что такое объемный вес грунта
Понятия об удельном и объемном весе грунтов
Удельный вес — это отношение веса частиц породы к их объему.
Численно удельный вес равен весу единицы объема скелета грунта при условии отсутствия пор.
Удельный вес зависит от минералогического состава грунта и увеличивается с увеличением содержания в нем тяжелых минералов. Так, у основных пород, содержащих железо, магний, удельный вес выше, чем у кислых, состоящих в основном из кварца.
Наличие в минеральном грунте гумуса и органических веществ снижает удельный вес.
Удельный вес обычно определяют в стационарных или полевых лабораториях по образцам пород, измеряя объем и вес твердой фазы грунта. Вес частиц породы определяют путем взвешивания высушенной пробы грунта, а его объем находят следующими способами: пикнометрическим, объемным, вытеснением газа, гидростатическим взвешиванием. Наибольшее распространение получил пикнометрический способ.
Объемный вес грунта — это вес единицы объема. Объемный вес характеризует инженерно-геологические свойства и структурные особенности грунта (плотность расположения слагающих элементов) после взрыва заряда ВВ. Различают объемный вес сухого грунта (объемный вес скелета) и влажного грунта.
Объемный вес влажного грунта — это вес единицы объема грунта с естественной влажностью и структурой.
Объемный вес влажного грунта является расчетным показателем при определении давления пород на подпорную стенку, устойчивости откосов и оползневых склонов, допускаемого давления в основании сооружений. Кроме того, его используют при расчетах объемного веса скелета грунта.
Объемный вес сухого грунта или объемный вес скелета грунта — это вес единицы объема абсолютно сухой породы:
Объемный вес скелета зависит от пористости и минералогического состава грунта. Чем меньше пористость и выше содержание тяжелых минералов в породе, тем больше объемный вес ее скелета.
Методы для определения объемного веса пород подразделяются на две группы: методы, позволяющие определить плотность пород в условиях их естественного залегания, и методы, применяемые для определения объемного веса, как правило, небольших образцов грунта, извлекаемых из массива. Методы первой группы применяются исключительно в полевых условиях, а методы второй группы применяются как в полевых, так и в лабораторных условиях.
Удельный вес грунта – отношение объёма грунта к весу твердых частиц, высушенных при температуре 100-105 градусов Цельсия. Зависит, удельный вес грунта, от наличия органических веществ и минералогического состава и обычно имеет почти постоянную величину, если не содержит растительных остатков. Ниже представлена таблица удельного веса различных грунтов.
| Тип грунта | Удельный вес (т/м3) | Отклонение удельного веса (в положительную и в отрицательную сторону) | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| т/м3 | % | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Глина (свежая) | 2,74 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
| Грунт | Плотность, кг/м 3 |
|---|---|
| Алевролиты | |
| Слабые, низкой прочности | 1500 |
| Крепкие, малопрочные | 2200 |
| Аргилиты | |
| Крепкие, плитчатые, малопрочные | 2000 |
| Массивные, средней прочности | 2200 |
| Вечномерзлые и мерзлые сезонно-протающие грунты | |
| Растительный слой, торф, заторфованные грунты | 1150 |
| Пески, супеси, суглинки и глины без примесей | 1750 |
| Пески, супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, дресвы, щебня в количестве до 20% и валунов до 10% | 1950 |
| Пески, супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, дресвы, щебня в количестве более 20% и валунов более 10%, а также гравийно-галечные и щебенисто-дресвяные грунты | 2100 |
| Глина | |
| Мягко- и тугопластичная с примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10% | 1750 |
| Мягко- и тугопластичная без примесей | 1800 |
| Мягко- и тугопластичная с примесью более 10% | 1900 |
| Мягкая карбонная | 1950 |
