что такое коэффициент консистенции грунта

Что такое коэффициент консистенции грунта

____________________________________________________________________
Текст Сравнения ГОСТ 25100-2020 с ГОСТ 25100-2011 см. по ссылке;
Текст Сравнения ГОСТ 25100-2011 с ГОСТ 25100-95 см. по ссылке.
— Примечание изготовителя базы данных.
____________________________________________________________________

Дата введения 2013-01-01

Предисловие

Цели, основные принципы и основной порядок проведения работ по межгосударственной стандартизации установлены в ГОСТ 1.0-2015 «Межгосударственная система стандартизации. Основные положения» и МСН 1.01-01-2009 «Система межгосударственных нормативных документов в строительстве. Основные положения»

Сведения о стандарте

2 ВНЕСЕН Техническим комитетом по стандартизации ТК 465 «Строительство»

3 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и оценке соответствия в строительстве (МНТКС) (приложение Д к протоколу N 39 от 8 декабря 2011 г.)

За принятие проголосовали:

Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97

Сокращенное наименование национального органа государственного управления строительством

Агентство по делам строительства и жилищно-коммунального хозяйства

Министерство строительства и регионального развития

Департамент регулирования градостроительной деятельности Министерства регионального развития

Агентство по строительству и архитектуре при Правительстве

4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 июля 2012 г. N 190-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 25100-2011 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 января 2013 г.

6 ИЗДАНИЕ (июль 2018 г.) с Поправками (ИУС 5-2015, 9-2015)

Введение

В настоящем стандарте приведена классификация скальных грунтов как по результатам испытания образца, отобранного из массива, так и классификация для скального массива в целом.

Учитывая различия в указанных выше классификациях в наименованиях грунтов, а также в методиках определения отдельных характеристик, в настоящем стандарте приведены:

— основные термины, используемые в [1]-[4], а также их определения (см. приложение Д);

— соответствие наименований дисперсных грунтов, используемых в настоящем стандарте, и в [1] и [2] (см. приложение Е);

— методики пересчета результатов определений гранулометрического состава дисперсных грунтов и характеристик пластичности глинистых грунтов (см. приложение Е) для перехода из одной классификации в другую.

Приведенное в настоящем стандарте сопоставление классификаций грунтов даст возможность использовать (в случае необходимости) международные классификации.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на все грунты и устанавливает их классификацию, применяемую при производстве инженерных изысканий, проектировании и строительстве зданий и сооружений.

К наименованиям грунтов и их характеристикам, предусмотренным настоящим стандартом, допускается вводить дополнительные наименования и характеристики, если это необходимо для более детального подразделения грунтов с учетом природных условий района строительства и специфики отдельных видов строительства.

Дополнительные наименования и характеристики грунтов не должны противоречить классификации настоящего стандарта и должны учитывать частные классификации, установленные в отраслевых нормативных документах.

В настоящем стандарте грунт рассматривается как однородная по составу, строению и свойствам часть грунтового массива.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСТ 10650-72 Торф. Метод определения степени разложения

ГОСТ 12248-2010 Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости

ГОСТ 12536-79 Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

ГОСТ 23161-78 Грунты. Метод лабораторного определения характеристик просадочности

ГОСТ 23740-79 Грунты. Методы лабораторного определения содержания органических веществ

ГОСТ 25584-90 Грунты. Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации

ГОСТ 26213-91 Почвы. Методы определения органического вещества

ГОСТ 28622-90 Грунты. Метод лабораторного определения степени пучинистости

3 Термины и определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями:

3.2 блок: Совокупность скальных грунтов, отделенная от соседних блоков разрывами или трещинами (тектонический блок, оползневой блок, блок отдельности).

3.3 блок отдельности (отдельность): Часть массива скальных грунтов, ограниченная трещинами, свойства которой могут быть охарактеризованы лабораторными исследованиями образца скального грунта.

3.4 вещественный состав грунта: Химико-минеральный состав вещества твердых, жидких, газовых и биотических (живых) компонентов грунта.

3.5 водопроницаемость: Способность грунта фильтровать воду.

3.6 глинистый грунт: Связный грунт, состоящий в основном из пылеватых и глинистых (не менее 3%) частиц, обладающий свойством пластичности ( 1%).

3.7 гранулометрический состав грунта: Процентное содержание первичных (не агрегированных) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению их массы к общей массе грунта.

3.8 грунт: Любые горные породы, почвы, осадки и техногенные образования, рассматриваемые как многокомпонентные динамичные системы и как часть геологической среды и изучаемые в связи с инженерно-хозяйственной деятельностью человека.

3.9 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из совокупности твердых частиц, зерен, обломков и др. элементов, между которыми есть физические, физико-химические или механические структурные связи.

