Плотность относится к физическим свойствам грунта (неоднородному сырью, состоящему из твердой, жидкой и газообразной фазы). Она показывает отношение массы материала к объему в условиях естественной влажности и природного сложения. На показатель влияют состав твердой части, примеси органики, пористость, влажность сырья. В свою очередь от плотности зависят другие свойства грунта, такие как водопроницаемость, несущая способность, прочность, влагоемкость.
Обозначается плотность буквой ρ, измеряется в кг/м3 или г/см3. Вычисляется показатель по следующей формуле:
ρ=m/V
При этом m=(m1+m2+m3), а V=(V1+V2+V3).
Обозначения в формулах:
- m – вес грунта
- V – объем
- m1, m2 и m3 – масса твердых частиц, жидкости и газа
- V1, V2 и V3 – объем твердых частиц, жидкости и газа
При этом отметим, что на практике при вычислении показателя могут не учитывать массу газообразной части, так как она ничтожно мала. Объем жидкости и газа в грунте равен объему пор, заполненных этими веществами.
Грунт – неоднородная система. Как мы уже упомянули выше, он состоит из трех фаз. Каждая из них имеет свою плотность. Для того, чтобы получить максимально полную информацию по этой характеристике, исследуют общий и частные показатели для каждой фазы.
Принято выделять такие виды плотности:
Коротко о каждом параметре вы можете прочитать ниже. Если вы хотите узнать подробнее о разных видах плотности и их практическом значении, рекомендуем вам ознакомиться с соответствующими статьями по ссылкам.
Общая плотность грунта
Общая плотность складывается из показателей всех трех фаз материала и характеризует грунт с естественной влажностью и ненарушенным сложением. На показатель влияют вид и количество пор в материале, влажность, а также плотность, размеры и форма твердых частиц.
У минеральных грунтов данный показатель высокий. Но плотность снижается в результате выветривания горных пород. Ведь чем более пористым становится материал, уменьшается и его общая плотность (а вот при повышении влажности она, наоборот, может увеличиваться). Самые низкие характеристики общей плотности у органических и плодородных грунтов.
Плотность твердой фазы грунта
Под плотностью твердой фазы понимают соотношение массы и объема твердых частиц грунта. При этом поры и количество воды в материале не учитываются. Поэтому этот показатель довольно стабильный и зависит исключительно от состава сырья. От плотности твердой фазы в свою очередь зависит прочность, по ней также определяют пористость и гранулометрический состав грунта.
Самый высокий показатель по этой характеристике – у скальных грунтов из магматических пород, а самый низкий – у осадочных. Плотность твердой фазы также уменьшается, если в материале присутствуют примеси органики.
Плотность скелета грунта
Плотность скелета помогает определить, как сильно усядет грунт в высушенном состоянии. Ведь это отношение между весом полностью высушенного грунта в природном сложении к его объему без учета влаги. Показатель всегда ниже общей плотности, изменяется в узких пределах. На него влияют только минеральный состав грунта и его сложение (число и качество пор). По нему вычисляют такие характеристики как коэффициенты уплотнения и пористости.
Максимальная плотность грунта
Показатель максимальной плотности вычисляют при уплотнении высушенного грунта с постепенным увлажнением. При повышении влаги плотность увеличивается до определенной точки, а затем снижается. Влажность, при которой материал удается максимально уплотнить, называется оптимальной.
На основе этого показателя составляют сметы и документы в дорожном строительстве. В них учитывается оптимальная влажность и возможность достичь максимальной плотности в рабочих условиях. При этом не должна меняться структура грунта.
Определяются виды плотности грунтов различными способами и методами, от полевых до лабораторных. С практической точки зрения самым точным показателем является общая плотность материала. Ее можно определить и самостоятельно, имея под рукой лишь емкость определенного объема и весы.
По общей плотности определяют насыпную. Она показывает соотношение веса и объема материала при свободной засыпке. Насыпная плотность помогает переводить объем в вес и обратно, рассчитывать количество транспорта для перевозки и площадь места для складирования. Подробнее обо этом вы можете прочитать в разделе Насыпная плотность сыпучих материалов и грунтов. А для перевода кубов в тонны и обратно вы можете воспользоваться нашим калькулятором.
Полную версию данной статьи вы найдете на этой странице.
Также мы рекомендуем ознакомиться с другими полезными статьями на нашем сайте.
#грунты #полезные советы #свойства грунтов #плотность грунта #характеристики грунтов #строительные советы #грунт #строительный грунт #физические свойства грунтов #плотность