| Твердая карбонная, тяжелая ломовая сланцевая | 1950…2150 |
| Гравийно-галечные грунты (кроме моренных) | |
| Грунт при размере частиц до 80 мм | 1750 |
| Цементированная смесь гальки, гравия, мелкозернистого песка и лёссовидной супеси | 1900…2200 |
| Грунт при размере частиц более 80 мм | 1950 |
| Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов до 10% | 1950 |
| Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов до 30% | 2000 |
| Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов до 70% | 2300 |
| Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов более 70% | 2600 |
| Грунты ледникового происхождения (моренные) | |
| Пески, супеси и суглинки при коэффициенте пористости или показателе консистенции более 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% | 1600 |
| Пески, супеси и суглинки при коэффициенте пористости или показателе консистенции до 0,5, а также глины при показателе консистенции более 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% | 1800 |
| Глины при показателе консистенции до 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% | 1850 |
| Пески, супеси, суглинки и глины при коэффициенте пористости или показателе консистенции более 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 35% | 1800 |
| То же, до 65% | 1900 |
| То же, более 65% | 1950 |
| Пески, супеси, суглинки и глины при коэффициенте пористости или показателе консистенции до 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 35 % | 2000 |
| То же, до 65% | 2100 |
| То же, более 65% | 2300 |
| Валунный грунт (содержание частиц крупнее 200 мм более 50%) при любых показателей пористости и консистенции | 2500 |
| Грунт растительного слоя | |
| Без корней кустарника и деревьев | 1200 |
| С корнями кустарника и деревьев | 1200 |
| С примесью щебня, гравия или строительного мусора | 1400 |
| Диабазы | |
| Сильно выветрившиеся, малопрочные | 2600 |
| Слабо выветрившиеся, прочные | 2700 |
| Незатронутые выветриванием, крепкие, очень прочные | 2800 |
| Незатронутые выветриванием, особо крепкие, очень прочные | 2900 |
| Доломиты | |
| Мягкие, пористые, выветрившиеся, средней прочности | 2700 |
| Плотные, прочные | 2800 |
| Крепкие, очень прочные | 2900 |
| Змеевик (серпентин) | |
| Выветрившийся малопрочный | 2400 |
| Средней крепости и прочности | 2500 |
| Крепкий, прочный | 2600 |
| Известняки | |
| Мягкие, пористые, выветрившиеся, малопрочные | 1200 |
| Мергелистые слабые, средней прочности | 2300 |
| Мергелистые плотные, прочные | 2700 |
| Крепкие, доломитизированные, прочные | 2900 |
| Плотные окварцованные, очень прочные | 3100 |
| Кварциты | |
| Сланцевые, сильно выветрившиеся, средней прочности | 2500 |
| Сланцевые, средне выветрившиеся, прочные | 2600 |
| Слабо выветрившиеся, очень прочные | 2700 |
| Не выветрившиеся, очень прочные | 2800 |
| Не выветрившиеся, мелкозернистые, очень прочные | 3000 |
| Конгломераты и брекчии | |
| Слабосцементированные, а также из осадочных пород на глинистом цементе, малопрочные | 1900…2100 |
| Из осадочных пород на известковом цементе, средней прочности | 2300 |
| Из осадочных пород на кремнистом цементе, прочные | 2600 |
| С галькой из изверженных пород на известковом и кремнистом цементе, очень прочные | 2900 |
| Коренные глубинные породы (граниты, гнейсы, диориты, сиениты, габбро и др.) | |
| Крупнозернистые, выветрившиеся и дресвяные, малопрочные | 2500 |
| Среднезернистые, выветрившиеся, средней прочности | 2600 |
| Мелкозернистые, выветрившиеся, прочные | 2700 |
| Крупнозернистые, не затронутые выветриванием, прочные | 2800 |
| Среднезернистые, не затронутые выветриванием, очень прочные | 2900 |
| Мелкозернистые, не затронутые выветриванием, очень прочные | 3100 |
| Микрозернистые, порфировые, не затронутые выветриванием, очень прочные | 3300 |
| Коренные излившиеся породы (андезиты, базальты, порфириты, трахтиты и др.) | |
| Сильно выветрившиеся, средней прочности | 2600 |
| Слабо выветрившиеся, прочные | 2700 |