3.10 засоленность: Характеристика, определяемая количеством водорастворимых солей в грунте.

3.11 заторфованный грунт: Песчаный или глинистый грунт, содержащий в своем составе от 3% (для песка) и от 5% (для глинистого грунта) до 50% (по массе) торфа.

3.12 ил: Современный нелитифицированный морской или пресноводный органо-минеральный осадок, содержащий более 3% (по массе) органического вещества, как правило, имеющий текучую консистенцию 1, коэффициент пористости 0,9 и содержание частиц размером менее 0,01 мм более 30% по массе.

3.13 криогенная текстура: Совокупность признаков сложения мерзлого грунта, обусловленная ориентацией, относительным расположением и распределением различных по форме и размерам ледяных включений и льда-цемента.

3.14 криогенные структурные связи грунта: Связи, возникающие в дисперсных и трещиноватых скальных грунтах при отрицательной температуре в результате цементирования льдом.

3.15 крупнообломочный грунт: Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером более 2 мм составляет более 50%.

3.16 ледогрунт: Грунт, содержащий в своем составе более 90% льда.

3.17 липкость, прилипаемость (предел адгезионной прочности глинистых грунтов): Способность грунта прилипать к различным материалам при соприкосновении.

3.18 литифицированные глинистые грунты: Глинистые грунты дочетвертичного возраста, прошедшие в своем развитии стадию позднего диагенеза и обладающие преимущественно контактами переходного типа.

3.20 минеральный грунт: Грунт, состоящий из неорганических веществ.

3.21 морозный грунт: Скальный грунт, имеющий отрицательную температуру и не содержащий в своем составе лед и незамерзшую воду.

3.22 набухающий грунт: Грунт, увеличивающий свой объем при замачивании водой и имеющий относительную деформацию набухания 0,04 (в условиях свободного набухания) или развивающий давление набухания (в условиях ограниченного набухания).

3.23 несвязный грунт: Дисперсный грунт, обладающий механическими структурными связями и сыпучестью в сухом состоянии.

3.24 органическое вещество: Органические соединения, входящие в состав грунта.

3.25 органо-минеральный грунт: Грунт, содержащий от 3% до 50% (по массе) органического вещества.

Источник

Показатель текучести и консистенция – основные физико-химические показатели состояния грунтов

В преддверии конференции «Грунтовая лаборатория – 2018» редакция журнала «ГеоИнфо» запускает серию публикаций, посвященных лабораторным исследованиям грунтов.

В настоящей статье рассматриваются термины, описывающие состояния грунта: «показатель текучести» и «консистенция». Доказывается их различная физико-химическая природа. Приводятся способы применения лабораторного пенетрометра Бойченко для определения консистенции, пределов пластичности и выбора вертикальных нагрузок для определения прочностных свойств грунтов при срезных испытаниях.

Автор статьи является руководителем группы по разработке 6 государственных стандартов в области лабораторных испытаний грунтов для строительства.

Показатель текучести, наряду с гранулометрическим составом, естественной (природной) влажностью, плотностью грунта, плотностью частиц грунта, числом пластичности является важнейшим классификационным показателем грунта: свойство грунта I порядка – объективный критерий естественноисторического образования, существующий вне зависимости от применяемого метода его определения.

В настоящее время, как в теоретическом грунтоведении, так и в практике лабораторных исследований грунтов для целей инженерных изысканий широко используется показатель текучести I _L

Согласно ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация» (Приложение Б, таб. Б19) по показателю текучести (I _L ) в соответствии с частной инженерно-геологической классификация грунтов, все связные дисперсные минеральные грунты разделены согласно таблице 1 [1].

Таблица 1. Классификация глинистых грунтов по показателю текучести

Но необходимо отметить, что показатель I _L расчетный, он характеризует грунты в нарушенном сложении и поэтому не дает правильного представления об их состоянии в естественном сложении. Кроме этого пределы пластичности определяются с определенной лабораторной погрешностью, что влечет за собой неправильное представление о показателе текучести грунтов даже нарушенной структуры.

В связи с вышесказанным ленинградский грунтовед П.О. Бойченко в 1964 году теоретически обосновал и ввел в научный оборот совершенно определенный термин – показатель консистенции (С _B ) грунта ненарушенной структуры [2]. Показатель С _B – интеграционный показатель, включающий в себя естественную влажность грунта, его плотность, особенности текстуры и микростроения и зависящий, в конечном итоге, прежде всего от типов контактов между отдельными элементами грунтовой системы, а также площади этих контактов. Следовательно, показатель СB по определению объективен (показатель состояния грунта – свойство грунта первого порядка) и определяет природное (исходное) состояние грунта в естественном сложении – первоначальное фациально-генетическое состояние грунтовой системы.

