такой почвы — быстрая осадка фундаментов. Это происходит за счёт того, что коэффициент сжатия такого материала довольно низок, а скорость его уплотнения под нагрузкой очень велика.

В зависимости от размера пылинок песчаный грунт подразделяют:

• Гравелистый песок, размер песчинок от 0,2 до 5,5 миллиметров.
• Крупный песок, размер песчинок от 0,2 до 2,5 миллиметров.
• Средний песок, размер песчинок от 0,15 до 1,5 миллиметров.
• Мелкий песок, размер песчинок до 0,1 миллиметра. Такой песок получил название пылеватый.

Чем крупнее частички почвы, тем она качественнее с точки зрения строительного производства. Крупный песок имеет очень большую несущую способность и плохо задерживает влагу. За счёт этого он практически не подвержен морозному пучению.

Какой фундамент подойдёт на песчаном грунте?

Выбор основания будет зависеть от типа песчаной почвы. Наиболее универсальными являются следующие технологии:

• Столбчатые, либо свайные фундаменты. Данная конструкция обладает высокими прочностными характеристиками, и хорошей долговечностью. Она получила широкое распространение в частном коттеджном строительстве, благодаря своей технологичности. При правильном заложении таких конструкций, будут не страшны такие факторы как, грунтовая вода, либо слабый грунт.
• Монолитная плита. Это самый прочный и надежный вариант для любого частного дома, практически любой этажности. При должном уровне гидроизоляции, даже поверхностные грунтовые воды не смогут проникнуть в жилище. Недостатком данной конструкции является её высокая стоимость. Монтаж такой плиты очень дорог.
• Мелко заглублённый ленточный фундамент. Данная конструкция отличается низкой ценой. Такой фундамент можно собрать из отдельных элементов, но из-за мелкого заглубления, в данном случае, не получится построить подвальные помещения.
• Заглубленный ленточный фундамент. В такой технологии элементы закладываются ниже глубины промерзания. В этом варианте вполне можно возвести полноценное подвальное помещение. Недостаток такой конструкции – необходимость устраивать очень качественную гидроизоляцию пола и стен. Также придётся монтировать дренажную систему.

Крупнозернистый песок

Такая почва считается очень хорошим основанием для любого типа фундаментов. Она хорошо пропускает воду, практически не подвержена морозному пучению, за счёт этого в ней не происходят сезонные подвижки слоёв.

Пылеватый песок

Пылеватый песок в сухом состоянии представляет собой пыль, при попадании на него воды, он начинает активно её впитывать, и удерживать в себе. После замерзания такой смеси, она сильно увеличивается в объёме. Данный эффект носит название морозное пучение грунта.

Этот тип почвы сильно подвержен такому пучению, в связи с этим, при строительстве на таком грунте, фундаменты заглубляются ниже глубины промерзания.

Возведение фундаментов на песчаном грунте

В производстве строительных работ на песчаных грунтах необходимо твердо понимать, с каким конкретно типом почвы имеешь дело. Для этого проводятся специальные геологические изыскания.

В разных концах земельного участка бурятся отверстия, из которых вынимают грунт на разных глубинах. После лабораторного исследования строится геологический разрез.

Из данного документа можно определить, какие грунты залегают на участке, и на какой отметке, относительно выбранного нуля.

Подготовительные работы

Перед началом строительства участок очищают от мусора, деревьев, при необходимости сносят старые ветхие постройки. Следующим этапом является ограждение строительной площадки, для пресечения доступа туда посторонних лиц и животных, для предотвращения несчастных случаев.

После этого необходимо провести разметку. Для разметки можно использовать деревянные колышки, которые забиваются в грунт с внутренней и наружной стороны предполагаемого строения. Дальнейшие действия зависят от конкретного вида песчаного грунта на строительной площадке.

Фундамент на крупнозернистом песке

При таких условиях нет нужды заглубляться на глубину промерзания почвы. Можно выкопать котлован глубиной 500 миллиметров. В данном котловане необходимо устроить арматурный каркас. Для каркаса применяем прутки арматуры диаметров не менее 14 миллиметров.

Прутки связываются между собой вязальной проволокой, с помощью специальных крючков. Каркас должен иметь верхний и нижний арматурный пояс, соединенный между собой стойками, из таких же прутьев. После этого устраиваем деревянную опалубку с внутренней и наружной стороны котлована.

Стороны между собой скрепляем связями и укрепляем распорками. В готовую опалубку заливаем бетонную смесь марки М-100, заглаживаем и утрамбовываем специальной трамбовкой.

При использовании заказного бетоносмесителя, не рекомендуется применять, для изготовления опалубки, пиломатериал тоньше 40 миллиметров. Тонкая доска не выдержит давления бетона и опалубка разрушится.

Фундамент на пылеватом песке

На пылеватых песках, сильно подверженных морозному пучению необходимо применить следующую технологию. После выкапывания котлована глубиной 500 миллиметров, необходимо произвести разметку под сваи. Сваи нужно размешать с шагом от 1 до 1,5 метров, с обязательной установкой в углах.

Далее специальным садовым буром пробуриваем отверстия ниже на 150-200 миллиметров отметки глубины промерзания. В данные отверстия помещаем арматурные каркасы, с таким расчетом, чтобы они торчали их отверстий на всю высоту котлована.

Заливаем бетонной смесью отверстия до уровня котлована. После этого устраиваем арматурный каркас также точно, как описано выше, причем прутки, выступающие из свай, необходимо связывать с каркасом ростверка. Следующий этап — это устройство деревянной опалубки. После того как опалубка готова можно заливать бетон. Такая технология носит название — свайный фундамент с монолитным ростверком.

Заключительная часть работы с основанием — это его гидроизоляция. Монолитный ростверк можно обмазать битумным праймером, можно оклеить рулонными материалами. На верхнюю плоскость монолитной ленты целесообразно приклеить два слоя рулонной гидроизоляции.

Классификация грунтов — Все о ремонте и строительстве

Грунты разделяют на три класса: скальные, дисперсионные и мерзлые (ГОСТ 25100-2011).

• Скальные грунты — магматические, метаморфические, осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы обладающие жесткими кристаллизационными и цементационными структурными связями.
• Дисперсионные грунты — осадочные, вулканогенно-осадочные, элювиальные и техногенные породы с водноколлоидными и механическими структурными связями. Эти грунты делятся на связные и несвязные (сыпучие).
• Мерзлые грунты — это те же скальные и дисперсионные грунты, дополнительно обладающие криогенными (ледяными) связями. Грунты в которых присутствуют только криогенные связи называются ледяными.

Скальный грунт обладает достаточной несущей способностью для строительства сооружений без фундамента. Этот грунт сам выступает в роли фундамента.

На мерзлых грунтах строительство бессмысленно, так как это сезонный фактор. Вечномерзлые грунты обладают несущей способностью скальных грунтов и могут быть использованы в качестве фундаментов.

Класс дисперсионных грунтов подразделяют на группы:

• минеральные — крупнообломочные и мелкообломочные грунты, пылеватые и глинистые грунты;
• органоминеральные — заторфованные пески, илы, сапропели, заторфованные глины;
• органические — торфы, сапропели.

Органика со временем имеют свойство разлагаться и переходить в другое состояние с уменьшением объема и плотности, поэтому строительные сооружения на органических и органоминеральных грунтах делают путем прохода сквозь толщу их наслоений конструкциями фундаментов либо замещением этих грунтов на минеральные. Поэтому в качестве оснований под фундаменты зданий и сооружений далее будем рассматривать первую группу дисперсионных грунтов — минеральные грунты.

Минеральный дисперсионный грунт состоит из геологических элементов различного происхождения и определяется по физико-химическим свойствам и геометрическим размерам частиц его составляющим. Прежде чем перейти к дальнейшей классификации грунтов нужно оговорить, что будет называться песком, что пылью, а что гравием или щебнем.

По российскому стандарту (ГОСТ 12536) классификация названий элементов идет по размеру слагающих грунт частиц (рис. 4).

рис. 4. Слагающие грунт элементы

Обратите внимание, что крупные обломки одинаковых размеров имеют разные названия. Если их грани окатаны, то это валуны, галька, гравий. Если не окатаны — глыбы, щебень, дресва.

Дальнейшая классификация грунтов зависит от преобладающих в нем частиц. В условиях реальной строительной площадки грунт может быть встречен в чистом виде и как смесь нескольких видов грунтов (рис. 5).

рис. 5. Классификация минерального дисперсионного грунта

Крупнообломочные частицы формируют так называемые крупнообломочные грунты, которые очень хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, мало чувствительны к воде (маловлажные или насыщенные водой сжимаются одинаково, набухание не происходит).

Мелкообломочные частицы образуют песчаные грунты, которые хорошо водопроницаемы, мало сжимаемы, не набухают. За исключением мелких, пески не пучат при промерзании. Свойства частиц зависят не от того, из каких минералов состоит песок (кварц, полевой шпат, глауконит) а от крупности.

Таблица 1

Крупнообломочные грунты и пески

Раз­но­вид­ность грун­тов	Раз­мер ча­стиц d, мм	Со­дер­жа­ние ча­стиц, % по массе
Круп­но­об­ло­моч­ные
Ва­лун­ный (при пре­об­ла­да­нии не­ока­тан­ных ча­стиц — глы­бо­вый)	бо­лее 200	бо­лее 50
Га­леч­ни­ко­вый (при не­ока­тан­ных гра­нях — ще­бе­ни­стый)	бо­лее 10	бо­лее 50
Гра­вий­ный (при не­ока­тан­ных гра­нях — дре­свя­ный)	бо­лее 2	бо­лее 50
Пес­ки
Гра­ве­ли­стый	бо­лее 2	бо­лее 25
Круп­ный	бо­лее 0,50	бо­лее 50
Сред­ней круп­но­сти	бо­лее 0,25	бо­лее 50
Мел­кий	бо­лее 0,10	75 и бо­лее
Пы­ле­ва­тый	бо­лее 0,10	ме­нее 75

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляют наименование вида заполнителя, и указывают характеристики его состояния. Вид заполнителя устанавливают после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. Если обломочный материал представлен ракушкой в количестве ≥ 50%, грунт называют ракушечным, если от 30 до 50% — к наименованию грунта прибавляют с ракушкой.

 

Пылеватые частицы (взвеси) — продукты механического и химического выветриваний. При их наличии более 25% образуются пылеватые грунты. Минералогический состав частиц в некоторой степени влияет на свойства этих грунтов. Наличие зерен окислов обусловливает связность. Пылеватые пески малопрочны, неустойчивы по отношению к воде, а при замачивании теряют связность и оплывают (потеря устойчивости). Некоторые виды пылеватых грунтов набухаемы и сильно пучинисты.

Глинистые частицы (коллоиды) — чрезвычайно активны. По химическому составу существенно отличаются от остальных (форма их чешуйчатая и игольчатая). Даже 3% глинистых фракций достаточно, чтобы грунт приобрел глинистые свойства: связность, пластичность, набухаемость, липкость, водонепроницаемость.

Самые мелкие частицы (взвеси и коллоиды) являются определяющими в формировании строительных свойств грунтов, но пылеватые свойства хуже глинистых.

В зависимости от процентного содержания в глине песка глинистые грунты делятся на супесь, суглинок, глину.

Таблица 2

Классификация грунта
предложенная Охотиным В.В.

На­име­но­ва­ние грун­тов	Со­дер­жа­ние ча­стиц
	гли­ни­стых (ме­нее 0,005 мм)	пы­ле­ва­тых (ме­нее 0,005–0,25 мм)	пес­ча­ных (0,25–2 мм)
Гли­на тя­же­лая	бо­лее 60%
Глина	60–30%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Гли­на пы­ле­ва­тая	бо­лее 30%	боль­ше, чем каж­дая из двух дру­гих фрак­ций по­рознь
Су­гли­нок тя­же­лый	30–20%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок тя­же­лый пы­ле­ва­тый	30–20%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­гли­нок сред­ний	20–15%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок сред­ний пы­ле­ва­тый	20–15%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­гли­нок лег­кий	15–10%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­гли­нок лег­кий пы­ле­ва­тый	15–10%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­песь тя­же­лая	10–6%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­песь тя­же­лая пы­ле­ва­тая	10–6%	боль­ше, чем фрак­ция пес­ча­ных ча­стиц
Су­песь лег­кая	6–3%		боль­ше, чем фрак­ция пы­ле­ва­тых ча­стиц
Су­песь лег­кая пы­ле­ва­тая	6–3%	больше, чем фракция песчаных частиц
Пе­сок	ме­нее 3%	ме­нее 20%
Пе­сок пы­ле­ва­тый	ме­нее 3%	20–50%
Пыль	ме­нее 3%	бо­лее 50%

 

Если в глинистом грунте содержится пылеватых частиц больше чем песчаных, то к его наименованию добавляют слово «пылеватый(ая)». Что говорит о возможности резкого снижения прочности и увеличению сжимаемости грунта при намокании, сильного пучения при промерзании, снижения прочностных характеристик при динамических воздействиях.

Глинистые грунты различного химического сотстава различаются своими свойствами по отношению к воде. Так, например, каолинитовые глинистые грунты (белые, светло-серые, серые, черные глины) и полимиктовые (бурые глины) при замачивании набухают мало, а бентониттовые (белые или светло-серые, с желтоватым или зеленоватым оттенком) — набухают очень сильно.

В естественном состоянии грунты находятся в разной степени влажности. Увеличение или уменьшение влажности грунтов изменяет связность частиц грунта. По мере увеличения влажности глинистые грунты проходят три состояния: твердое, пластичное и текучее. Песчаные — два: сыпучее и текучее. При намокании глинистые грунты ухудшают свои свойства медленно, оставляя некоторое время для спасения сооружений от аварии. В песках ухудшение свойств наступает мгновенно. По мере высыхания глинистый грунт уменьшается в объеме и трескается (дает усадку), а пески не изменяют своего объема. Влажные глинистые грунты под действием статической нагрузки дают значительные осадки, а песчаные сжимаются меньше. Сильновлажные глинистые грунты под нагрузкой дают медленно затухающую во времени осадку (вековая осадка), а пески деформируются сразу после приложения нагрузки. В течение строительного периода в песках происходит до 85–90% осадки, в глинистых грунтах — до 50%, а остальные доли в процессе эксплуатации. Песчаные грунты водопроницаемы во всех состояниях, а твердые и пластичные глинистые практически непроницаемы (пески — дренажи, глины — водоупор).

Таблица 3

Глинистые грунты

Раз­но­вид­ность грун­тов	Раз­мер пес­ча­ных ча­стиц d, мм	Со­дер­жа­ние пес­ча­ных ча­стиц, % по мас­се
Су­песь, чис­ло пла­стич­но­сти 1 ≤ Ip < 7
Пес­ча­ни­стая	2–0,05	50 и бо­лее
Пы­ле­ва­тая	2–0,05	не бо­лее 50
Су­гли­нок, чис­ло пла­стич­но­сти 7 ≤ Ip < 12
Лег­кий пес­ча­ни­стый	2–0,05	40 и бо­лее
Лег­кий пы­ле­ва­тый	2–0,05	не бо­лее 40
Су­гли­нок, чис­ло пла­стич­но­сти 12 ≤ Ip < 17
Тя­же­лый пес­ча­ни­стый	2–0,05	40 и бо­лее
Тя­же­лый пы­ле­ва­тый	2–0,05	не бо­лее 40
Гли­на, чис­ло пла­стич­но­сти 17 ≤ Ip < 27
Лег­кая пес­ча­ни­стая	2–0,05	40 и бо­лее
Лег­кая пы­ле­ва­тая	2–0,05	не бо­лее 40
Гли­на, чис­ло пла­стич­но­сти Ip ≥ 27
Тя­же­лая	2–0,05	Не ре­гла­мен­ти­ру­ет­ся

 

Грунты и фундаменты. Типы грунтов, свойства грунтов. Песчаные грунты

Для выбора фундамента необходимо знать, что за грунты слагают основание участка, какая у них несущая способность и свойства – просадка, пучинистость, возможность плывуна под верхними слоями грунта. Все это и еще – все, что возможно, о грунтовой воде, ее высоте, агрессивности к бетону, напорная она или более выражена как фильтрационная, как меняется по сезонам. Для получения полной информации нужны исследование – геологические и гидрологические.

Механические свойства грунта верхнего слоя можно определить и своими руками, и хозяева участков отлично знают свои грунты. Способы определения свойств по морфологии образца грунта несложные.

Песчаные грунты, их состав и свойства

Пески – это мелкодисперсные грунты, состоящие главным образом из частиц размерами от 0,25 мм до 2 мм. Это наиболее часто встречающиеся пески на планете. Чтобы рассмотреть песчинки, микроскоп не нужен, и на первый взгляд, они все одинаковы. Но это не так, пески из различных мест и их свойства очень сильно отличаются. В пустынных песках, иногда на речном и морском берегу, песок состоит из окатанных, сглаженных и округлых частиц. Нередко встречаются практически идеальные «шары».

У подножий горных склонов песок будет совершенно другой – песчинки неокатанные, остроребристые, «колючие», с четкими очертаниями кристаллов. В песочке с пляжа вероятнее всего можно будет увидеть в микроскоп и слабоокатанные и кристаллические зерна.