| Со следами выветривания, очень прочные | 2800 |
| Без следов выветривания, очень прочные | 3100 |
| Не затронутые выветриванием, микроструктурные, очень прочные | 3300 |
| Лёсс | |
| Мягкопластичный | 1600 |
| Тугопластичный с примесью гравия или гальки | 1800 |
| Твердый | 1800 |
| Мел | |
| Мягкий, низкой прочности | 1550 |
| Плотный, малопрочный | 1800 |
| Мергель | |
| Мягкий, рыхлый, низкой прочности | 1900 |
| Средний, малопрочный | 2300 |
| Плотный средней прочности | 2500 |
| Мусор строительный | |
| Рыхлый и слежавшийся | 1800 |
| Сцементированный | 1900 |
| Песок | |
| Без примесей | 1600 |
| Барханный и дюнный | 1600 |
| С примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10% | 1600 |
| То же, с примесью более 10% | 1700 |
| Песчаник | |
| Выветрившийся, малопрочный | 2200 |
| На глинистом цементе средней прочности | 2300 |
| На известковом цементе, прочный | 2500 |
| Плотный, на известковом или железистом цементе, прочный | 2600 |
| Кремнистый, очень прочный | 2700 |
| На кварцевом цементе, очень прочный | 2700 |
| Ракушечники | |
| Слабо цементированные, низкой прочности | 1200 |
| Сцементированные, малопрочные | 1800 |
| Сланцы | |
| Выветрившиеся, низкой прочности | 2000 |
| Окварцованные, прочные | 2300 |
| Песчаные, прочные | 2500 |
| Кремнистые, очень прочные | 2600 |
| Окремнелые, очень прочные | 2600 |
| Слабо выветрившиеся и глинистые | 2600 |
| Средней прочности | 2800 |
| Солончаки и солонцы | |
| Мягкие, пластичные | 1600 |
| Твердые | 1800 |
| Суглинки | |
| Легкие и лёссовидные, мягкопластичные без примесей | 1700 |
| То же, с примесью гальки, щебня, гравия или строительного мусора до 10% и тугопластичные без примесей | 1700 |
| Легкие и лёссовидные, мягкопластичные с примесью гальки, щебня, гравия, или строительного мусора более 10%, тугопластичные с примесью до 10%, а также тяжелые, полутвердые и твердые без примесей и с примесью до 10% | 1750 |
| Тяжелые, полутвердые и твердые с примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора более 10% | 1950 |
| Супеси | |
| Легкие, пластичные без примесей | 1650 |
| Твердые без примесей, а также пластичные и твердые с примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10% | 1650 |
| То же, с примесью до 30% | 1800 |
| То же, с примесью более 30% | 1850 |
| Торф | |
| Без древесных корней | 800…1000 |
| С древесными корнями толщиной до 30 мм | 850…1050 |
| То же, более 30 мм | 900…1200 |
| Трепел | |
| Слабый, низкой прочности | 1500 |
| Плотный, малопрочный | 1770 |
| Чернозёмы и каштановые грунты | |
| Твердые | 1200 |
| Мягкие, пластичные | 1300 |
| То же, с корнями кустарника и деревьев | 1300 |
| Щебень | |
| При размере частиц до 40 мм | 1750 |
| При размере частиц до 150 мм | 1950 |
| Шлаки | |
| Котельные, рыхлые | 700 |
| Котельные, слежавшиеся | 700 |
| Металлургические невыветрившиеся | 1500 |
| Прочие грунты | |
| Пемза | 1100 |
| Туф | 1100 |
| Дресвяной грунт | 1800 |
| Опока | 1900 |
| Дресва в коренном залегании (элювий) | 2000 |
| Гипс | 2200 |
| Бокситы плотные, средней прочности | 2600 |
| Мрамор прочный | 2700 |
| Ангидриты | 2900 |
| Кремень очень прочный | 3300 |
Плотность грунтов на практике определяет различными методами. В зависимости от влажности, структуры и механических свойств грунта применяют следующие методы определения плотности:
Измеряемые характеристики грунтов
Удельный вес грунта
Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта, измеряется в кН/м³.
Удельный вес грунта вычисляется через его плотность:
γ = ρ * g
где ρ — плотность грунта, т/м³;
g — ускорение свободного падения, принимаемое равным 9,81 м/с².
Плотность сухого (скелета) грунта
Плотность сухого (скелета) грунта ρd — природная плотность за вычитанием массы воды в порах, г/см³ или т/м³. Устанавливается расчетом:
ρd = ρ / (1+0,01W)
где W — природная (естественная) весовая влажность грунта, %;
ρ — природная (естественная) весовая плотность грунта, г/см³ (т/м³).