Поэтому равенство терминов «показатель текучести» и «консистенция» на наш взгляд недопустимо, ибо это принципиально разные, по сути, показатели физико-химического состояния грунтов.

Определение консистенции грунта в естественном сложении

Показатель консистенции С _B для грунтов ненарушенной структуры определяется при помощи конуса Бойченко методом лабораторной пенетрации (рис. 1). Конус имеет угол раскрытия 30° и вес 300 грамм. Образец грунта загружают в металлическое кольцо и устанавливают на основание пенетрометра. Конус опускают до соприкосновения с зачищенной поверхностью грунта, чтобы он слегка его касался и прочерчивал тонкую линию, нажимают кнопку стопора, дают возможность конусу погрузиться в грунт под действием собственного веса и через 5 секунд берут отсчет с точность до 0,1 мм. В ходе опыта определяют глубину погружения конуса в грунт h мм (3–5 раз), в качестве результата опыта принимают среднее арифметическое глубины погружения конуса, которое и используют для определения показателя консистенции по специальной таблице 2.

Таблица 2. Классификация грунтов по показателю консистенции

Таблица 3. Переход от величины погружения конуса (h) к показателю консистенции грунта Св

где, С _B – показатель консистенции, I _L – показатель текучести.

По этому простому показателю грунты можно разделить на две группы:

Ксп > 0 – грунты структурно устойчивые, Ксп ≤ 0 – грунты структурно неустойчивые; и Ксп = 0 – грунты структурно однородные

Например, между двумя показателями консистенции I _L и С _B для грунтов Санкт-Петербурга и Ленинградской области существует взаимосвязь (рис 3).

Определение пределов пластичности грунта

Важнейшим классификационным показателем глинистых грунтов является число пластичности. Понятно, что пределы пластичности в общем виде характеризуют тип структурных связей между отдельными элементами грунтовой системы. Если верхний предел пластичности (предел текучести) характеризует, по всей вероятности, переход структурных связей в грунте от ближних коагуляционных контактов к преимущественно дальним, то нижний, соответственно, переход ближних коагуляционных контактов к переходным (частично цементационным). Вопрос о типе микростроения грунтов при влажностях нижнего и верхнего пределов пластичности и, соответственно, типах контактов между отдельными частицами грунта прояснит применение растровой электронной микроскопии с применением 3D-томографа.

Главным преимуществом применения конуса Бойченко является определение пределов пластичности грунта одним прямым методом (одним усилием), что полностью исключает субъективность лабораторного определения данных показателей разными методами (методом погружения балансировочного конуса Васильева в грунт для предела текучести и методом раскатывания грунта в жгут для определения предела раскатывания).

Консистенция грунта при погружении конуса на 22,5 мм соответствует влажности верхнего предела пластичности, а на 4 мм – влажности нижнего предела пластичности. Одну пенетрацию следует проводить при влажности грунта, соответствующей погружению конуса от 3 до 6 мм, а вторую от 18 до 25 мм, т.к. зависимость между глубиной погружения конуса и влажностью грунта, построенная в логарифмическом масштабе, близка к линейной.

Грунт для определения нижнего предела увлажняют, если он находится в твердой или полутвердой консистенции, или подсушивают, если он слишком влажный. Затем укладывают слоями с послойным трамбованием в стандартное срезное кольцо диаметром 50 и высотой 20 мм. Кольцо устанавливают на основание пенетрометра, подводят конус к поверхности грунта, нажимают кнопку и дают возможность конусу внедрится в грунт в течение 5 секунд. Проводят 3–5 измерений. Глубина погружения конуса в грунт должна находиться в диапазоне от 3 до 6 мм. После проведения пенетрации грунт из кольца отбирают для определения влажности.

Для определения верхнего предела пластичности грунт протирают через сито 1 мм, увлажняют, тщательно перемешивают и укладывают в кольцо диаметром 50 мм и высотой 30 мм. Производят пенетрацию, глубина погружения конуса должна находиться в интервале глубин 18–25 мм. Аналогичным способом отбирают грунт для определения влажности.

После определения влажности грунта строится простая зависимость lgW=f(lgh) и по номограмме определяется верхний и нижний пределы пластичности грунта l _g W _P =f(lg22,5) и l _g W _P =f(lg4) (рис. 4).