Основной минерал в составе песков – кварц, материал исключительной твердости и прочности. Полевой шпат и слюда в составе песков имеет меньший процент. Состав песка обусловлен его образованием. Скальные грунты – граниты, гнейсы и др. выветриваются в результате многовековых колебаний температур, солнечной радиации, мороза, ветра, прорастания корней растений, воды и влаги и еще многих природных факторов.

Наиболее стойкий минерал – кварц, и в результате миллионов лет геологических процессов и выветривания кварц остается основным составом песков, но даже кварц разрушает всесильное время. Поверхность кварцевых песчинок покрывается слоем силикатов или глинистых минералов. При миграциях с дождями, ветрами, в реках и т.п, попадая на морское дно, песок за тысячи лет превращается в песчаник, затем опять выветривается, и процессы эти бесконечны.

К чему все эти сказки? Да просто к тому, что недостаточно определить свой грунт на своем участке – это песок. У песков очень большой диапазон свойств! И поведут себя пески различной крупности и рыхлости под фундаментами и в дренажных подушках очень по-разному.

Песок имеет особые свойства, невозможные для других грунтов. Форма и размеры песчинок при отсыпке слоев обуславливает их рыхлую, «воздушную» укладку. Плотным слой песка станет только если применить вибрационное воздействие и уплотнить его механически. Песчинки укладываются компактно, слой становится значительно тоньше – может «сесть» на четверть высоты и более и приобретает несущие качества.

Также можно уплотнить песок, пропуская через него воду. Песчинки мгновенно перераспределяются, «переориентируются» в водной массе и образуют плотный массив. Они упаковываются компактно и плотно, в результате активная пористость песка снижается. Это явление известно всем, кто ходил по пляжу, иногда по песочку возле прибоя можно бегать, как по асфальту.

Прием уплотнения песков способом пропускания через него воды в строительстве применяется редко. В некоторых случаях нормы прямо запрещают уплотнение проливкой, одна из причин – большое количество воды размывает нижележащие грунты, может нарушить их структуру на участке под будущей конструкцией, и в результате снизить их несущую способность. Еще у песка есть «неприятное» свойство, хорошо знакомое строителям, да и дачникам тоже – песок способен с водой просачиваться сквозь слои даже плотных глин и при этом утягивать часть глины с собой. Особенно этим отличаются речные пески. В конструкциях пирогов отсыпок, отмосток и пр. эти свойства песка и глин обязательно учитывают.

Слагать основание участка могут как плотные, так и рыхлые пески, и разница для выбора фундамента огромная. Зачастую для усиления оснований приходится применять меры – уплотнение не только механическое, но и различные виды цементаций, силикатизаций и многие другие. Притчи и выражения вида «построить домик на песке» относятся именно к рыхлым сухим песчаным грунтам. Строить на этих грунтах – рискованно.

Песчаные грунты разнообразны по составу, их свойства зависят от условий образования, климатических условий местности и от минералогического состава, от вида горных пород, которые в составе песка. Пески делят на следующие виды – гравелистый, крупный, средней крупности и мелкий, причем в одном отложении песок может быть всех видов сразу. Минералы, входящие в состав песка — до 70% кварца, до 8% полевых шпатов, до 3% кальцита, соли и железо. Чаще всего встречаются песок кварцевый и кварцево-полевошпатовый.

Классифицируют пески по ГОСТу, исходя из размера зерен и процента содержания частиц разного размера в массе пробы, то есть по гранулометрическому составу:

• Пески гравелистые. По содержанию – более 25% частиц размером более 2мм
• Пески крупные. По содержанию – более 50% частиц размером более 0,5 мм
• Пески средней крупности, или средние. По содержанию – более 50% частиц размером более 0,25 мм
• Пески мелкие. По содержанию – более и равное 75 % по массе число частиц размером более 0,1 мм
• Пески пылеватые. По содержанию – до 75% частиц более 0,1 мм

По плотности и несущей способности песчаные грунты подразделяют на пески плотной и средней плотности. Плотные пески, как правило, расположены глубже 1,5 м, и спрессовались под давлением от расположенных выше слоев грунта. Такие пески являются хорошим основанием для фундаментов.

Пески средней плотности – те, что находятся на глубине до 1,5 или отсыпаны и уплотнялись искусственно. Эти пески имеют несущую способность похуже, и подвержены значительной осадке под фундаментом.

Понятна взаимосвязь между плотностью и несущей способностью песчаных грунтов. Для гравелистых песков средней плотности предел нагрузки до 5 кгс/см2, у плотных – больше 6 кгс/см2. Средние пески плотные имеют предел несущей способности до 4-5 кгс/см2, среднеплотные – до 3-4 кгс/см2. Мелкие пылеватые пески в плотном состоянии максимально несут нагрузку в 3кгс/см2, при средней плотности – до 2кгс/см2. Водонасыщенные пески резко снижают свою несущую способность до 2 кгс/см2.

Эта особенность песчаных грунтов связана с их способностью резко терять прочность и переходить в «текучее» состояние при насыщении водой и вибрациях. На крайнем полюсе этого явления – зыбучие пески. Разжижение водонасыщенных песков связано с процессами разрушения их структуры при заводнении, а затем новом уплотнении и уменьшении прочности. Причем в текучее состояние переходят не только пески пылеватые, имеющие в составе тонкие глинистые частицы и коллоидные примеси, увеличивающие тиксотропию (разжижение при механическом воздействии). Неожиданно потерять прочность могут и слои чистых крупных песков.

Характеристики прочности связаны с другой характеристикой песка – пористостью. Пористость – это отношение воздушных пор в объеме грунта к его общему объему, и измеряется в процентах. У гранита и базальта пористость составляет десятые доли процента, у глин – до 80%. У песков пористость меньше, чем у глин – 30-38%, у крупных гравелистых песков до 50%, но пески в отличие от глин отлично пропускают воду, являются дренирующими грунтами. А глины, имея пористость от 35 до 80%, практически водонепроницаемые. Объяснение – в структуре грунтов. У песка поры крупные, до 0,01 мм, так как частицы песка имеют размеры от 0,1 до 2,5 мм, а глинистые грунты содержат тонкие частицы от 0,0001 до 0,005 мм и менее, и поэтому имеют тонкопористую структуру, где вода начинает испытывать силы капиллярного притяжения. Тонкие поры глин воду не пропускают и делают слой уплотненной глины отличным водоупором, несмотря на высокий процент пористости. Пески, особенно гравелистые, фильтруют воду с большой скоростью, это отлично видно при дожде, когда участок сложен крупными песками. Луж не будет даже после ливня.

Другое дело – если грунт сжать. Крупные поры песков разрушатся очень быстро, а тонкие поры глин могут сохраняться долгое время при нагружении грунта. Поры размером более 0,01 мм называют активными, а структуры грунтов оценивают еще одной важной характеристикой – активной пористостью.

На прочность слоя песчаного грунта в основании участка их пористость влияет в огромной степени, причем абсолютно по-разному на крупные и мелкие пылеватые пески. Вода уходит через поры крупных песков, а нагрузки воспринимает скелет грунта. Поэтому песок с низкой пористостью влагу держит плохо, и практически не подвержен морозному пучению. Чем меньше влажность песка и выше его плотность, тем больше несущая способность данного основания.

Самый лучший вид песчаного грунта для устройства фундамента – крупные и гравелистые пески. Фундамент можно выбирать практически любого типа, в зависимости от веса, архитектурного плана здания и нагрузок. Эти пески практически не насыщаются водой, а фильтруют ее без изменений своей структуры, и вода не может влиять на их плотность. Хороший дренаж – как следствие малая степень пучинистости, и в итоге — не будет подвижек грунта. Вследствие этого крупные и гравелистые пески отличаются наибольшей несущей способностью.

Мелкий и пылеватый песок отличаются тем, что воду не фильтруют, а впитывают и удерживают. Образуется, простыми словами, грязь, которая при замерзании значительно увеличивается в объеме, и происходит процесс под названием морозное пучение, способный вытолкнуть дом из земли, повредить дорожное покрытие и т. далее. Пылеватые пески – основание, склонное к сильному пучению, и этот фактор ограничивает выбор видов фундамента и требует расчета глубины заложения.

Фундаменты на гравелистых, крупных и средних песках можно устраивать ленточные или ленточно-столбчатые, заглубляя подошву на 30-70 см. Эти пески под действием нагрузок быстро уплотняются, мало промерзают, их поведение в основаниях довольно стабильно. В отличие от крупных, пылеватые мелкие пески зачастую испытывают просадку под фундаментами многие годы, отличаются невысокой прочностью и «держат», а не фильтруют воду. Если УГВ высокий, то фундамент на пылеватых песках следует закладывать ниже глубины промерзания грунта.

При необходимости строительства на мелких пылеватых песках необходимо особое внимание уделять связи их свойств с возможным высоким уровнем грунтовых вод. Одна из особенностей пылеватых песков с примесями глины – образовывать плывуны при насыщении водой. Если в основании участка мелкие и пылеватые пески, и близко есть (или был) водоем, болото или заболоченное место, исследование геологии участка – практичное решение.

Виды грунта для строительства и их особенности

Если у вас имеется проект строительных работ, и вы начинаете возведение фундамента, то перед этим необходимо убедится на каком грунте будет стоят ваша строительная конструкция.

Здесь всё зависит от прочности основания, чем прочнее грунт, тем дольше будет стоять ваше сооружение. Основа, грунта под сооружением бывает, как естественная, так и искусственная.

Естественное основание — это когда без подсыпок закладывается фундамент и ни, чем не укрепляя. При искусственном основании производится подсыпка того же песка.

Часто встречающие грунты при возведение фундамента

Для хорошей устойчивости здания лучше, когда однородный грунт, он равномерно усаживается. Неплохо подходят под фундамент, скальные грунты (они же монолитные породы), не деформируются под воздействием внешних причин ( например подземные воды) и погодных условий. Также хорошо себя зарекомендовали крупнообломочные грунты (щебень, галька, гравий) на них тоже практически не действует деформация. Закладка фундамента на таких видах грунта, производится на глубине 0,5м, здесь не зависит глубина промерзания.

Песчаные виды грунта не сложно разрабатываются, неплохая пропускная способность воды, но при этом дают уплотнение под нагрузкой и иногда промерзают. Закладка фундамента на них производится на глубине 50-70см. Песчаные грунты делятся на гравелистые, крупные, грунты средней крупности и пылеватые. Чем чище песок от разных примесей и крупнее, тем нагрузка переносимая становится больше.

Глинистые виды грунта, имеют свойства сжиматься вспучиваться и размываться, при этом замерзая. Если нахождение их происходит во влажной среде, значит фундамент необходимо закладывать на расчётной глубине. Этот вид грунта делится на суглинки и супеси, которые состоят из песка и глины. В состав суглинки входят 10-30% глинистых частиц, при этом супесь имеет 3-10%. Они являются промежуточным слоем между глиной и песком. Также к суглинкам относится лесс, который при большом количестве влаге имеет свойства сжиматься. Из этого следует вывод, что глубина фундамента во влажных грунтах, должна быть больше. А вообще глубина и размер фундамента зависит от вида грунта, глубины промерзания, а также уровня грунтовых вод.

Необходимо знать, что глинистые грунты, которые состоят из глины и песка с примесями глинистых частиц называются плывунами. Этот вид грунты очень подвижен, а значит не подойдёт в качестве естественного основания.

Глубина закладки фундамента для плывуна, зависит от уровня грунтовых вод, глубины промерзания, применяемых для конкретной местности. Если глубина промерзания, выше уровня грунтовых вод на 2 метра, тогда почва имеет низкую влажность, из этого следует, что глубина фундамента может начинаться с 0,6 м. Во время определения уровня грунтовых вод, необходимо знать, что в летней и весенний период, он будет выше, а конец осени и зиму пониженным.

Определение вида грунта при устройстве фундамента очень важный аспект для будущего строительства. Для этого можно сделать пробы грунта и узнать результаты местных геологических изысканий. Есть возможность узнать методом наблюдения виды грунта, где вы собрались возводить фундамент.

Например: на сухих почвах произрастают ромашки, а произрастание цветов болотной калужницы, говорит о текучих подземных водах. Где заболоченная местность растёт иван-чай. На глинистой почве, обильно растут лопухи. А если растут такие влаголюбивые растения, как осока и мать и мачеха, то это говорит о высоком состоянии грунтовых вод, которые могут находится на пол метра.

Основные особенности видов грунта

Глина в сухом состояние – твёрдая, во влажном — пластичная и липкая, в которой не наблюдается отдельных песчинок.

Суглинок – в сухом состоянии не такая твёрдая, как глина смесь, во влажном состоянии низкая пластичность и липкость.

Супесь— сама по себе не пластична, в состав её входят песчаные частицы. Комочки супеси пальцами давятся легко, во влажном виде рассыпается при небольшом давлении.

Песок пылеватый – это по большой части пыль, зерновая структура практически не видна. Крупный песок состоит из зёрен размером гречневой крупы.

Лессовые грунты – разновидность глины при смачивании водой уплотняются и дают просадку, чем негативно сказывается при постройки зданий. Также не рекомендуется делать фундамент на насыпных и растительных грунтах.

Самые надёжные виды грунта являются — скальные, гравелистые, крупнообломочные.
К ненадёжным видам грунта относятся – пески мелкие, с примесями, которые насыщенные водой.

Теперь, как видим, виды грунта играют немало важную роль при возведении здания. И при закладки фундамента не поленитесь узнать, на каком грунте вы будете строить дом.

Песчаный грунт: классификация, плотность, состав, характеристика

Определение, состав, основные характеристики

Песчаный грунт – один из разновидностей почв, существующих на планете. Например, только в России ими занято около 1850 тыс. кв. км, а в Казахстане – 1 млн. км².

Он широко применяется в различных сферах производственной, хозяйственной и бытовой деятельности человека. Особенно он популярен в сфере строительства зданий, дорог и мостов. В этой отрасли хозяйственной деятельности человека он используется с момента возведения фундамента здания и вплоть до внутренних отделочных работ.

У песчаного грунта состав достаточно разнообразен. Это зависит от того, как он образовался, в каких климатических условиях и какие еще виды пород в него входят.

Песок бывает гравелистый, крупный и средней крупности и может быть одновременно в разных разрезах одного отложения.

В состав песка могут входить разные минералы. В среднем составе песка такие минералы: кварц – 70%, полевые шпаты – 8%, кальцит – 3% и остальные минералы – 11%. В состав могут входить соли и железо, но самые распространенные кварцевые пески и кварцево-полевошпатовые.

Песчаный грунт несвязанный. Форма песчинок шарообразная, величиной более 0,1 мм. Капиллярных сил песчинок не хватает, чтобы преодолеть расстояние между ними или поры, и установить между собой прочные связи. Поры в нем несколько больше, чем в глинистых породах и потому песок не обладает пластичностью. Если сделать из него шар, то он непременно рассыплется.

Песчаный грунт практически не удерживает воду. Но если он влажный, то сделанные из него фигуры сохраняют форму, хотя разваливаются при малейшем надавливании.

Классификация по ГОСТ

Классификация песчаных грунтов содержится в ГОСТ 25100 – 2011. Она приведена исходя из размеров зерен и частиц и процентного их содержания в его массе.

Гранулометрический состав песчаных грунтов таков:

• Гравелистый. Размер зерен и частиц более 2 мм. Их содержание в массе более 25%.
• Крупный. Размер – более 0,5 мм и содержание – 50%.
• Средней крупности. Размер — более 0,25 мм, содержание более 50%.
• Мелкий. Размер – более 0,1 мм, содержание более или равно 75%.
• Пылеватый. Размер – более 0,1 мм, содержание менее 75%.

Плотность и несущая способность

Песчаный грунт любого класса быстро и хорошо уплотняется под нагрузкой. По этому показателю он бывает плотный и средней плотности. Плотный обычно располагается на глубине более 1,5 м. Такое расположение, под давлением вышележащих слоев, на протяжении длительного времени делает его максимально плотным и пригодным основанием для фундамента.

Средней плотности грунт – это тот, который лежит выше 1,5 м или уплотнен искусственно. Его несущие качества хуже и он подвержен большей осадке.

У песчаного грунта плотность и несущая способность взаимно связаны. У гравелистого песка при средней плотности несущая способность – 5 кг на см², при высокой – более 6 кг на см². У крупного при средней плотности эта способность – 4 кг на см², а при высокой – 5–6 кг на см². Средний песок имеет такие параметры: при высокой плотности – 4–5 кг на см², при средней – 3–4 кг на см². Мелкий или пылеватый обладает максимальной несущей способностью в плотном состоянии 3 кг на см², в среднем – 2,5 кг на см².

При насыщении влагой средний и мелкий снижают несущую способность на 2 кг на см².

Поглощение и удержание влаги

Песчаный грунт, в связи с его низкой пористостью, от 0,2 до 0,5, плохо удерживает влагу. Это его делает практически не подверженным пучению при замерзании. Что является положительным качеством в строительстве.

Благодаря этому можно не проводить расчет его промерзания при проведении инженерно-строительных работ, но несущая способность песка зависит от влажности. И это необходимо учитывать. Таким образом, с понижением влажности песка и увеличением его плотности, возрастает несущая способность.