Конус Бойченко незаменим при определении консистенции грунта в полевых условиях. Это, по существу, единственный объективный показатель состояния грунта при работе с водонасыщенными, тиксотропными и скрытотекучими грунтами, т.е. с теми грунтами, которые могут (и меняют) свое исходное состояние при транспортировке образца в стационарную грунтовую лабораторию. Применение конуса Бойченко снимает многие (если не все) вопросы исходного состояния грунта. Порой это единственный аргумент в бесконечных (и бессмысленных) спорах с проектировщиками, исповедующими устаревшие представления о механических свойствах грунта и пытающихся диктовать схемы определения прочностных свойств грунтов (КН и особенно КД-схемы проведения испытаний водонасыщенных глинистых и пылевато-глинистых грунтов) с учетом т.н. «бытового давления». Применение конуса Бойченко позволяет избавиться от совершенно фантастических чисел, которые выдают некоторые грунтовые испытательные лаборатории в своих отчетных материалах и которые в реальной природной обстановке просто отсутствует.

Определение вертикальных нормальных нагрузок при определении прочностных свойств грунта

Наконец, третьим (по счету, но не по важности) преимуществом показателя СB является методологически правильный, учитывающий естественное сложение грунта выбор нормальных давлений ( σ₁ ) для определения прочностных свойств (с и φ ) грунтов при производстве одноплоскостных срезных испытаний по неконсолидированно-недренированной схеме.

Таблица 4. Значения нормальных давлений при одноплоскостном срезе (по данным «Трест ГРИИ»)

Особую актуальность понятие «консистенция грунта» и его смысловое наполнение приобрело в последнее время, когда лидер ом современного мирового генетического грунтоведения академиком РАН В.И. Осиповым была предложена теоретически безупречная и имеющая широчайшее практическое применение «теория эффективных напряжений в грунтах» (теория Терцаги-Осипова). Консистенция грунта, на наш взгляд, полностью вписывается в данную теорию как самостоятельный показатель категории грунта естественного сложения.

Необходимо отметить, что определение консистенции грунта в естественном сложении широко применяется в практике лабораторных испытаний грунтов в Санкт-Петербурге (Ленинграде) с середины 70-х гг. ХХ века ведущими изыскательскими организациями и зарекомендовал себя как очень полезный и крайне информативный показатель со всех точек зрения.

Теория и практика лабораторной пенетрации грунтов требует совершенно отдельного разговора. Достаточно полное описание применения данного метода нашло свое отражение в работах В.Ф. Разоренова [7], И.П. Иванова [6], Н.П Иваниковой [5]. Особенно подробно метод рассмотрен в исследованиях Е.Н. Богданова [3, 4].

На наш (и не только) взгляд, сам метод пенетрации грунтов (различными конусами с углами при вершине 30°, 60°, 90° и сферическим штампом) незаслуженно забыт и вообще исключен из практики лабораторных испытаний грунтов, хотя по мнению некоторых ученых, которое мы вполне разделяем, таит в себе явные преимущества в сравнении с другими методами определения прочностных свойств грунтов [3, 4].

Выводы

1. Необходимо четко, на понятийном уровне разделить показатели состояния грунтов: показатель текучести – I _L – оставить для грунтов нарушенной структуры, а показатель консистенции – С _В – за грунтами ненарушенной структуры.

2. Ввести понятие консистенции грунта ненарушенного сложения в отечественные нормативные документы.

Исходя из исключительной важности физико-химического показателя состояния грунта – консистенции грунта в естественном сложении Охотинское общество грунтоведов и Трест геодезических работ и инженерных изысканий инициировал и разработал ГОСТ 34276-2017 «Грунты. Метод лабораторного определения удельного сопротивления пенетрации» введенный в действие с 01.03.2018. К сожалению, данный нормативный документ был существенно урезан, ибо в процессе обсуждения противниками разделения данных терминов («показатель текучести грунтов» в нарушенном строении и «консистенция грунтов» в естественном сложении выступили представители проектировщиков, мотивируя это исключительно тем, что в существующих нормативных документах он отсутствует.

Тем не менее, существует рабочая инструкция (стандарт предприятия) для комплексного использования данного лабораторного метода в практике испытаний грунтов для строительства (РИ-06-2015 – полный текст размещён на сайте Охотинского общества грунтоведов – www.okhotin-grunt.ru ), которая успешно используется грунтовыми испытательными лабораториями во всех регионах Российской Федерации.

Немаловажно, что финансовые затраты производственных организаций в объеме определения консистенции, верхнего и нижнего пределов пластичности грунтов минимальны: конус Бойченко серийно выпускается рядом отечественных компаний по производству лабораторного оборудования.

Авторы надеются, что здравый смысл возобладает и в учебно-методической литературе, и в нормативных документах, регламентирующих лабораторные испытания грунтов для строительства, будут четко определены совершенно различные показатели состояния грунтов «показатель текучести» – для грунтов в нарушенном сложении и «показатель консистенции» – для грунтов в естественном сложении.

Источник

• ← что такое сложные слова в русском языке 3 класс
• что такое грув в танце →