Исходя из всех приведенных параметров, наилучшая из песчаных грунтов характеристика, для возведения фундаментов зданий и сооружений, у гравелистых и крупных пород. Они почти не поглощают воду, потому их плотность от количества влаги не зависит. Эти виды имеют наибольшую и постоянную несущую способность.

Видео — Добыча песка

Физико-механические свойства грунтов

B соответствии с ГОСТ 20522-96, с учетом возраста, генезиса, номенклатуры и состояния слагающих грунтов в пределах глубины бурения, по результатам камеральной обработки на участке выделено 18 инженерно-геологических элементов (ИГЭ).

Современные техногенные грунты (tIV)

• (ИГЭ — 1-1) — насыпной строительный мусор с песчано-супесчаным заполнителем;

• (ИГЭ — 1-2) — насыпной песок пылеватый с включением щебня, гальки, гравия и строительного мусора до 30%, влажный;

• (ИГЭ — 1-3) — насыпной песок пылеватый, влажный, с линзами и прослоем торфа;

• (ИГЭ — 1-4) — насыпной суглинок мягко-текучепластичный, заторфо-ванный, с растительными остатками;

• (ИГЭ — 1-5) — насыпной песок пылеватый, влажный, с битым кирпичом и гнездами супеси пластичной.

С учетом времени прошедшего после планировки территории все техногенные грунты следует считать слежавшимися. На грунты (ИГЭ—1-1) из-за крайне разнородного состава насыпного строительного мусора нормативные характеристики не приводятся. Относительная деформация морозного пучения насыпных суглинистых грунтов и песков пылеватых при промерзании свыше 7 %.

Верхнечетвертичные биогенные отложения (bIV)

• (ИГЭ — 2) — торф слабой степени разложенности, с корнями растений, с прослоями пылеватого песка, насыщенный водой.

Верхнечетвертичные морские отложения (mIV)

• (ИГЭ — 3) — песок средней крупности, насыщенный водой, с редким гравием, с линзами песка мелкого и суглинка.

Верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения (lgIII)

• (ИГЭ — 4-1) – суглинок тяжёлый, пылеватый, ленточный, серовато-коричневый, текучепластичный, тиксотропный, с прослоями песка насыщенного водой;

• (ИГЭ — 4-2) – суглинок легкий, пылеватый, серый, слоистый, мягкопластичный с прослоем текучепластичного.

Верхнечетвертичные ледниковые отложения (gIII)

• (ИГЭ — 5-1) — супесь серая пылеватая пластичная, с гравием и галькой до 5 %-10 %, с тонкими прослоями и гнездами мелкого песка;

• (ИГЭ — 5-2) – суглинок легкий пылеватый, серый, тугопластичный, с тонкими прослоями песка, насыщенного водой, с гравием и галькой до 5 %-10 %;

• (ИГЭ — 5-3) — суглинок легкий, пылеватый, серый, мягкопластичный, с гравием и галькой до 5 %-10 %;

• (ИГЭ — 5-4) — песок пылеватый, серовато-коричневый, плотный, с гравием и галькой до 10 %, с тонкими прослоями тугопластичного суглинка.

Среднечетвертичные озерно-ледниковые отложения (lgII)

• (ИГЭ — 6) — суглинок легкий, пылеватый, зеленовато-серый, тугопла-стичный и полутвердый.

Среднечетвертичные ледниковые отложения (lgII)

• (ИГЭ — 7) — супесь пылеватая твердая, с прослоем пластичной супеси, голубовато-серая, с гравием и галькой до 5 %;

• (ИГЭ — 7-1) – гравелистый песок, с прослоями гравийного и галечникового грунта с песчаным заполнителем, плотный, насыщенный водой;

• (ИГЭ — 7-2) – песок средней крупности и крупный, плотный, серовато-коричневый, насыщенный водой, с гравием и галькой до 25 %.

Отторженцы нижнекембрийских отложений (₁)

• (ИГЭ — 8) – глина кембрийская (суглинок) тяжелый, пылеватый, голубовато-зеленого цвета, твердый.

Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов по инженерно-геологическим элементам приведены в таблице 5.2.

Нормативные и расчетные значения характеристик грунтов

Таблица 5.2

Номер инженерно-геологического элемента	Характеристика грунта	Характеристика	Природная влажность грунта, дол. ед.	Плотность, г/см3			Коэффициент пористости	Влажность на границе текучести, д.ед.	Влажность на границе раскатывания, д. ед.	Число пластичности	Показатель текучести	Угол внутреннего трения, град.	Удельное сцепление, кПа	Модуль деформации, МПа	Расчетное сопротивление по СНиП 2.05.03-84, кПа	Методика определения механических характеристик	Порядковый номер грунта по ГЭСН 2001-01
				влажного грунта	сухого грунта	частиц грунта
Современные техногенные отложения (tIV)
1-2	Насыпной песок пылеватый, влажный, с включением щебня, гальки, гравия и строительного мусора до 30%	Хн Х1 Х2					0.65					30 27 30	4 3 4	18	150	СНиП 2.02.01-83	29в
1-3	Насыпной песок пылеватый, влажный, с линзами и прослоем торфа.	Хн Х1 Х2					0.70					26 24 26	2 1 2	11	100	СНиП 2.02.01-83	29а,б
1-4	Насыпной суглинок мягко-текуче­пластичный, заторфованный, с растительными остатками	Хн Х1 Х2	0.31	1.90	1.44	2.69	0.87	0.33	0.24	0.09	0.70	7 6 7	13 9 13	3	—	лабор. данные	35а

Продолжение таблицы 5.2

Номер инженерно-геологического элемента

Характеристика грунта

Характеристика

Природная влажность грунта, дол. ед.

Плотность, г/см3

Коэффициент пористости

Влажность на границе текучести, д.ед.

Влажность на границе раскатывания, д. ед.

Число пластичности

Показатель текучести

Угол внутреннего трения, град.

Удельное сцепление, кПа

Модуль деформации, МПа

Расчетное сопротивление по СНиП 2.05.03-84, кПа

Методика определения механических характеристик

Порядковый номер грунта по ГЭСН 2001-01

влажного грунта

сухого грунта

частиц грунта

1-5

Насыпной песок пылеватый, влажный, с битым кирпичом и гнездами супеси пластичной

Хн Х1 Х2

0.60

26 24 26

2 1 2

11

150

СНиП 2.02.01-83

29а, б

Современные биогенные отложения (bIV)

2

Торф слабой степени разложенности, с корнями растений, с прослоями пылеватого песка, насыщенный водой

Хн Х1 Х2

1.88

1.1

0.40

1.89

4.14

—

37а

Современные морские отложения (mIV)

3

Песок средней крупности, с редким гравием, с линзами песка мелкого и суглинка, насыщенный водой

Хн Х1 Х2

0.60

33 30 33

1 1 1

26

245

стат. зондир. и СНиП 2.02.01-83

29б

Продолжение таблицы 5.2

Номер инженерно-геологического элемента	Характеристика грунта	Характеристика	Природная влажность грунта, дол. ед.	Плотность, г/см3						Коэффициент пористости		Влажность на границе текучести, д.ед.		Влажность на границе раскатывания, д. ед.		Число пластичности		Показатель текучести		Угол внутреннего трения, град.		Удельное сцепление, кПа		Модуль деформации, МПа		Расчетное сопротивление по СНиП 2.05.03-84, кПа		Методика определения механических характеристик	Порядковый номер грунта по ГЭСН 2001-01
				влажного грунта			сухого грунта		частиц грунта
Верхнечетвертичные озерно-ледниковые отложения (lgIII)
4-1	Суглинок тяжёлый, пылеватый, ленточный, серовато-коричневый, текучепластичный, тиксотропный, с прослоями песка насыщенного водой	Хн Х1 Х2	0.35	1.87			1.39	2.72			0.96		0.37		0.24		0.14		0.78		11 10 11		9 6 9		7		—	лабор. данные и стат. зондир	35а
4-2	Суглинок легкий, пылеватый, серый, слоистый, мягкопластичный	Хн Х1 Х2	0.22	2.04			1.66	2.71			0.63		0.25		0.17		0.08		0.65		20 17 20		23 15 23		14		98	стат. зондир	35а
Верхнечетвертичные ледниковые отложения (gIII)
5-1	Супесь серая пылеватая пластичная, с гравием и галькой до 5%-10%, с тонкими прослоями и гнездами мелкого песка	Хн Х1 Х2	0.19		2.12	1.79		2.69			0.51		0.22		0.16		0.07		0.37		15 13 15		18 12 18		22		170	лабор. данные и стат. зондир	10а,б

Продолжение таблицы 5.2

Номер инженерно-геологического элемента	Характеристика грунта	Характеристика	Природная влажность грунта, дол. ед.	Плотность, г/см3			Коэффициент пористости	Влажность на границе текучести, д.ед.	Влажность на границе раскатывания, д. ед.	Число пластичности	Показатель текучести	Угол внутреннего трения, град.	Удельное сцепление, кПа	Модуль деформации, МПа	Расчетное сопротивление по СНиП 2.05.03-84, кПа	Методика определения механических характеристик	Порядковый номер грунта по ГЭСН 2001-01
				влажного грунта	сухого грунта	частиц грунта
5-2	Суглинок легкий пылеватый, серый, тугопластичный, с тонкими прослоями песка, насыщенного водой, с гравием и галькой до 5%-10%	Хн Х1 Х2	0.20	2.10	1.75	2.70	0.54	0.25	0.16	0.09	0.35	18 16 18	17 11 17	21	160	по лабора-торным данным и стат. зондир	10б
5-3	Суглинок легкий, пылеватый, серый, мягкопластичный, с гравием и галькой до 5%-10%	Хн Х1 Х2	0.21	2.09	1.73	2.70	0.57	0.24	0.16	0.08	0.57	13 11 13	17 11 17	21	110	по лабора-торным данным и стат. зондир	10а, б

Продолжение таблицы 5.2

Номер инженерно-геологического элемента	Характеристика грунта	Характеристика	Природная влажность грунта, дол. ед.	Плотность, г/см3				Коэффициент пористости	Влажность на границе текучести, д.ед.	Влажность на границе раскатывания, д. ед.	Число пластичности	Показатель текучести	Угол внутреннего трения, град.	Удельное сцепление, кПа	Модуль деформации, МПа	Расчетное сопротивление по СНиП 2.05.03-84, кПа	Методика определения механических характеристик	Порядковый номер грунта по ГЭСН 2001-01
				влажного грунта		сухого грунта	частиц грунта
5-4	Песок пылеватый, серовато-коричневый, плотный, с гравием и галькой до 5 %-10 %, с тонкими прослоями тугопластичного суглинка	Хн Х1 Х2											34 31 34	6 4 6	28	196	стат. зондир. и СНиП 2.02.01-83	10а, б
Среднечетвертичные озерно-ледниковые отложения (lgII)
6	Суглинок легкий, пылеватый, зеленовато-серый, тугопластичный	Хн Х1 Х2	0.23		2.03	1.65	2.66	0.61	0.29	0.19	0.10	0.33	17	23	14	160	по лабора-торным данным	35б,в
Среднечетвертичные ледниковые отложения (gII)
7	Супесь пылеватая пластичная и твердая, голубовато-серая, с гравием и галькой до 5 %	Хн Х1 Х2	0.13		2.24	1.99	2.69	0.35	0.19	0.13	0.05	-0.20	30 26 30	40 27 40	31	350	по лабо-раторным данным и стат. зондир	10б, ж

Продолжение таблицы 5.2

Номер инженерно-геологического элемента	Характеристика грунта	Характеристика	Природная влажность грунта, дол. ед.	Плотность, г/см3			Коэффициент пористости	Влажность на границе текучести, д.ед.	Влажность на границе раскатывания, д. ед.	Число пластичности	Показатель текучести	Угол внутреннего трения, град.	Удельное сцепление, кПа	Модуль деформации, МПа	Расчетное сопротивление по СНиП 2.05.03-84, кПа	Методика определения механических характеристик	Порядковый номер грунта по ГЭСН 2001-01
				влажного грунта	сухого грунта	частиц грунта
7-1	Песок гравелистый, с прослоями гравийного и галечникового грунта с песчаным заполнителем, плотный, насыщенный водой	Хн Х1 Х2					0.50					40 36 40	1 1 1	40	343	СНиП 2.02.01-83	10б, ж
7-2	Песок средней крупности и крупный, плотный, серовато-коричневый, насыщенный водой, с гравием и галькой до 25 %;	Хн Х1 Х2					0.50					38 34 38	2 1 2	40	343	СНиП 2.02.01-83	10б, ж
Отторженец нижнекембрийских отложений (1)
8	Суглинок тяжелый, пылеватый, голубовато- зеленого- цвета, твердый	Хн Х1 Х2	0.18	2.13	1.81	2.71	0.50	0.34	0.19	0.15	-0.12	15 13 15	47 31 47	15	470	По лабора-торным данным	10б

Примечание: Хн — нормативные значения характеристик.

Х1 — расчетные значения характеристик грунтов для расчётов по несущей способности.

Х₂ —расчетные значения характеристик грунтов для расчётов по деформации.

границ | SWCC известкового илистого песка с различным содержанием мелочи и сухой плотностью

Основные моменты

Были измерены характеристические кривые почва-вода для известковых илистых песков в различных условиях.

Проанализирована применимость классических моделей к известковистому илистому песку.

Предложена модель, пригодная для моделирования SWCC известкового илистого песка.

Введение

Когда коралловые полипы умирают, их органические остатки постепенно кальцифицируются, в конечном итоге формируя коралловые рифы, которые могут частично выступать над уровнем моря.Известковый песок — это уникальный геоматериал, образованный органическими остатками герматипных кораллов и других морских организмов, таких как водоросли и ракушки, в результате физических, химических и биологических процессов (Chen and Hu, 2020; Shen JH et al., 2020, Shen et al., 2020 J; Wang et al., 2021; He and Ye, 2021). Как правило, содержание карбоната кальция в известковом песке превышает 50%, а известковый песок широко распространен вдоль континентальных шельфов и береговых линий в пределах 30 ° –S30 ° широты (Anggraini et al., 2017; Нурул и др., 2019). Известняковый песок обнаружен на коралловых рифах в Южно-Китайском море (Shen et al., 2017; Ye et al., 2019; Yu et al., 2020). Недавно была проведена широкомасштабная рекультивация островных рифов с использованием известковых песков в качестве заполняющего материала (Wang et al., 2019a; 2019b). Геологические бедствия, такие как оползни, камнепады, ливни и землетрясения, часто происходят на островах и вокруг них в Южно-Китайском море. Эти геологические опасности тесно связаны с энергией и количеством воды в известковом песке (или водоудерживающей способностью известкового песка).Характеристическая кривая почва-вода (SWCC) иллюстрирует взаимосвязь между энергией (т. Е. Всасыванием материала) и количеством (т. Е. Содержанием воды) воды в геоматериалах. Следовательно, исследование SWCC известкового песка имеет жизненно важное значение для понимания и предотвращения геологических катастроф, а также для поддержания устойчивости фундамента островных рифов с гидравлическим наполнением.

К настоящему времени проведены многочисленные исследования SWCC геоматериалов. С точки зрения теоретических исследований, были предложены эмпирические формулы для моделирования SWCC геоматериалов на основе различных гипотез Гарднером (1957), Бруксом и Кори (1964), Ван Генученом (1980), Уильямсом и др.(1983), Фредлунд и Син (1994), Хьюстон и др. (1994), Kawai et al. (2000), Pham (2005), Stange and Hom (2005), Zhou et al. (2012) и Zhou et al. (2014). Эти формулы широко применялись в инженерных проектах; однако ни один из них не может быть использован для прогнозирования SWCC различных геотехнических материалов при любых возможных условиях. Следовательно, чтобы установить эмпирическую формулу, подходящую для моделирования SWCC известкового песка, необходимо провести тесты SWCC на известковом песке и теоретически проанализировать данные испытаний.Кроме того, предшественники давно осознали важность изучения SWCC геоматериалов с помощью экспериментов. Например, Ng и Pang (2000) использовали обычный объемный экстрактор с нажимной пластиной для исследования влияния начальной плотности сухого вещества и содержания воды, истории высыхания и увлажнения, структуры почвы и напряженного состояния на свойства SWCC вулканического пепла и обнаружили, что при При одинаковой начальной плотности в сухом состоянии и содержании воды скорости десорбции и адсорбции природных образцов были меньше, чем у повторно сжатых образцов.Vanapalli et al. (2001) провели испытания характеристик почвенно-водной среды на ненасыщенной почве и пришли к выводу, что исходное содержание воды оказывает значительное влияние на структуру ненасыщенной почвы, а затем влияет на характеристики почвенно-водной среды. Gallage и Uchimura (2010) измерили SWCC песчаного грунта с разной плотностью в сухом состоянии и гранулометрическим составом, а также указали, что образцы с более высокой плотностью обычно имеют более высокие значения входа воздуха и что SWCC образцов с более равномерным распределением частиц по размерам имеют тенденцию иметь меньший гистерезис.Сонг (2014) проверил всасывающее напряжение в кварцевом песке с различной относительной плотностью, используя автоматическое устройство SWCC, и определил, что величина поступления воздуха в кварцевый песок уменьшается с увеличением относительной плотности, что аналогично выводам Галладжа и Учимура (2010). Чжоу и др. (2016) использовали различные методы компьютерных программ для определения объемного содержания воды в геоматериалах и оценили точность различных эмпирических моделей при моделировании SWCC геоматериалов.Jiang et al. (2020) провели испытания характеристик воды и грунта на десяти группах образцов ненасыщенной почвы с различным содержанием мелких частиц с использованием устройства с мембраной под давлением и обнаружили, что водоудерживающая способность почвы постепенно снижается по мере увеличения содержания мелких частиц, когда содержание мелких частиц находится между 10 и 60%; в противном случае водоудерживающая способность почвы увеличивалась.

Были проведены многочисленные исследования SWCC геоматериалов с использованием различных методов тестирования; однако большинство исследований сосредоточено на терригенных отложениях, таких как кварцевый песок, ил и глина.Исследования SWCC известкового песка редки. Из-за особого морского биогенеза, физико-механические свойства известкового песка значительно отличаются от свойств терригенных отложений, включая высокий коэффициент пустотности (Shen JH et al., 2020; Wang et al., 2020a), неправильную форму частиц (Wei et al., 2019; Wang et al., 2020b), восприимчивости к разрушению частиц (Xiao et al., 2017; Wu et al., 2020) и цементированию (Xiao et al., 2019; Li et al., 2021 ). Таким образом, характеристики воды и почвы известкового песка можно отличить от характеристик терригенных отложений, и все еще необходимо их углубленное изучение.

Во время гидравлической рекультивации крупнозернистая известняковая почва имеет тенденцию накапливаться в непосредственной близости от устья гидравлической рекультивации из-за гидравлического просеивания и веса частиц, в то время как мелкозернистая известняковая почва уносится вниз по течению и откладывается проточной водой. Между этапами гидравлической рекультивации крупнозернистая известняковая почва, накопившаяся вблизи устья гидравлической рекультивации, выталкивается вниз по потоку, и следующий этап гидравлической рекультивации проводится после выравнивания площадки (Wang et al., 2020c). Следовательно, гранулометрический состав известкового песка в восстановленных слоях крайне неоднороден. Кроме того, из-за сложности морской среды осадконакопления плотность известкового песка в поверхностных слоях также значительно варьируется от одного места к другому. В связи с этим была проведена серия испытаний характеристик воды и почвы для изучения влияния содержания мелких частиц и плотности в сухом состоянии на характеристики известкового илистого песка почва-вода. Подбирая SWCC известкового илистого песка с использованием модели Фредлунда-Синга (Fredlund, Xing, 1994), модели Ван Генутчена (Van Genutchen, 1980) и модели Чжун Фанцзе (Zhong, 2007), эти модели могут оценивать проанализированы почвенно-водные характеристики известкового илистого песка.Предложена аналитическая модель, пригодная для моделирования SWCC известкового илистого песка. Результаты этого исследования предоставляют некоторую справочную информацию для оценки водоудерживающей способности известкового илистого песка на островных рифах с гидравлическим наполнением.

Обзор испытаний

Материалы для испытаний

Известковый песок, использованный в этом исследовании, был собран на рекультивированном острове-рифе в Южно-Китайском море (рис. 1). Известковые крупные частицы и мелкие частицы смешиваются вместе в месте отбора проб, и гранулометрический состав крайне неоднороден (рис. 1C).

РИСУНОК 1 . Местоположение изучаемого района (A) : местоположение островов Наньша; (В) — участок гидроемелирования; (C) : место отбора проб).

Учитывая слабую водоудерживающую способность крупнозернистого известкового песка (Hu et al., 2019), в данном исследовании для наблюдения явления десорбции воды использовался только известковый песок с размером частиц менее 0,25 мм. Известковые частицы почвы в образце классифицируются как крупные или мелкие частицы.В данной работе скелетом образца служили частицы размером 0,075–0,25 мм, которые называются крупными частицами; частицы размером менее 0,075 называются мелкими частицами. Для изучения влияния содержания мелочи на водно-почвенные характеристики известкового песка были подготовлены образцы известкового песка с содержанием мелочи ( C _F ) 0, 10, 20, 30, 40 и 50%. регулировка массового процента мелочи. Согласно китайскому национальному стандарту для метода испытаний почвы (SL237, 2019), образцы, в которых масса крупных частиц превышает 0.Размер 075 мм составляет не менее 50% от общего объема пробы, определяемой как илистый песок. Таким образом, все образцы, использованные в данном исследовании, с содержанием мелких частиц 0, 10, 20, 30, 40 и 50%, представляли собой известковый илистый песок. Для удобства образцы известкового илистого песка с содержанием мелких частиц 0, 10, 20, 30, 40 и 50% были названы CSS1, CSS2, CSS3, CSS4, CSS5 и CSS6 соответственно. В соответствии с Китайским национальным стандартом метода испытаний почвы (SL237, 2019), метод ареометра использовался для измерения распределения частиц по размерам менее 0.Размер 075 мм. Гранулометрический состав образцов показан на Рисунке 2, а физические параметры известкового илистого песка с различным содержанием мелких фракций перечислены в Таблице 1.

РИСУНОК 2 . Кривые гранулометрического состава известковистого илистого песка.

ТАБЛИЦА 1 . Физические параметры известковистого илистого песка.

Согласно рисунку 2 и таблице 1 установлено, что 1) Только коэффициент неоднородности ( C _u ) и коэффициент кривизны ( C _c ) CSS5 могут одновременно удовлетворять С _u > 5.0 и 1,0 < C _c <3,0; следовательно, распределение частиц CSS5 по размеру хорошее, тогда как распределение частиц по размерам других образцов плохое. 2) Удельный вес образцов известковистого илистого песка равен 2,73. Образцы были отобраны из одной и той же морской среды с идентичным минеральным составом и пропорциями; следовательно, они имеют одинаковый удельный вес.

Испытательное оборудование и принцип измерения

A 1500F1 Аппарат с прижимной пластиной с диафрагмой 15 бар производства Soilmoisture Equipment Corp., был использован в этом исследовании для измерения изменения объемного содержания воды в образце с матрицей всасывания в диапазоне от 0 до 1500 кПа (Tao et al., 2018). Устройство с прижимной пластиной в основном состоит из шести частей: баллона с азотом, редукционного клапана, регулирующего клапана, напорной камеры, пористой керамической пластины и емкости для воды (рис. 3). Баллон с азотом используется для непрерывного создания напряжения сжатия воздуха в камере давления, а редукционный клапан и регулирующий клапан используются для регулирования напряжения сжатия воздуха до расчетного значения.Размер барокамеры составляет 10 см по внутренней глубине и 30 см в диаметре. Внутри напорной камеры находится пористая керамическая пластина, на которую помещается образец во время испытания. На керамических пластинах плотно распределены мелкие поры. После того, как керамическая пластина погружена в воду и пропитана, на поверхности мелких пор появляется слой усадочной пленки из-за поверхностного натяжения, позволяющий проходить воде, но предотвращая попадание воздуха в мелкие поры. Между внутренней и внешней стороной термоусадочной пленки возникает разница напряжений, и вода в образце проникает в поры керамической пластины и собирается в емкость для воды.Когда масса воды, слитой из образца, изменяется со скоростью менее 0,1 г / 24 ч (Pham, 2005), всасывание матрицы в образце и напряжение сжатия воздуха в напорной камере достигают состояния равновесия, и матрица отсос в образце равен напряжению сжатия воздуха. Это означает, что в условиях равновесия изменение степени всасывания образца во время десорбции воды можно оценить посредством мониторинга в реальном времени напряжения сжатия воздуха в напорной камере.В этом исследовании известковые илистые пески с разным содержанием мелких фракций потребовалось 4–5 дней для достижения равновесного состояния при различных напряжениях сжатия воздуха. Во время испытания вода, слитая из образца, полностью собирается резервуаром для воды, и предполагается, что объем образца остается постоянным во время испытания. Контролируя количество воды в контейнере при каждом уровне напряжения сжатия воздуха в режиме реального времени, в этом исследовании была получена взаимосвязь между объемным содержанием воды и всасыванием материала, т.е.е., SWCC.

РИСУНОК 3 . Принципиальная схема аппарата с прижимной пластиной.

Программа испытаний

Испытания на десорбцию воды проводились на образцах с различным содержанием мелких частиц. В общем, прочность соединения известковых илистых песков низкая, и при низкой плотности в сухом состоянии образцам трудно принимать форму при насыщении. В этом исследовании образцы с различным содержанием мелких частиц были испытаны при плотности в сухом состоянии 1,52 г / см ³ (как показано в таблице 2).Чтобы прояснить влияние сухой плотности на SWCC известкового илистого песка, известковые илистые пески с сухой плотностью 1,44 г / см ³ , 1,57 г / см ³ и 1,63 г / см ³ были испытаны с помощью содержание мелочи составляло 20%, и образцы были названы CSS7, CSS8 и CSS9 соответственно (как показано в таблице 2).

ТАБЛИЦА 2 . Экспериментальная схема испытаний десорбции воды.

Известковый песок, собранный с места отбора проб, сначала сушили при 105 ° C, а затем охлаждали до комнатной температуры (т.е.е., 25 ° С). Просеивание проводили для получения мелких частиц ( d 0,075 мм) и крупных частиц ( d = 0,075–0,25 мм). Масса образца определялась на основе плотности в сухом состоянии и размера образца (т.е. диаметр 61,8 мм, высота 20 мм). В сочетании с массой образца и содержанием мелких частиц ( C _F ) масса крупных частиц ( d = 0,075–0,25 мм) и мелких частиц ( d ＜ 0,075 мм) в образце составляла определяется соответственно.Грубые и мелкие частицы в образце были равномерно смешаны, и образцу придали форму режущего кольца путем сжатия. Были приготовлены образцы с различным содержанием мелких частиц ( C, _F ) и плотностью в сухом состоянии ( ρ _d ), и отдельные образцы имели диаметр 61,8 мм на высоту 20 мм. Образцы фиксировали на сатураторе и пропитывали иммерсионным насыщением и вакуумным насыщением (т.е. степень насыщения ≥95%). Каждый насыщенный образец взвешивали.Массовое содержание воды ( ω ) и объемное содержание воды ( θ ) в насыщенном образце можно рассчитать с помощью уравнений 1, 2:

, где м _ω — масса воды в насыщенном образец; m _d и m _s — масса сухого и насыщенного образца соответственно; ρ _d и ρ _ω — плотность образца в сухом состоянии и плотность воды при 4 ° C.

Пористую керамическую пластину погружали в дистиллированную воду и проводили вакуумное насыщение не менее чем на 3 часа. Затем пластину горизонтально помещали в напорную камеру после того, как вода на поверхности была высушена, и была подключена дренажная линия. Затем насыщенный образец помещался на пористую керамическую пластину, и камера давления герметизировалась после того, как образец был помещен в тесный контакт с пористой керамической пластиной.

Во время испытаний напряжение сжатия воздуха в камере давления регулировалось на уровне 0, 5, 10, 20, 35, 70, 120, 300 и 750 кПа с использованием техники осевого перемещения (Li et al., 2016). Из-за напряжения сжатия воздуха вода из насыщенного образца была слита в емкость для воды, и масса воды в емкости для воды была измерена с помощью весов с точностью до 0,001 г от трех до пяти раз в день. Когда суточное изменение массы слитой воды было менее 0,1 г, было определено, что образец достиг равновесного состояния под действием текущего напряжения сжатия воздуха. Напряжение давления воздуха постепенно прикладывалось к образцу до тех пор, пока образец не достигал равновесия при давлении воздуха 750 кПа.

После испытания образец вынимали из напорной камеры и измеряли содержание воды в образце, чтобы определить массу воды в образце. Массу воды, слитой из образца при каждом уровне напряжения сжатия воздуха, вычитают из массы воды в насыщенном образце перед испытанием ( м _ω ). Рассчитанное значение массы воды в образце после испытания получается и сравнивается с соответствующим измеренным значением, после чего повторно проверяется правильность данных испытания.Масса насыщенного образца перед испытанием ( м _s ) и масса воды, слитой из образца при каждом уровне напряжения сжатия воздуха, были использованы для расчета общей массы образца при каждом уровне напряжения сжатия воздуха. ( м _л ). Объемное содержание воды в образце при каждом уровне напряжения сжатия воздуха ( θ _l ) можно рассчитать с помощью уравнения. 3:

θl = ml − mdmd × ρdρω.(3)

Классические модели характеристической кривой почвы и воды

Многие модели SWCC были предложены на основе экспериментальных результатов и различных гипотез. Среди них модель Фредлунда-Синга, модель Ван Генучена и модель Чжун Фанцзе широко применяются в геотехнической инженерии. Модель Фредлунда-Синга (Fredlund and Xing, 1994) была разработана на основе взаимосвязи между SWCC, капиллярной моделью и функцией распределения пор, которая выражается следующим образом:

θ = θs {ln [exp + (ψa) b] } c, (4)

, где θ _s — объемное содержание насыщенной воды; ψ — матричный отсос; exp — константа со значением 2.718; a , b и c , являются подгоночными параметрами, где a связаны со значением входа воздуха, и чем больше значение a , тем больше значение входа воздуха; b — параметр, связанный с крутизной SWCC на стадии перехода. По мере увеличения b поворот около точки, соответствующей значению входа воздуха на SWCC, также увеличивается. c — это параметр, связанный с матрицей всасывания на остаточной стадии, и чем меньше значение c , тем мягче SWCC на остаточной стадии (Fredlund and Xing, 1994).

Модель SWCC, предложенная Ван Генученом (1980) на основе теории Муалема, выражается как:

θ = θr + θs − θr [1+ (a1ψ) b1] c1, (5)

где θ _r — остаточное объемное содержание воды; a ₁ , b ₁ и c ₁ являются подгоночными параметрами.

Чжун (2007) предложил модель SWCC, основанную на результатах испытаний характеристик грунта и воды на кварцевом песке, выраженных следующим образом:

, где a ₂ , b ₂ , c ₂ и d являются подгоночными параметрами.

В этом исследовании SWCC известкового илистого песка был подогнан с использованием этих классических теорий, чтобы проверить их применимость для описания характеристик известкового песка «почва-вода».

Результаты и обсуждение

Влияние содержания мелких частиц

Как показано на Рисунке 4, SWCC известковых илистых песков с различным содержанием мелких частиц демонстрируют ту же тенденцию, что и SWCC терригенного ненасыщенного мелкозернистого грунта (Rao and Singh, 2010 ; Ma et al., 2015; Han et al., 2017).В зависимости от величины поступления воздуха и остаточного объемного содержания воды SWCC можно разделить на три стадии: стадию граничного эффекта ( ψ ≈ 0–5 кПа), переходную стадию ( ψ ≈ 5–10 кПа). , и остаточная стадия ( ψ ≈ 10–750 кПа) (рис. 5).

РИСУНОК 4 . Объемное содержание воды в сравнении с матричным всасыванием для известковых илистых песков с различным содержанием мелких частиц.

РИСУНОК 5 . Принципиальная схема SWCC.

SWCC известковистых илистых песков с разным содержанием мелочи существенно различались на стадии граничного эффекта ( ψ ≈ 0–5 кПа).Статистическая величина δ _ij была определена для характеристики уменьшения амплитуды объемного содержания воды в известковистом илистом песке во время постепенного увеличения всасывания матрикса с i до j , как выражено ниже:

δi− j = θi − θjj − iPa × 100%, (7)

где θ _i и θ _j — объемное содержание воды, соответствующее основным всасывающим патрубкам i и j , соответственно.Стоит отметить, что объемное содержание воды ( θ _i или θ _j ) и статистическая величина ( δ _i-j ) безразмерны. Чтобы реализовать безразмерную формулу, матрица всасывания ( i или j ) делится на стандартное напряжение атмосферного давления. P _a — стандартное напряжение атмосферного давления, то есть 101,3 кПа. Путем статистического анализа δ _0-5 образцов с различным содержанием мелких частиц (CSS1, CSS2, CSS3, CSS4, CSS5 и CSS6) на стадии граничного эффекта, δ _0-5 образцов было определено 122.13, 107,12, 96,33, 71,42, 37,05 и 19,63% соответственно. δi − j образца уменьшалось с увеличением содержания мелочи. На стадии граничного эффекта уменьшение объемного содержания воды в известковистом илистом песке с увеличением всасывания матрикса дополнительно уменьшалось с увеличением содержания мелочи. Стадия граничного эффекта соответствовала состоянию низкого всасывания матрикса, и количество и характеристики распределения больших пор, содержащих свободную воду, были основными факторами, контролирующими водоудерживающую способность образца на этой стадии.Большие поры с более высоким содержанием мелких частиц были эффективно заполнены мелкими частицами, что привело к уменьшению δi-j образца.

На переходной стадии ( ψ ≈ 5–10 кПа) объемное содержание воды в известковых илистых песках с различным содержанием мелких частиц резко снижалось с увеличением всасывания матрикса, что свидетельствует о высокой чувствительности. Когда SWCC в переходном состоянии был продлен вверх до пересечения с горизонтальной линией, соответствующей начальному объемному содержанию воды, абсцисса (т.е.е., матричное всасывание) точки пересечения представляет собой величину входа воздуха в образец (рисунок 5). Таким образом были получены значения входящего воздуха для образцов: 7,42, 7,80, 7,74, 7,85, 7,87 и 7,97 кПа соответственно. Величина поступления воздуха известкового илистого песка увеличивалась с увеличением содержания мелочи, за исключением некоторых отдельных точек. Для образцов с содержанием мелких частиц не более 50% значения на входе воздуха находились в диапазоне от 7,42 до 7,97 кПа. Поскольку величина поступления воздуха характеризует всасывание матрицы, взятой для перехода образца из квазинасыщенного состояния в ненасыщенное (Pasha et al., 2015), более высокое значение входа воздуха для образцов с более высоким содержанием мелочи предполагает, что водоудерживающая способность образцов улучшается за счет увеличения содержания мелких частиц, что затрудняет переход образца из квазинасыщенного состояния в ненасыщенное состояние. . Однако разница в значениях поступления воздуха в образцы ограничена, и вклад более высокого содержания мелких частиц в улучшение водоудерживающей способности ограничен.

На ранней остаточной стадии ( ψ ≈ 10–70 кПа) SWCC образцов значительно отличались друг от друга, и чем выше содержание мелких частиц, тем выше объемное содержание воды в образце.Например, при матричном всасывании 20 кПа объемное содержание воды CSS1 и CSS6 составляло 13,25 и 24,27% соответственно. На остаточной стадии образцы уже были переведены из ненасыщенного состояния в квазисухое состояние, а вода, слитая образцом, была капиллярной водой и связанной водой (Wu et al., 2020). Мелкие частицы в образцах улучшили водоудерживающую способность, особенно способность адсорбировать капиллярную воду (или слабосвязанную воду) в известковом илистом песке.Во время ранней остаточной стадии вода, слитая из образца, была преимущественно капиллярной; однако пористая структура образцов может обеспечить достаточное пространство для адсорбции связанной воды даже в отсутствие мелких частиц, так что связанная вода может прочно адсорбироваться на поверхности частиц (Wu et al., 2020). Таким образом, на поздней остаточной стадии SWCC образцов примерно перекрывались друг с другом ( ψ ≈ 70–750 кПа). Остаточное объемное содержание воды в CSS1, CSS2, CSS3, CSS4, CSS5 и CSS6 было 16.80, 17,83, 17,96, 18,19, 18,22 и 16,48% соответственно. За исключением некоторых отдельных точек, остаточное объемное содержание воды в известковистом илистом песке увеличивалось с увеличением содержания мелких частиц, указывая на то, что количество мелких пор, содержащих капиллярную воду и связанную воду внутри образцов, увеличивалось с увеличением содержания мелких частиц и водоудерживающей способности известково-алевритовый песок увеличился. Однако при содержании мелких частиц не более 50% различия в объемном остаточном содержании воды между образцами были чрезвычайно малы, и максимальное отклонение между ними составляет 1.74%, что указывает на то, что увеличение содержания мелких частиц может улучшить водоудерживающую способность известкового илистого песка лишь в ограниченной степени, что согласуется с выводами существующих исследований (Al-Badran and Schanz, 2009; Dolinar, 2015; Jiang et al. ., 2020). Кроме того, небольшая разница в размере между крупными и мелкими частицами также может быть основной причиной этого явления.

Рисунок 4 также показывает, что начальные объемные содержания воды в известковых илистых песках с различным содержанием мелких фракций мало отличаются; однако с увеличением содержания мелких частиц начальное объемное содержание воды в известковом илистом песке имеет тенденцию к снижению.Это экспериментальное явление можно объяснить микроскопической структурой известковистого илистого песка. Почва состоит из твердого вещества, жидкости и газа. Когда известковый илистый песок находится в насыщенном состоянии, внутри находятся только твердый и жидкий двухфазный материал. В это время поровая вода существует в порах известковых илистых песков в виде связанной воды, капиллярной воды и свободной воды. Среди них свободная вода составляет большую долю в порах воды и в основном существует в больших порах; доля связанной воды и капиллярной воды в поровой воде мала, и она в основном находится в небольших порах (Wu et al., 2020). С увеличением содержания мелких частиц в известково-алевритовом песке крупные поры уменьшаются, а мелкие — увеличиваются. Соответственно, содержание свободной воды уменьшается, в то время как общее содержание воды и капиллярной воды увеличивается. С увеличением содержания мелких частиц уменьшение содержания свободной воды больше, чем увеличение содержания связанной воды и капиллярной воды, в результате чего объемное содержание воды в известковистом илистом песке в насыщенном состоянии (т. Е. Начальное объемное содержание воды) не возрастают с увеличением содержания штрафов.

Влияние начальной плотности в сухом состоянии

На рисунке 6 показаны SWCC известкового илистого песка с содержанием мелочи 20% при различной плотности в сухом состоянии (CSS3, CSS7, CSS8 и CSS9). SWCC образцов отличаются друг от друга в первую очередь стадией граничного эффекта ( ψ ≈ 0–5 кПа) и остаточной стадией ( ψ ≈ 10–750 кПа). Напротив, на переходной стадии ( ψ ≈ 5–10 кПа) КЗК образцов примерно перекрывались друг с другом.

РИСУНОК 6 .Объемное содержание воды в сравнении с показателем всасывания для известковых илистых песков с различной плотностью в сухом состоянии.

На стадии граничного эффекта ( ψ ≈ 0–5 кПа) значения δ _0-5 CSS7, CSS3, CSS8 и CSS9 составили 145,79%, 96,33, 48,28 и 36,15%, соответственно. δ _ij известкового илистого песка с таким же содержанием мелочи уменьшалось с увеличением сухой плотности, что позволяет предположить, что уменьшение амплитуды объемного содержания воды в известковистом илистом песке с увеличением всасывания матрикса дополнительно уменьшалось с увеличением сухой плотности из-за количество крупных пор, содержащих свободную воду, уменьшается с увеличением плотности в сухом состоянии.

На переходной стадии ( ψ ≈ 5–10 кПа) значения входящего воздуха CSS7, CSS3, CSS8 и CSS9 составляли 7,43, 7,74, 7,86 и 7,92 кПа соответственно. Чем выше сухая плотность известковистого илистого песка, тем больше воздухозаборник. Образцам с более высокой плотностью в сухом состоянии труднее перейти из квазинасыщенного состояния в ненасыщенное. Количество более крупных пор, содержащих свободную воду, в образцах с более высокой плотностью в сухом состоянии меньше, и связь с водой хуже; следовательно, воде труднее стекать из образца.В результате для перехода образца из квазинасыщенного состояния в ненасыщенное состояние потребуется большее всасывание матрикса.

На остаточной стадии ( ψ ≈ 10–750 кПа) остаточное объемное содержание воды в образцах составляло 16,19, 17,96, 17,82 и 19,89% соответственно, что указывает на то, что остаточное объемное содержание воды в образце увеличивается с увеличением увеличение сухой плотности. Как обсуждалось выше, вода, слитая из образца на остаточной стадии, была капиллярной водой и связанной водой.В образцах с более высокой плотностью в сухом состоянии больше частиц почвы, что может обеспечить большее пространство для адсорбции (например, поры на поверхности частиц и небольшие поры между частицами) для капиллярной воды и связанной воды (Wu et al., 2020).

Применимость классических моделей

SWCC известкового илистого песка в различных условиях испытаний был подобран с использованием моделей, описанных выше. Установлено, что все эти модели применимы для описания SWCC известкового илистого песка с точки зрения общего тренда.Среди них наилучший результат подгонки модели Фредлунда-Ксинга к SWCC образцов. Когда модель Чжун Фанцзе использовалась для соответствия экспериментальным результатам образцов, SWCC был приблизительно горизонтальным на остаточной стадии, что противоречит измеренному результату, согласно которому объемное содержание воды в известковистом илистом песке имеет тенденцию к снижению с увеличением всасывания матрикса. в остаточной стадии (рисунок 7). Тенденция развития SWCC связана с размером и количеством пор в образце (Alves et al., 2020; Данешян и др., 2021). Модель Чжун Фанцзе (Zhong, 2007) предложена на основе результатов измерения характеристик воды и почвы для кварцевого песка. В частицах кварцевого песка почти нет внутренних пор, а на поверхности частиц кварцевого песка всего несколько внешних пор, поэтому изменение SWCC кварцевого песка на остаточной стадии зависит от пор между частицами. Напротив, для известкового песка как внешние поры, распределенные на поверхности частиц, так и внутренние поры внутри частиц многочисленны, и эти поры, в которых могла бы находиться вода, улучшают водоудерживающую способность известкового песка.Кроме того, из-за разложения карбоната кальция известковый песок также несет определенное количество минеральных ионов, которые обладают сильной способностью адсорбировать воду в образце на остаточной стадии (Wu et al., 2020). Следовательно, характеристики воды и почвы известкового песка отличаются от характеристик кварцевого песка на остаточной стадии, и результат аппроксимации модели Чжун Фанцзе (Zhong, 2007) неудовлетворителен по сравнению с другими моделями.

РИСУНОК 7 . Результаты подгонки SWCC CSS5 по разным моделям.

В таблице 3 приведены значения параметров аппроксимации модели Фредлунда-Ксинга для SWCC известковых илистых песков с различным содержанием мелочи. Согласно Таблице 3, 1) и увеличиваются с увеличением содержания мелочи, что согласуется с измеренными выше значениями поступления воздуха для известковых илистых песков с различным содержанием мелочи. 2) b резко уменьшалось с увеличением содержания мелочи, указывая на то, что с увеличением содержания мелочи наклон SWCC известкового илистого песка постепенно уменьшался, и SWCC становился более пологим на переходной стадии.Диапазон всасывания матрицы, соответствующий SWCC переходной стадии, расширился из-за увеличения содержания мелких частиц, что указывает на увеличение всасывания матрицы для перехода пробы на остаточную стадию. 3) c увеличивались с увеличением содержания мелочи, и SWCC образцов на остаточной стадии становились более крутыми, что соответствует изменению SWCC образцов на ранней остаточной стадии (Рисунок 4). Количество мелких пор и водоудерживающая способность образца увеличивается с увеличением содержания мелких частиц; следовательно, это затрудняет достижение абсолютно сухого состояния известковистому илистому песку.4) На переходной стадии и поздней остаточной стадии SWCC образцов приблизительно перекрывались друг с другом, что позволяет предположить, что значения b и c были очень чувствительны к вариациям SWCC (рис. 4). Диапазон изменения трех параметров также показал, что b более чувствителен к изменению содержания мелких частиц.

ТАБЛИЦА 3 . Параметры модели Fredlund-Xing, соответствующие SWCC известковых илистых песков с различным содержанием мелочи.

В таблице 4 показаны значения параметров модели Фредлунда-Синга при использовании для подбора SWCC известковых илистых песков с различной плотностью в сухом состоянии. Было обнаружено, что 1) a увеличивались с увеличением плотности в сухом состоянии, что согласуется с приведенным выше результатом измерений, согласно которому величина поступления воздуха известкового илистого песка увеличивалась с увеличением плотности в сухом состоянии. 2) b не обнаружил явной закономерности с увеличением плотности в сухом состоянии. Однако среди трех параметров b наиболее существенно изменились с увеличением плотности в сухом состоянии.3) c изменились лишь незначительно с изменением сухой плотности, что согласуется с наблюдением, что SWCC известковых илистых песков с различной сухой плотностью были примерно параллельны на остаточной стадии (Рисунок 6).

ТАБЛИЦА 4 . Параметры модели Фредлунд-Ксинга подходят для SWCC известковых илистых песков с различной сухой плотностью.

Модель характеристической кривой почва-вода для известковистого илистого песка

Путем анализа данных в таблице 3 связь между a, b и c и содержанием мелких частиц ( C _F ) показана на рисунке. 8 и может быть выражено следующим образом:

, где y ₁ , A ₁ и B ₁ являются подгоночными параметрами.

РИСУНОК 8 . Связь между параметрами моделирования SWCC и содержанием штрафов: (A) a по сравнению с C _F ; (B) b по сравнению с C _F ; (C) c по сравнению с C _F .

На рисунке 9 показано соотношение между плотностью в сухом состоянии ( ρ _d ) и параметром a , которое выражается следующим образом:

, где y ₂ , A ₂ , и B ₂ — параметры подгонки.

РИСУНОК 9 . Связь между параметром моделирования SWCC (A) и сухой плотностью.

Комбинируя уравнения 8, 9, получают следующие формулы расчета параметров для модели Фредлунда-Синга, которая подходит для оценки характеристик воды и почвы известковых илистых песков с различным содержанием мелких частиц и плотностью в сухом состоянии:

a = [( 4,968 + 0,00146exp0,152CF) × (21,96−24,67ρd ​​+ 8,88ρd2)] 0,5, (10) b = −4,322 + 76,777exp − 0,05CF, (11) c = 0,325 + 0,00145exp0.112CF. (12)

Путем подбора объемного содержания насыщенной воды ( θ _с ) и содержания мелких частиц ( C _F ) известковых илистых песков с различным содержанием мелких частиц (рис. 10A), Следующее уравнение получено для расчета объемного содержания насыщенной воды ( θ _s ) известкового илистого песка на основе содержания мелких частиц:

θs = 0,48−0,00855expCF24,37. (13)

РИСУНОК 10 .Соотношение между объемным содержанием насыщенной воды, содержанием мелких частиц и плотностью в сухом состоянии: (A) объемное содержание насыщенной воды в зависимости от содержания мелких частиц; (B) объемное содержание насыщенной воды в зависимости от плотности в сухом состоянии.

Аналогичным образом, аппроксимируя объемное содержание насыщенной воды ( θ _с ) и сухую плотность ( ρ _d ) известковых илистых песков с различной сухой плотностью (рис. 10B), следующее уравнение для расчета объемного содержания насыщенной воды ( θ _s ) известкового илистого песка на основе сухой плотности:

θs = 0.956−0,328ρd. (14)

Объединение уравнений 13, 14 дает соотношение между объемным содержанием насыщенной воды ( θ _s ), содержанием мелких частиц ( C _F ) и сухой плотностью. ( ρ _d ):

θs = [(0,956–0,328ρd) × (0,48–0,00855expCF24,37)] 0,5. (15)

Подставляя уравнения 10–12, 15 в уравнение. 5, получена следующая формула для расчета объемного содержания воды ( θ ) в известковистых илистых песках с различными матрицами всасывания ( ψ ) на основе содержания мелких частиц и плотности в сухом состоянии:

θ = θs (ρd, CF) {ln [exp + (ψa (ρd, CF)) b (CF)]} c (CF), (16)

где θs (ρd, CF) и a (ρd, CF) — выражения, содержащие плотность в сухом состоянии ( ρ _d ) и мелкого содержания ( C _F ) соответственно.b (CF) и c (CF) — выражения, содержащие мелкодисперсный состав ( C _F ), соответственно.

Предложенная модель SWCC была использована для расчета объемного содержания воды в известковых илистых песках с различным содержанием мелких частиц и плотностью в сухом состоянии при различных матрицах всасывания, а применимость модели для характеристики SWCC известкового илистого песка была оценена с использованием соотношения между расчетные и измеренные значения (таблица 5). Значения, рассчитанные по формуле.16 были близки к результатам измерений, а соотношение между расчетными и измеренными результатами находится в диапазоне от 0,43 до 1,22, что указывает на то, что предложенная модель может соответствовать SWCC известкового песка. Форма частиц, режим нагружения давлением и многие другие факторы также влияют на характеристики известкового илистого песка почвенно-водные. Что касается математической основы, на которой разрабатываются уравнения для расчета объемного содержания воды в известковистом илистом песке, необходимо также изучить законы его изменения с различными параметрами, а также их математические корреляции.Необходимо провести соответствующие исследования, чтобы заложить прочную теоретическую основу для разработки эмпирической формулы, универсально применимой для оценки SWCC для различных типов известковых песков.

ТАБЛИЦА 5 . Сравнение расчетных и измеренных значений объемного содержания воды.

Заключение

Для изучения влияния содержания мелких частиц и плотности в сухом состоянии на характеристики известкового илистого песка была проведена серия испытаний характеристик воды и почвы.Была подтверждена применимость трех моделей SWCC для известкового илистого песка, и на основе результатов измерений была предложена модель SWCC для известково-алевритового песка с учетом содержания мелких частиц и плотности в сухом состоянии.

На стадии граничного эффекта количество крупных пор в известковистом илистом песке значительно уменьшается с увеличением содержания мелких частиц; поэтому SWCC образцов значительно различаются. Для образцов с содержанием мелких частиц не более 50% значения на входе воздуха находились в диапазоне от 7.От 42 до 7,97 кПа. На ранней остаточной стадии, чем выше содержание мелких частиц, тем больше объемное содержание воды в образцах, поскольку количество мелких пор в известковистом илистом песке увеличивается. Однако на поздней остаточной стадии разница в SWCC образцов незначительна, что в первую очередь может быть связано с пористой мезоструктурой известково-алевритового песка.

Количество крупных пор в известковистом илистом песке значительно уменьшилось с увеличением сухой плотности.Следовательно, уменьшающаяся амплитуда объемного содержания воды в известковистом илистом песке высокой сухой плотности с увеличением всасывания матрикса упала на стадии граничного эффекта. Для известкового илистого песка с плотностью в сухом состоянии 1,44–1,63 г / см ³ значения поступления воздуха увеличивались с увеличением плотности в сухом состоянии и составляли от 7,43 до 7,92 кПа. Адсорбционные пространства для капиллярной воды и связанной воды в образце увеличивались с увеличением плотности в сухом состоянии, в результате чего водоудерживающая способность образца на остаточной стадии улучшалась.

Среди трех классических моделей SWCC модель Fredlund-Xing лучше всего подходит для SWCC известкового илистого песка. В модели Fredlund-Xing параметр b наиболее чувствителен к изменениям содержания мелких частиц и плотности в сухом состоянии.

На основе модели Fredlund-Xing и результатов измерений была предложена модель SWCC, учитывающая влияние содержания мелких частиц и плотности в сухом состоянии. Эта новая модель может быть использована для описания характеристик воды и почвы известковых илистых песков с различным содержанием мелких частиц и плотностью в сухом состоянии.

Заявление о доступности данных

Оригинальный вклад, представленный в исследовании, включен в статью / дополнительный материал, дальнейшие запросы могут быть направлены соответствующим авторам.

Вклад авторов

Все перечисленные авторы внесли существенный, прямой и интеллектуальный вклад в работу и одобрили ее для публикации.

Финансирование

Эта работа финансировалась Национальным фондом естественных наук Китая (№41772336 и 41877271), а также Программу стратегических приоритетных исследований Китайской академии наук (№ XDA13010301). Вся их поддержка признательна.

Конфликт интересов

Авторы заявляют, что исследование проводилось в отсутствие каких-либо коммерческих или финансовых отношений, которые могли бы быть истолкованы как потенциальный конфликт интересов.

Примечание издателя

Все претензии, выраженные в этой статье, принадлежат исключительно авторам и не обязательно относятся к их аффилированным организациям или заявлению издателя, редакторов и рецензентов.Любой продукт, который может быть оценен в этой статье, или заявление, которое может быть сделано его производителем, не подлежат гарантии или одобрению со стороны издателя.

Источники

Аль-Бадран Ю. и Шанц Т. (2009). «Характеристическая кривая почвенных вод и уплотнение мелкозернистых почв», в материалах 4-й Азиатско-Тихоокеанской конференции по ненасыщенным почвам, Ньюкасл, Австралия, 23–25 ноября.

Google Scholar

Алвес, Р. Д., Гитирана, Г. Д. Н. и Ванапалли, С. К.(2020). Достижения в моделировании характеристической кривой почва-вода с использованием анализа масштабов пор. Comput. Геотех. 127, 103788. doi: 10.1016 / j.compgeo.2020.103766

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Anggraini, V., Asadi, A., Syamsir, A., and Huat, B. B. K. (2017). Прочность на изгиб при трехточечном изгибе тропической морской почвы, обработанной цементом, армированной обработанным известью натуральным волокном. Измерение 111, 158–166. doi: 10.1016 / j.measurement.2017.07.045

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Brooks, R.и Кори А. (1964). Гидравлические свойства пористых сред. Hydrol. Пап. №3. Гидрол. Пап. 3, 892–898.

Google Scholar

Chen, B., and Hu, J.-M. (2020). Фрактальное поведение кораллового песка во время ползучести. Фронт. Науки о Земле. 8, 134. doi: 10.3389 / feart.2020.00134

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Данешян Б., Хабибагахи Г. и Никоои Э. (2021 г.). Определение ненасыщенной гидравлической проводимости песчаных грунтов: новый подход к сети пор. Acta Geotech. 16, 449–466. doi: 10.1007 / s11440-020-01088-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Долинар, Б. (2015). Прогноз характеристической кривой почва-вода по удельной поверхности мелкозернистых почв. Бык. Англ. Геол. Environ. 74, 697–703. doi: 10.1007 / s10064-014-0664-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Fredlund, D. G., and Xing, A. (1994). Уравнения характеристической кривой почва-вода. Кан.Геотех. J. 31, 521–532. doi: 10.1139 / t94-061

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Gallage, C.PK, and Uchimura, T. (2010). Влияние плотности сухого вещества и гранулометрического состава на характеристические кривые почва-вода песчаных почв. Грунты и фундаменты 50, 161–172. doi: 10.3208 / sandf.50.161

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Гарднер, В. Р. (1957). Некоторые стационарные решения уравнения потока ненасыщенной влаги применительно к эвапотранспирации из грунтовых вод. Почвоведение. 85, 228–232.

Google Scholar

Хан, З., Ванапалли, С. К., и Цзоу, В.-л. (2017). Комплексные подходы к прогнозированию характеристической кривой грунт-вода и модуля упругости уплотненных мелкозернистых грунтов земляного полотна. Кан. Геотех. J. 54, 646–663. doi: 10.1139 / cgj-2016-0349

CrossRef Полный текст | Google Scholar

He, K., and Ye, J. (2021). Физическое моделирование динамики волнореза, построенного на основе восстановленного кораллового известнякового песка в Южно-Китайском море — волна цунами. Бык. Англ. Геол. Environ. 80, 3315–3330. doi: 10.1007 / s10064-021-02122-8

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Houston, S., Houston, W., and Wagner, A. (1994). Лабораторные измерения всасывания фильтровальной бумаги. Geotech. Тестовое задание. J. 17, 185–194.

Google Scholar

Ху, М. Дж., Чжан, К. Ю., Цуй, X., Ли, К. Ю. и Тан, Дж. Дж. (2019). Экспериментальное исследование капиллярного подъема и влияющих факторов в известковых песках. Rock Soil Mech. 40, 4157–4164. doi: 10.16285 / j.rsm.2018.1473

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Jiang, X., Wu, L., and Wei, Y. (2020). Влияние содержания мелкозернистых частиц на характеристическую кривую «почва-вода» ненасыщенных почв. Geotech. Геол. Англ. 38, 1371–1378. doi: 10.1007 / s10706-019-01096-5

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Kawai, K., Kato, S., and Karube, D. (2000). «Модель кривой водоудержания, учитывающая влияние коэффициента пустотности», в трудах Азиатской конференции по ненасыщенным почвам, 329–334.

Google Scholar

Ли, С. К., Цзя, Х. Дж., Ван, X. X. и Цуй, К. (2016). Ограничение и анализ ошибок метода перемещения оси для измерения и контроля всасывания в матрице. Rock Soil Mech. 37, 3089–3095. doi: 10.16285 / j.rsm.2016.11.007

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Li, Y.J., Guo, Z., Wang, L.Z., Ye, Z., Shen, C.F. и Zhou, W.J. (2021). Поведение при сдвиге на границе раздела между известковистым песком, обработанным MICP, и сталью. Дж.Матер. Civil Eng. 33, 04020455. doi: 10.1061 / (asce) mt.1943-5533.0003549

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ma, T. T., Wei, C. F., Chen, P., and Xia, X. L. (2015). Экспериментальное исследование влияния раствора NaCl на характеристики почвенных вод. Rock Soil Mech. 36, 2831–2836. doi: 10.16285 / j.rsm.2015.10.012

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ng, C. W. и Pang, Y. W. (2000). Экспериментальные исследования водно-грунтовых характеристик вулканической почвы. Кан. Геотех. J. 37, 1252–1264. doi: 10.1139 / t00-056

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Нурул, З., Мохд, Ю. Н. З., Мохаммед, А. Б. М., Аминатон, М., Хамонанган, Х. И. С., Сафуан, А. Р. А. (2019). Измерение технических свойств морской глины, обработанной с удаленными гранитными отходами. Измерение 131, 50–60.

Google Scholar

Паша А. Ю., Хошгалб А. и Халили Н. (2015). «Распространенные ошибки в определении значения поступления воздуха на основе характеристической кривой почва-вода на основе гравиметрической влажности», в материалах 6-й Азиатско-Тихоокеанской конференции по ненасыщенным почвам, Гуйлинь, Китай, 23–26 октября.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Pham, Q.H. (2005). Объемно-массовая конститутивная модель ненасыщенных почв . Кандидатская диссертация (Саскатун: Университет Саскачевана).

Рао Б. Х., Сингх Д. Н. (2010). Построение характеристической кривой грунт-вода для мелкозернистого грунта на основе электрических измерений. J. Geotech. Geoenviron. Англ. 136, 751–754. doi: 10.1061 / (asce) gt.1943-5606.0000267

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шен, Дж.Х., Ван, X., Лю, В. Б., Чжан, П. Ю., Чжу, К. К., и Ван, X. Z. (2020a). Экспериментальное исследование поведения известкового песчаника при мезоскопическом сдвиге с использованием метода цифровой визуализации. Adv. Civ. Англ. 2020, 8881264. doi: 10.1155 / 2020/8881264

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шэнь, Дж., Ву, Х. и Чжан, Ю. (2017). Оценка оседания волнолома, построенного на рыхлом песчаном основании морского дна: упругая модель или упруго-пластическая модель. Внутр. J. Военно-морская архитектура Ocean Eng. 9, 418–428. doi: 10.1016 / j.ijnaoe.2016.11.006

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Шэнь, Дж., Сюй, Д., Лю, З., и Вэй, Х. (2020b). Влияние напряжения характеристик частиц на механические свойства цементного раствора с коралловым песком. Construction Building Mater. 260, 119836. doi: 10.1016 / j.conbuildmat.2020.119836

CrossRef Полный текст | Google Scholar

SL237–2019 (2019 г.). Спецификация испытаний почвы . Национальный стандарт Китайской Народной Республики.(на китайском языке).

Песня, Ю.-С. (2014). Напряжение всасывания в ненасыщенном песке при различной относительной плотности. Eng. Геология. 176, 1–10. doi: 10.1016 / j.enggeo.2014.04.002

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Stange, C.F., and Horn, R. (2005). Моделирование кривой влагоудержания почвы для условий переменной пористости. Зона Вадоза J. 4, 602–613. doi: 10.2136 / vzj2004.0150

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Tao, G., Chen, Y., Конг, Л., Сяо, Х., Чен, К., и Ся, Ю. (2018). Простая фрактальная модель характеристических кривых почва-вода, учитывающая влияние начальных соотношений пустот. Energies 11, 1419. doi: 10.3390 / en11061419

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Van Genutchen, M. T. (1980). Уравнение близкой формы для прогнозирования гидравлической проводимости ненасыщенных почв. Почвоведение. Soc. Являюсь. J. 44, 892–898.

Google Scholar

Vanapalli, S.К., Фредлунд, Д. Г., и Пуфаль, Д. Э. (2001). Влияние структуры почвы и истории напряжений на водно-грунтовые характеристики уплотненной почвы. Géotechnique 51, 573–576. doi: 10.1680 / geot.51.6.573.40456

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Cui, J., Wu, Y., Zhu, C., and Wang, X. (2020c). Механические свойства известковых илов гидрозаполненного острова-рифа. Мар. Георесурсы Геотехнология 39, 1–14. doi: 10.1080 / 1064119X.2020.1748775

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Цуй, Дж., Чжу, К.-К., Ву, Ю. и Ван, X.-Z. (2021 г.). Экспериментальное исследование механического поведения известковых песков при многократных нагружениях-разгрузках. Бык. Англ. Геол. Environ. 80, 3097–3113. doi: 10.1007 / s10064-021-02119-3

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Wang, X.-Z., Zhu, C.-Q., and Meng, Q.-S. (2019b). Испытания на сдвиг границ раздела между известковым песком и сталью. Мар. Георесурсы Геотехнология 37, 1095–1104. DOI: 10.1080 / 1064119x.2018.1529845

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Wu, Y., Cui, J., Zhu, C.-Q., and Wang, X.-Z. (2020b). Характеристики формы кораллового песка Южно-Китайского моря. Jmse 8, 803. doi: 10.3390 / jmse8100803

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Zhu, C.-Q., and Wang, X.-Z. (2020a). Экспериментальное исследование коэффициента бокового давления покоя для известняковых почв. Мар. Георесурсы Геотехнология 38, 989–1001.doi: 10.1080 / 1064119x.2019.1646361

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wang, X., Zhu, C.-Q., Wang, X.-Z., and Qin, Y. (2019a). Исследование поведения дилатансии известковых почв в трехосном тесте. Мар. Георесурсы Геотехнология 37, 1057–1070. doi: 10.1080 / 1064119x.2018.1526236

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wei, H. Z., Zhao, T., Meng, Q.S, Wang, X. Z., and Zhang, B. (2019). Количественная оценка морфологии известковых песков с помощью анализа динамических изображений. Внутр. J. Geomech. 20, 04020020.

Google Scholar

Уильямс Дж., Прибл Р. Э. и Уильямс У. Т. (1983). Влияние текстуры, структуры и минералогии глин на влажностные характеристики почв. Aust. J. Soil Res. 21, 15–32.

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Wu, Y., Wang, X., Shen, J.-H., Cui, J., Zhu, C.-Q., and Wang, X.-Z. (2020). Экспериментальное исследование влияния содержания воды на прочностные характеристики кораллового гравийного песка. Jmse 8, 634. doi: 10.3390 / jmse80

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Xiao, P., Liu, H. L., Xiao, Y., Stuedlein, A. W., and Matthew Evans, T. (2019). Стойкость биоцементированного известкового песка к разжижению. Soil Dyn. Earthq. Англ. 107, 9–19.

Google Scholar

Сяо, Ю., Лю, Х., Чен, К., Ма, К., Сян, Ю., и Чжэн, Ю. (2017). Разрушение и деформация карбонатных песков с широким диапазоном плотностей в процессе нагружения сжатием. Acta Geotech. 12, 1177–1184. doi: 10.1007 / s11440-017-0580-y

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Ye, J., Zhang, Z., and Shan, J. (2019). Статистический метод определения коэффициента сопротивления нелинейному пористому течению в известково-песчаных грунтах. Бык. Англ. Геол. Environ. 78, 3663–3670. doi: 10.1007 / s10064-018-1330-6

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Yu, D., Ye, J., and Yao, L. (2020). Прогнозирование долговременного оседания сооружений, построенных на мелиорированном острове кораллового рифа: взлетно-посадочная полоса для самолетов. Бык. Англ. Геол. Environ. 79, 4549–4564. doi: 10.1007 / s10064-020-01866-z

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Чжун, Ф. Дж. (2007). Исследование напорных характеристик газового коллектора и механического воздействия траектории напряжений для неглубоких газовых песков . Магистерская диссертация (Ухань: Институт механики горных пород и грунтов Китайской академии наук, 2007). (на китайском языке).

Чжоу, А.-Н., Шэн, Д., и Картер, Дж. П. (2012). Моделирование влияния начальной плотности на характеристические кривые почва-вода. Géotechnique 62, 669–680. doi: 10.1680 / geot.10.p.120

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhou, A.-N., Sheng, D., and Li, J. (2014). Моделирование водоудержания и изменения объема ненасыщенных почв в неизотермических условиях. Comput. Геотехника 55, 1–13. doi: 10.1016 / j.compgeo.2013.07.011

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Zhou, W.-H., Garg, A., and Garg, A. (2016). Исследование объемного содержания воды на основе плотности, всасывания и начального содержания воды. Измерение 94, 531–537. doi: 10.1016 / j.measurement.2016.08.034

CrossRef Полный текст | Google Scholar

Прочностные и деформационные характеристики илистого песка, улучшенные с помощью гравия

Эйерс, П. Д. (1987). «Влияние влаги и плотности на параметры прочности грунта на сдвиг для крупнозернистых грунтов». Подразделение энергетики и машинного оборудования, ASAE , Vol. 30, № 5, с. 1282–1287.

Google ученый

Багерзаде-Халхали, А.и Миргасеми А.А. (2009). «Численные и экспериментальные эксперименты на прямой сдвиг для крупнозернистых грунтов». Партикуология, Elsevier , Vol. 7, № 1, с. 83–91, DOI: 10.1016 / j.partic.2008.11.006.

Артикул Google ученый

Чанг, В. Дж. И Фантачанг, Т. (2016). «Влияние содержания гравия на сопротивление сдвигу гравийных грунтов». Engineering Geology, Elsevier , Vol. 207, стр. 78–90, DOI: 10.1016 / j.enggeo.2016.04.015.

Артикул Google ученый

Чарльз, Дж. А. и Уоттс, К. С. (1980). «Влияние ограничивающего давления на прочность на сдвиг уплотненной каменной наброски». Geotechnique , Vol. 30, № 4, с. 353–367, DOI: 10.1680 / geot.1980.30.4.353.

Артикул Google ученый

Чен, Х. З. (1994). «Исследование прочности крупнозернистой почвы и силы сцепления.” Инженерная механика , Vol. 11, № 4, с. 56–63.

Артикул Google ученый

Дин, С. Ю., Цай, З. Г., и Линг, Х. (2010). «Прочностно-деформационные характеристики и критическое состояние горной насыпи». Китайский журнал геотехнической инженерии , Vol. 32, № 2, с. 248–252.

Google ученый

Дункан, Дж. М. (1970). «Нелинейный анализ напряжений и деформаций в грунтах. Журнал отдела механики грунтов и фундамента , Vol. 96, № 5, с. 1629–1653.

Google ученый

Элдин, Б.С., Дупла, Дж. К., Франк, Р., и Каноу, Дж. (2010). «Механическая характеристика матричных крупнозернистых грунтов с помощью крупногабаритного трехосного устройства». Канадский геотехнический журнал, NRC , Vol. 47, No. 4, pp. 425–438, DOI: 10.1139 / T09-113.

Артикул Google ученый

Fu, W.X., Zheng, X., Lei, X. Z., и Deng, J.H. (2015). «Использование модифицированного аппарата прямого сдвига для изучения влияния зазора и размера на сопротивление сдвигу крупнозернистого грунта». Партикуология, Elsevier , Vol. 23, № 6, с. 82–89, DOI: 10.1016 / j.partic.2014.11.013.

Артикул Google ученый

Индраратна Б., Ионеску Д. и Кристи Х. Д. (1998). «Поведение железнодорожного балласта при сдвиге на основе крупномасштабных трехосных испытаний.” Журнал геотехнической и геоэкологической инженерии , Vol. 124, № 5, с. 439–449.

Артикул Google ученый

Индраратна Б. и Салим В. (2002). «Моделирование разрушения частиц грубых заполнителей с учетом прочности и дилатансии». Геотехническая инженерия , Vol. 155, № 4, стр. 601–608, DOI: 10.1680 / geng.2002.155.4.243.

Google ученый

Индраван, И.Г. Б., Рахардджо, Х. и Леонг, Э. К. (2006). «Влияние крупнозернистых материалов на свойства остаточного грунта». Engineering Geology, Elsevier , Vol. 82, № 3, стр. 154–164, DOI: 10.1016 / j.enggeo.2005.10.003.

Артикул Google ученый

Ли, Ю. Ю., Инь, К. Л., Чай, Б., и Чжан, Г. Р. (2008). «Исследование статистических правил прочности на сдвиг грунта в зоне оползня в районе водохранилища Трех ущелий».” Китайская механика горных пород и грунтов , Vol. 29, № 5, с. 1420–1429, DOI: 10.3969 / j.issn.1000-7598.2008.05.053.

Google ученый

Лю С. Х. (2009). «Применение устройства прямого сдвига на месте для измерения прочности на сдвиг материалов каменного заполнения». Наука о воде и инженерия , Vol. 2, № 3, с. 48–57, DOI: 10.3882 / j.issn.1674-2370.2009.03.005.

Google ученый

Лю М.К., Гао, Ю. Ф., и Лю, Х. Л. (2003). «Крупномасштабные трехосные испытания на деформационные и прочностные характеристики каменных набросков». Chinses Journal of Rock Mechanics and Engineering , Vol.22, No. 7, pp. 1104–1111, DOI: 10.3321 / j.issn: 1000-6915.2003.07.011.

Google ученый

Махинроста Р. и Пурджафар А. (2017). «Влияние напряженного состояния и гранулометрического состава на снижение напряжений песчаных грунтов при насыщении.” Строительные и строительные материалы, Elsevier , Vol. 150, стр. 1–13, DOI: 10.1016 / j.conbuildmat.2017.05.177.

Артикул Google ученый

Макбул, С. и Косеки, Дж. (2010). «Крупномасштабные трехосные испытания для изучения влияния энергии уплотнения и большой истории циклических нагрузок на поведение гравия при сдвиге». Грунты и фундаменты , Vol. 50, No. 5, pp. 633–644, DOI: 10.3208 / sandf.50.633.

Артикул Google ученый

Панушка, Ю.и Франковска Дж. (2016). «Влияние коэффициента пустотности на модуль сдвига при малых деформациях G max для крупнозернистых грунтов». Procedure Engineering, Elsevier , Vol. 161, стр. 1235–1239, DOI: 10.1016 / j.proeng.2016.08.554.

Артикул Google ученый

Рахардджо, Х., Индраван, И. Г. Б., Леонг, Э. К. и Йонг, В. К. (2008). «Влияние крупнозернистого материала на гидравлические свойства и сопротивление сдвигу верхнего слоя почвы». Engineering Geology, Elsevier , Vol.101. С. 165–173, DOI: 10.1016 / j.enggeo.2008.05.001.

Артикул Google ученый

Ши, В. К., Чжу, Дж. Г., Чиу, К. Ф., и Лю, Х. Л. (2010). «Прочность и деформационное поведение крупнозернистого грунта при истинных трехосных испытаниях». Журнал Центрального Южного технологического университета, Springer , Vol. 17, No. 5, pp. 1095–1102, DOI: 10.1007 / s11771-010-0602-5.

Артикул Google ученый

SL 237–1999 (1999). Спецификация испытания почвы , Стандарт отрасли водных ресурсов, Пекин, Китай.

Чжан Б., Гао Ю. Ф., Мао Дж. С., Лю В. и Чжан Ю. К. (2008). «Сравнительное исследование прочностных и деформационных характеристик каменных набросков в крупномасштабных трехосных экспериментах и ​​анализ моделей». Journal of Disaster Prevention and Mitigation Engineering , Vol. 28, № 1. С. 122–126.

Google ученый

Угол трения

Угол трения грунта — это параметр прочности грунта на сдвиг.Его определение происходит из критерия разрушения Мора-Кулона и используется для описания сопротивления грунта трению сдвигу вместе с нормальным эффективным напряжением. Угол трения грунта является параметром прочности грунта на сдвиг. Его определение происходит из критерия разрушения Мора-Кулона и используется для описания сопротивления грунта сдвигу трением вместе с нормальным эффективным напряжением.

В плоскости напряжения нормального напряжения, эффективного по напряжению сдвига, угол трения почвы представляет собой угол наклона по отношению к горизонтальной оси линии сопротивления сдвигу Мора-Кулона.

Типовые значения угла трения о грунт

---

Некоторые типичные значения угла трения грунта приведены ниже для различных типов грунта USCS в нормально уплотненном состоянии, если не указано иное. Эти значения следует использовать только как ориентир для геотехнических проблем; однако для правильного выбора геотехнических параметров часто необходимо учитывать конкретное состояние каждой инженерной проблемы.

Описание	USCS	Угол трения о грунт [°]			Номер ссылки
		мин.	макс.	Конкретное значение
Гравий с хорошей сортировкой, песчаный гравий, с небольшими или нулевыми мелкими частицами	GW	33	40		[1], [2],
Гравий с плохой сортировкой, песчаный гравий, с небольшими наценками или без них	GP	32	44		[1],
Песчаный гравий — рыхлый	(GW, GP)			35	[3 цитируется в 6]
Песчаный гравий — Плотный	(GW, GP)			50	[3 цитируется в 6]
илистый гравий, илистый песчаный гравий	GM	30	40		[1],
Глинистый гравий, глинистый песчаный гравий	GC	28	35		[1],
Песок с хорошей сортировкой, гравийный песок, с небольшими или нулевыми мелкими частицами	SW	33	43		[1],
Песок чистый, гравийно-песчаный — уплотненный	SW	–	–	38	[3 цитируется в 6]
Песок мелкозернистый, угловатые зерна — рыхлый	(SW)			33	[3 цитируется в 6]
Песок крупнозернистый с угловатыми зернами — плотный	(SW)			45	[3 цитируется в 6]
Песок с плохой сортировкой, гравийный песок, с небольшими или нулевыми мелкими частицами	СП	30	39		[1], [2],
Плохой чистый песок — уплотненный	СП	–	–	37	[3 цитируется в 6]
Песок однородный, с круглым зерном — сыпучий	(СП)			27	[3 цитируется в 6]
Песок однородный, с круглым зерном — Плотный	(СП)			34	[3 цитируется в 6]
Песок	SW, СП	37	38		[7],
Песок рыхлый	(SW, SP)	29	30		[5 цитируется в 6]
Песок средний	(SW, SP)	30	36		[5 цитируется в 6]
Плотный песок	(SW, SP)	36	41		[5 цитируется в 6]
илистые пески	СМ	32	35		[1],
Глины илистые, песчано-иловая смесь — уплотненная	СМ	–	–	34	[3 цитируется в 6]
илистый песок — рыхлый	СМ	27	33		[3 цитируется в 6]
илистый песок — плотный	СМ	30	34		[3 цитируется в 6]
Пески глинистые	SC	30	40		[1],
Пески каменные, песчано-глинистая смесь уплотненная	SC			31	[3 цитируется в 6]
Песок супесчаный, супесчаный Суглинок	SM, SC	31	34		[7],
Ил неорганический, илистый или глинистый мелкозернистый, слабопластичный	мл	27	41		[1],
Ил неорганический — рыхлый	мл	27	30		[3 цитируется в 6]
Ил неорганический — плотный	мл	30	35		[3 цитируется в 6]
Глины неорганические, илистые, глины песчаные малопластичные	CL	27	35		[1],
Глины низкой пластичности — уплотненные	CL			28	[3 цитируется в 6]
Илы органические и глины органические малопластичные	ПР	22	32		[1],
Илы неорганические высокой пластичности	MH	23	33		[1],
Илы глинистые — уплотненные	MH			25	[3 цитируется в 6]
Илы и глинистые илы — уплотненные	мл			32	[3 цитируется в 6]
Неорганические глины высокой пластичности	СН	17	31		[1],
Глины высокой пластичности — уплотненные	СН			19	[3 цитируется в 6]
Глины органические высокой пластичности	OH	17	35		[1],
Суглинок	ML, OL, MH, OH	28	32		[7],
Илистый суглинок	ML, OL, MH, OH	25	32		[7],
Суглинок, илистый суглинок	ML, OL, CL, MH, OH, CH	18	32		[7],
Илистая глина	OL, CL, OH, CH	18	32		[7],
Глина	CL, CH, OH, OL	18	28		[7],
Торф и другие высокоорганические почвы	Pt	0	10		[2],

Корреляция между значением SPT-N, углом трения и относительной плотностью

---

Корреляция между значением SPT-N и углом трения и относительной плотностью (Meyerhoff 1956)

SPT N3 [Удары / 0.3 м — 1 фут]	Сойская упаковка	Относительная плотность [%]	Угол трения [°]
<4	Очень рыхлый	<20	<30
4-10	Свободные	20-40	30–35
10–30	компактный	40–60	35–40
30–50	плотный	60–80	40–45
> 50	Очень плотная	> 80	> 45

Референции

---

1. Швейцарский стандарт SN 670 010b, Характеристические коэффициенты почв, Швейцарская ассоциация дорожных инженеров Швейцарский стандарт SN 670 010b, Характеристические коэффициенты почв, Ассоциация швейцарских инженеров по дорогам и дорожному движению
2. JON W.КОЛОСКИ, ЗИГМУНД Д. ШВАРЦ и ДОНАЛЬД У. ТАББС, Геотехнические свойства геологических материалов, Инженерная геология в Вашингтоне, Том 1, Вашингтонское отделение геологии и ресурсов Земли Бюллетень 78, 1989, ссылка
3. Картер М. и Бентли С. (1991). Соотношения свойств почвы. Издательство Penetech Press, Лондон.
4. Мейерхоф, Г. (1956). Испытания на пенетрацию и несущую способность несвязных грунтов. J Отделение механики грунтов и фундаментов ASCE, 82 (SM1).
5. Пек, Р., Хэнсон, В., и Торнберн, Т. (1974). Справочник по фундаментальной инженерии. Wiley, Лондон.
6. Обрзуд Р. и Трати А. МОДЕЛЬ УПЛОТНЕНИЯ ПОЧВЫ — ПРАКТИЧЕСКОЕ РУКОВОДСТВО Отчет Z Soil.PC 100701, отредактированный 31.01.2012
7. Министерство транспорта Миннесоты, Дизайн дорожных покрытий, 2007

Сплоченность

Описание	USCS	Сплоченность [кПа]			Номер ссылки
		мин.	макс.	Конкретное значение
Гравий с хорошей сортировкой, песчаный гравий, с небольшими или нулевыми мелкими частицами	GW	–	–	0	[1], [2], [3],
Гравий с плохой сортировкой, песчаный гравий, с небольшими наценками или без них	GP	–	–	0	[1], [2], [3],
илистый гравий, илистый песчаный гравий	GM	–	–	0	[1],
Глинистый гравий, глинистый песчаный гравий	GC	–	–	20	[1],
Песок с хорошей сортировкой, гравийный песок, с небольшими или нулевыми мелкими частицами	SW	–	–	0	[1], [2], [3],
Песок с плохой сортировкой, гравийный песок, с небольшими или нулевыми мелкими частицами	СП	–	–	0	[1], [2], [3],
илистые пески	СМ	–	–	22	[1],
Пески илистые — насыщенные уплотненные	СМ	–	–	50	[3],
Пески илистые — уплотненные	СМ	–	–	20	[3],
Пески глинистые	SC	–	–	5	[1],
Пески глинистые — уплотненные	SC	–	–	74	[3],
Пески глинистые — насыщенно уплотненные	SC	–	–	11	[3],
Песок супесчаный, супесчаный Суглинок уплотненный	SM, SC	50	75		[2],
Песок супесчаный, супесчаный Суглинок насыщенный	SM, SC	10	20		[2],
Глина песчано-алевритовая со слабопластичными мелкими частицами — уплотненная	SM, SC	–	–	50	[3],
Глина песчано-алевритовая со слабопластичными мелкими частицами — насыщенно-уплотненная	SM, SC	–	–	14	[3],
Ил неорганический, илистый или глинистый мелкозернистый, слабопластичный	мл	–	–	7	[1],
Илы неорганические и глинистые — уплотненные	мл	–	–	67	[3],
Илы неорганические и глинистые — насыщенные уплотненные	мл	–	–	9	[3],
Глины неорганические, илистые, глины песчаные малопластичные	CL	–	–	4	[1],
Глины неорганические, илистые, глины песчаные малопластичные — уплотненные	CL	–	–	86	[3],
Глины неорганические, илистые, глины песчаные малопластичные — насыщенные уплотненные	CL	–	–	13	[3],
Смесь неорганического ила и глины — уплотненная	ML-CL	–	–	65	[3],
Смесь неорганического ила и глины — насыщенно уплотненная	ML-CL	–	–	22	[3],
Илы органические и глины органические малопластичные	ПР	–	–	5	[1],
Илы неорганические высокой пластичности — уплотненные	MH	–	–	10	[1],
Илы неорганические высокой пластичности — насыщенные уплотненные	MH	–	–	72	[3],
Илы неорганические высокой пластичности	MH	–	–	20	[3],
Неорганические глины высокой пластичности	СН	–	–	25	[1],
Глины неорганические высокой пластичности — уплотненные	СН	–	–	103	[3],
Глины неорганические высокой пластичности — насыщенные уплотненные	СН	–	–	11	[3],
Глины органические высокой пластичности	OH	–	–	10	[1],
Суглинок уплотненный	ML, OL, MH, OH	60	90		[2],
Суглинок насыщенный	ML, OL, MH, OH	10	20		[2],
Илистый суглинок уплотненный	ML, OL, MH, OH	60	90		[2],
Илистый суглинок — насыщенный	ML, OL, MH, OH	10	20		[2],
Суглинок илистый глинистый суглинок — Сложенный	ML, OL, CL, MH, OH, CH	60	105		[2],
Суглинок илистый суглинок — насыщенный	ML, OL, CL, MH, OH, CH	10	20		[2],
Глина илистая, глина уплотненная	OL, CL, OH, CH	90	105		[2],
Глина илистая, глина насыщенная	OL, CL, OH, CH	10	20		[2],
Торф и другие высокоорганические почвы	Pt	–	–

илистый песок — Испанский перевод — Linguee

Четвертичный состав состоит из коллювиальных […] материалов (куски конгломератов, песчаников и известняков […] смешанный с глинистым a n d илистый песок ) , al luvials (сформированный […] из известняков и гальки суглинистых известняков) и эллювиально-коллювиальных […] (образован из песчаного ила с галькой). chsegura.es	El cuaternario se compone de materiales coluviales (trozos de […] conglomerados, areniscas y […] calizas m ez одетый as c на arena ar cill osa y limosa), aluviales […] (formados por cantos de calizas y margocalizas), y eluvio- co luviales (formados por limo arcilloso con cantos). chsegura.es
T h e илистых песков a r e очень тонких […] зерна, имеют характерный розовый оттенок и очень хорошо различимы на расстоянии. chsegura.es	L a s arenas l imo sas son de grano […] muy fino, y tienen un caracterstico tono rosado identifyose muy bien a distancia. chsegura.es
В первом агрегате и самый современный из […] их, мы можем найти свет b ro w n илистых песков , w hi ch между 3,5 и […] мощностью 4,0 м. Этот залог лежит, […] несогласованно, на уровне гравия и смешано с отложениями на склонах холмов. chsegura.es	En la primera unidad, y como la ms […] moderna, se en cuent run la s arenas l imo sas marron es claras, c uya po tencia […] alcanza entre 3,5 м 4,0 м. […] Este depsito se apoya, de manera discordante sobre el nivel de gravas y se entremezcla con los depsitos de ladera. chsegura.es
Пять образцов (1C, 2A, 3C, 4A и 6C) […] классифицируется как SP (песок с плохой сортировкой) или SW (песок с хорошей сортировкой), и только один образец […] (5C) классифицируется как SP -S M ( илистый песок ) . ponce.tv	Cinco muestras (1C, 2A, 3C, 4A y 6C) se clasificaron como SP (arena […] pobremente gradient) o SW (arena bien gradient), y solamente una muestra (5C) se […] clasifica c omo (SP- SM) (арена lim osa ) . ponce.tv
Их грузоподъемность от средней до низкой, а на спусках — […] Грунты типа неустойчивы на высотах более 5 м. Современный аллювиальный […] месторождения sh o w илистый песок S M , ov e r илистый g r av el GM. ivanhoeenergy.com	En los depsitos aluviales […] reciente se ob se rvan sue los arenas lim osa s SM, s obre gravas […] лимузины GM. ivanhoeenergy.com
Для восстановления завода, двойной туннель длиной 150 м 3,10 […] Внешний диаметр м должен был пройти через водоносные осадочные породы […] почвы алевритовые, глинистые и средние d en s e илистых песков . nordseetaucher.de	Para restablecer la central se haba de perforar un tnel doble de 150 m de largo, de 3,10 m […] de dimetro external, a travs de suelos sedimentarios […] acuferos, en li mo, a rci lla y arenas li mos as y de de nsidad media. nordseetaucher.de
Виноградники обычно расположены на высоте от 750 до 850 м над уровнем моря, а уровень почв составляет . […] различные: известняк, известняк или s , илистый песок a n d глина. vinolewines.com	Los viedos se localizan generalmente […] entre los 750 y los 850 metros de altitud y los suelos son diversos: […] calizos, c alcr eos , d e arenas l imo sas o ar ci llosas. vinolewines.com
Большая часть этих отложений состоит из слабых отложений. […] линзовидный слой s o f илистый o r c l ay e y sand . O f в частности […] Примечание — это чередующиеся слои […] известняк и мергель и даже меловые конкреции winesfromspain.com	El mayor volumen de estos sedimentos est constituido por capas ms o […] menos lenticu la res d e arenas l imosa s o arcillosas […] y destaca la alternancia de capas, […] tanto de calizas como de margas e, incluso, de concreciones calcreas. winesfromspain.com
илистая почва в […] между глиной и n d песок : a илистая s o il не является ни […] слишком пористый и слишком липкий. planfor.fr	El limo est entre […] las ar ci llas y l a arena: una tier ra limosa […] no es ni muy porosa, ni muy pegajosa. planfor.es
Глина, суглинок a n d илистый — l o am почвы, в которых обширный грипп vi a l песок d e po сидит продвигать подполье […] водоотвода дают начало […] лежкость луковиц, их крупный рост, люминесцентный белый цвет и, в частности, характерная правильная и компактная форма. eur-lex.europa.eu	Los terrenos arcillosos, […] arcillo -l imoso sy franco lim osos, e n los cuales la p re senc ia d e arenas d e или igen f luvial […] favorece el drenaje subterrneo […] de las aguas, motivan la Capcidad de conservacin de los bulbos, su alto crecimiento, su color blanco luminoso y, sobre todo, la forma regular y compacta que los caracteriza. eur-lex.europa.eu
Отложения в основном состоят из относительно отложений. […] линзовидный слой a o f илистый a n d cl ay e y sand . T he комбинация […] пластов известняка и мергеля […] даже некоторые известковые образования — тоже важная характеристика. bodegasvalpincia.es	El mayor volumen de estos sedimentos est constituido por capas ms o […] менос предоставил ic ulare s d e arenas l imo sas o a rcillosas […] y destaca la alternancia de capas, […] tanto de calizas como de margas e, incluso, de concreciones calcreas. bodegasvalpincia.es
Это fi n e sands , l oa m y — илистая c l ay с и суглинки […] , соответствующих старым пойменным речным отложениям. chsegura.es	S o n arenas f ina s, arcil la s margo-limosas y margas, […] que соответствуют depsitos fluviales antiguos de llanura de inundacin. chsegura.es
Почва частично известняковая мезозойская и pa r t илистая — c a lc плоская аллювиальная почва. eur-lex.europa.eu	El suelo est constituido, […] en par te , por terrenos ca lcreos mesozoicos y, en par te , por t er renos […] лимузина aluviales. eur-lex.europa.eu
Флювентс: это недавние этажи, состоящие из плато и аллювиальных долин. Как правило, у них есть глина li k e — илистая g r , улометрия и регулярные количества органических веществ. venezuela-us.org	Fluvents: Son suelos recientes, propios de planicies y de valles aluviales, tienen en general una granulometra arcilloso-limosa y регулярный cantidad de materia orgnica. venezuela-us.org
На пологих склонах нетронутые суглинки не видны, но их речной материал виден, […] состоит из желтого-o ch r e илистых c l ay s от средней до низкой пластичности. chsegura.es	En los taludes suaves no son visibles las margas sanas y s […] su recubrimiento fluvial o de alteracin, […] consiste nt e en rc illas limosas o cre- amarillentas de pl assticidad […] медиа и баха. chsegura.es
Дно долины заполнено террасами и недавними аллювиальными отложениями, а склоны холмов […] почти полностью покрыты плио-четвертичными илами и […] суглинки, повторно ce n t илистая s e di ments и […] суглинка изменения субстрата. chsegura.es	El fondo del valle est relleno de terrazas y depsitos aluviales recientes, mientras que las laderas estn casi […] totalmente recubiertas por los limos y margas pliocuaternarios, arrastres […] лимузины re ci entes y marga s de alteracin […] del sustrato. chsegura.es
Кроме того, некоторые внутренние особенности […] почвы может сделать ее более подверженной эрозии (например, […] тонкий слой верхушек или l , илистый t e xt ure или с низким содержанием органических веществ […] материи). eur-lex.europa.eu	Adems, ciertas caractersticas intrnsecas del suelo pueden hacerlo ms propenso a la […] эрозин (por ejemplo: escaso desarrollo […] де ло s горизонт онт es superiores , t ext ura l im osa o […] bajo contenido en materia orgnica). eur-lex.europa.eu
В Душанбе, столица […] таджикистан та n , илистая w a te r слилась в […] Система хозяйственно-питьевого водоснабжения в 2005 году. dsc.admin.ch	De los grifos de Duschanbe, la […] capital de T ay ikis tn, flua agua suc ia y llena […] de arena en 2005. dsc.admin.ch
Плейстоцен […] материалы фундамент al l y илистый a n d довольно рыхлый. chsegura.es	Los materiales pleistocnicos son […] фундамент мне ntal ment e лимузин y se encu en tran bastante […] sueltos. chsegura.es
Состав почвы преимущественно илово-песчаный […] и на меньшую ступень re e , песок — s i lt , alth or g h илистая t e xt ures также можно найти […] в областях аллювиальных отложений и более тонких текстур на метаморфических породах. ribeiro.es	Las texturas преобладает сын franco-arenosas, y […] en me no r med ida areno- fra ncosa s, si bien tambin se pued en encontrar te xturas […] francas en zonas de sedimentos aluviale s y t exturas ms finas sobre rocas metamrficas. ribeiro.es
Прочие присутствующие материалы, не такие мощные, представляют собой три уровня глинисто-суглинистых […] террасы, немного гравия, […] россыпное месторождение s o f песок a n d гравий wi t h илистая m a tr ix и покрытые […] в суглинках изменения […] субстрата в виде отложений русла вади и конусов выноса. chsegura.es	Otros materiales presentes con espesores ms pequeos, son tres niveles de terrazas […] margo-arcillosas, algunas gravas, depsitos […] aluvia le s de a ren as y gra va s con m at riz limo sa y recubrimientos […] de margas arcillosas de […] alteracin del sustrato en forma de depsitos de fondo de rambla y conos de deyeccin. chsegura.es
Типы почв […] преимущественно глина, глина a n d илистая — l o am . eur-lex.europa.eu	Лос-суелос, преобладающий сын, […] arcill o- лимузины os y franco l imo sos . eur-lex.europa.eu
Подстилающая почва из торфа над илом или глиной — […] достаточно твердый на большинстве участков, но около озер торф изношен […] местами, оставляя открытым патч s o f илистый g r ou nd. apminebanconvention.org	La Vegetacin se compone de cortaderas comunes (Cortaderia pilosa), con partes […] aisladas de juncos co n человек до s de empetrum y he le chos. apminebanconvention.org
На основании нижних илов залегают отложения дробленых гравий известняковой природы диаметром от 2 до 5 см, заполненные wi t h илистый c l ау s и их цемент. chsegura.es	En la base de los limos inferiores hay depsitos de gravas subredondeadas de naturaleza caliza de 2 a 5 cm de dimetro, empastadas co n arcillas l imosas y su цемент. chsegura.es
Латеральные изменения фаций и литологии очень резкие, […] нижняя часть наблюдаемых гравий и конгломератов, средняя часть илов и […] верхний номинал t o f илистый — l o am y формация. chsegura.es	Los cambios laterales de facies y de litologa son muy bruscos, […] observndose una parte inferior de gravas y conglomerados, una parte media de limosa и una parte […] alta d e forma ci n limoso -m arg osa . chsegura.es
Выровнять угол естественного откоса при выемке грунта […] имеет воду conditi на s , илистых m до te rial или рыхлых валунах, […] или там, где видны эрозия, глубокий мороз или плоскости скольжения. ussupplierdiversity.gsk.com	Aplane el ngulo de talud natural cuando una […] excacin ten ga cond ici one s acuosas, mat eri ales li mosos […] o piedra suelta, o en que resulte evidente […] la erosin, escarcha profunda o niveles de deslizamiento. ussupplierdiversity.gsk.com
Магнезиан […] осадочные почвы предомина нт л у илистых м а тэ риалов.Плодородие и вода […] ретенционных средства в зависимости от размера. winehey.com	Magnesiana suelos […] осадок ar ios de mat er iales преимущественно te limosa. l a retencin […] -де-ла фертидад и эль-агуа-сигнида, сегн-эль-тамао. winehey.com

Удельный вес грунта на веб-сайте геотехнической информации

Поиск геотехнической информации Геотехнический форум Обратитесь за технической помощью или обсудите геотехнические проблемы с другие инженеры Геотехнические публикации бесплатных публикаций и ресурсов для инженеров-геотехников Геотехническое программное обеспечение Скачать бесплатное программное обеспечение и ссылки на геотехническое программное обеспечение Техническое руководство Ценная техническая информация для инженеров-геотехников.Здесь можно ответить на ваши вопросы. Учебный центр Обучающие и обучающие ресурсы для инженеров-геологов. Развитие карьеры Советы, как заработать больше уважение и побольше денег. Продвигайте себя.

Удельный вес грунта Удельный вес грунтовой массы — это отношение общей массы почвы к общему объему почвы. Масса единицы, г , обычно определяется в лаборатории путем измерения вес и объем относительно ненарушенного образца грунта, полученного из латунного кольца. Единица измерения веса почвы в поле может состоять из теста в виде песчаного конуса, резинового баллона. или ядерный плотномер. Эмпирические значения для г сыпучих грунтов на основе стандартного числа проникновения (от Bowels, Foundation Analysis, ). Проникновение SPT, значение N (ударов на ногу) г (фунт / фут 3 ) 0–4 70–100 4–10 90–115 10–30 110–130 30–50 110–140 > 50 130–150 Эмпирические значения для г связных грунтов на основе стандартного числа проникновения (от Bowels, Foundation Analysis, ). Проникновение SPT, значение N (ударов на ногу) г сб (фунт / фут 3 ) 0–4 100–120 4–8 110–130 8–32 120–140 Типичные характеристики грунта (из Lindeburg, Справочное руководство по гражданскому строительству для PE Экзамен, 8-е изд .) Тип грунта г (фунт / фут 3 ) г сб (фунт / фут 3 ) Песок сыпучий и однородный 90 118 Песок плотный и однородный 109 130 Песок рыхлый и хорошо отсортированный 99 124 Песок плотный, хорошо просортированный 116 135 Глина ледниковая, мягкая 76 110 глина ледниковая, жесткая 106 125 Типичные значения индексных свойств почвы (из NAVFAC 7.01 ) Тип грунта г (фунт / фут 3 ) г переходник (фунт / фут 3 ) Песок; чистая, однородная, мелкая или средняя 84–136 52 — 73 Ил; однородная, неорганическая 81–136 51–73 илистый песок 88–142 54–79 Песок; Хорошая оценка 86–148 53 — 86 илистый песок и гравий 90–155 56 — 92 Песчаная или илистая глина 100–147 38-85 Глина илистая с гравием; униформа 115–151 53 — 89 Гравий, песок, ил и глина с хорошей сортировкой 125–156 62-94 Глина 94 — 133 31 — 71 Коллоидная глина 71–128 8 — 66 Органический ил 87–131 25–69 Органическая глина 81–125 18–62 Типичные характеристики грунта (из Lindeburg, Справочное руководство по гражданскому строительству для PE Экзамен, 8-е изд .) Тип грунта г (фунт / фут 3 ) г сб (фунт / фут 3 ) Песок сыпучий и однородный 90 118 Песок плотный и однородный 109 130 Песок рыхлый и хорошо отсортированный 99 124 Песок плотный, хорошо просортированный 116 135 Глина ледниковая, мягкая 76 110 глина ледниковая, жесткая 106 125 Прочие почвы и свойства, связанные с почвой, перечислены ниже: Угол внутреннего трения Коэффициенты несущей способности Сплоченность Угол внешнего трения Фактор безопасности коэффициентов бокового давления земли Модуль вертикальной реакции земляного полотна Масса почвенных единиц Модуль Юнга или модуль упругости Вам предлагается предоставить любую дополнительную информацию или оценку, касающуюся содержание геотехнической информации.Com. Комментарии можно отправлять здесь . Расскажи другу! о Геотехническая информация .Com

Технические ресурсы Прочие геотехнические ссылки Прочие геотехнические ресурсы

ила | Национальное географическое общество

Ил — это твердый пылевидный осадок, переносимый и осаждаемый водой, льдом и ветром.

Ил состоит из частиц породы и минералов, которые больше глины, но меньше песка. Отдельные частицы ила настолько малы, что их трудно увидеть. Чтобы быть классифицированным как ил, частица должна иметь диаметр менее 0,005 сантиметра (0,002 дюйма). Ил содержится в почве вместе с другими типами отложений, такими как глина, песок и гравий.

Илистая почва в мокром состоянии становится скользкой, а не зернистой или каменистой. Сама почва может быть названа илом, если содержание в ней ила превышает 80 процентов.Когда отложения ила сжимаются и зерна сжимаются, образуются такие породы, как алевролит.

Ил образуется, когда порода размывается или изнашивается водой и льдом. По мере того как текущая вода переносит крошечные фрагменты горных пород, они царапают стенки и дно русла ручья, отколовывая еще больше камней. Частицы измельчают друг о друга, становясь все меньше и меньше, пока не станут размером с ил. Ледники также могут разъедать частицы горных пород с образованием ила. Наконец, ветер может переносить частицы горных пород через каньон или ландшафт, заставляя частицы сталкиваться со стеной каньона или друг с другом.Все три процесса создают ил.

Ил может менять ландшафт. Например, ил оседает в стоячей воде. Таким образом, отложения ила медленно заполняют такие места, как водно-болотные угодья, озера и гавани. Наводнения откладывают ил по берегам рек и в поймах рек. Дельты образуются там, где реки накапливают ил, впадая в другой водоем. Около 60 процентов дельты реки Миссисипи состоит из ила.

В некоторых частях мира наносимый ветром ил покрывает землю. Такие отложения ила известны как лёсс.Лессовые ландшафты, такие как Великие равнины, обычно являются признаком прошлой ледниковой активности.

Многие виды организмов процветают на скользкой илистой почве. Лотосовые растения приживаются в илистых, илистых болотах, но их большие эффектные цветы цветут над водой. Лотос — важный символ в индуистской, буддийской и древнеегипетской религиях. Лотос — национальный цветок Индии и Вьетнама.

Многие виды лягушек зимуют холодной зимой, зарываясь в слой мягкого ила на дне озера или пруда.Вода на дне водоема не замерзает, а ил обеспечивает некоторую изоляцию или тепло для животного.

Илистая почва обычно более плодородна, чем другие типы почв, а это значит, что она хороша для выращивания сельскохозяйственных культур. Ил способствует удержанию воды и циркуляции воздуха. Слишком много глины может сделать почву слишком жесткой для роста растений. Во многих частях мира сельское хозяйство процветало в дельтах рек, где много иловых отложений, и по берегам рек, где ежегодные паводки пополняют ил.Дельта реки Нил в Египте является одним из примеров чрезвычайно плодородных земель, где фермеры собирают урожай на протяжении тысячелетий.

Когда не хватает деревьев, камней или других материалов для предотвращения эрозии, ил может быстро накапливаться. Слишком много ила может нарушить некоторые экосистемы.

К примеру, сельское хозяйство «руби и сжигай» разрушает экосистему, вырубая деревья. Сельскохозяйственная почва смывается реками, а близлежащие водотоки забиты илом. Животные и растения, приспособившиеся к жизни в умеренно илистой почве, вынуждены искать новую нишу, чтобы выжить.Под угрозой находятся речные места обитания некоторых организмов в реке Амазонка, таких как розовый дельфин реки Амазонки, также называемый бото. Речные дельфины не могут обнаружить добычу и в илистой воде.

Сельскохозяйственные и промышленные стоки также могут забивать экосистемы илом и другими отложениями. В районах, где используются химические удобрения, сток может сделать ил токсичным. Токсичный ил может отравить реки, озера и ручьи. Ил также может стать токсичным из-за воздействия промышленных химикатов с судов, в результате чего ил на дне портов и гаваней подвергается особому риску.Когда в 2008 году австралийский город Мельбурн решил углубить свою гавань, многие люди обеспокоились тем, что миллионы тонн ила, наполненного такими химическими веществами, как мышьяк и свинец, могут угрожать экосистеме водного пути.

.