Коэффициент пористости грунта
Коэффициент пористости — это отношение объема пустот к объему твердых частиц в долях единицы. Устанавливается расчётом:
e = (ρs — ρd) / ρd
Принимаемая плотность частиц ρs (г/см³) для грунтов
| Грунт | Плотность частиц ρs (г/см³) |
|---|---|
| песчаные грунты | 2,66 |
| супеси | 2,7 |
| суглинки | 2,71 |
| глины | 2,74 |
Коэффициент пористости е, для песчаных грунтов разной плотности
| Песок | Гравелистый, крупный и средней крупности | Мелкий | Пылеватый |
|---|---|---|---|
| Плотный | e ≤ 0,55 | е ≤ 0,6 | е ≤ 0,6 |
| Средней плотности | 0,55 0,7 | е > 0,75 | е > 0,8 |
Степени влажности грунта
Степень влажности грунта Sr — отношение естественной (природной) влажности грунта W к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой (без пузырьков воздуха):
Sr = (W * ρs) / (е * ρw)
где ρs — плотность частиц грунта (плотность скелета грунта), г/см³ (т/м³);
е — коэффициент пористости грунта;
ρw — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³ (т/м³);
W — природная влажность грунта, выраженная в долях единицы.
Грунты по степени влажности
| Грунт | Степень влажности |
|---|---|
| Маловлажный | 0 WP) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности. |
Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта IP. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:
IP = WL — WP
Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности.
Деление грунтов по числу пластичности и процентному содержанию песчаных частиц приведено в таблице:
| Грунт | Число пластичности IP | Содержание песчаных частиц (2-0,5мм) % по массе | |
|---|---|---|---|
| ✦ Супесь | |||
| песчанистая | 1 — 7 | ≥ 50 | |
| пылеватая | 1 — 7 | 27 | не регламентируется |
Текучесть глинистых грунтов
Показать текучести IL выражается в долях единицы и используется для оценки состояния (консистенции) пылевато-глинистых грунтов. Определяется расчетом из формулы:
IL = (W — WP) / IP
Показатель текучести для грунтов разной плотности
| Грунт | Показатель текучести IL | |
|---|---|---|
| ✦ Супесь | ||
| твёрдая | IL ≤ 0 | |
| пластичная | 0 ≤ IL ≤1 | |
| текучая | IL > 1 | |
| ✦ Суглинок и глина | ||
| твёрдые | IL ≤ 0 | |
| полутвёрдые | 0 ≤ IL ≤ 0,25 | |
| тугопластичные | 0,25 1 | |
Статьи о грунте
Поставка сыпучих строй материалов
Непрерывное изучение рынков спроса и предложения позволяет нам своевременно реагировать на происходящие в нем изменения, расширять число товаров и услуг, улучшать сервис и регулировать цены.
Контактные данные
Юридический адрес:
МО, Балашихинский р-н, п/о Черное, ул.Агрогородок, д.10, вл 2А
- Москва, ул. Дорожная, д.3 к.10 info@ckhb.ru +7 (495) 665 0332, +7 (499) 707 7634
Формула расчета и средние значения удельного и объемного веса грунта
От чего зависит вес грунта
Для разнообразных целей реализуются различные характеристики массы земли. Среди них, например, можно выделить вес влажной почвы, грунта, находящегося под водой, сухой почвы и вес скелета. При этом существуют определенные факторы, которые влияют на числовое значение этих параметров.
Рассматриваемый становится тем больше, чем больше в почве содержится минералов, особенно тяжелых. Поэтому считается, что минеральный состав и примеси наибольшим образом влияют на значение.
Сколько весит куб?
Очень часто мы используем слово куб. особенно когда речь заходит за некоторые вычисления. Однако, мало кто задумывается сколько весит куб. Безусловно, ответ на этот вопрос будет напрямую зависеть от того, что в кубе. Кубом измеряется вода, щебень, бетон, песок, дерево, газ и многое другое. Теперь рассмотрим некоторые показатели того, какой вес имеет тот или иной предмет в кубе.
Итак, сколько весит куб воды?
Вес одного кубического метра воды может различаться в зависимости от ее температуры. Например, вода +20°С имеет вес 998 кг, а +4°С — 1000 кг.
Сколько весит кубический метр щебня?
Ответ на этот вопрос во многом зависит от его характеристик и от структуры той или иной породы.
Сколько весит куб бетона?
Здесь также несколько показателей:
Сколько весит куб песка?
Объемный вес песка напрямую зависит от его минералогического состава, а также от его влажности. Итак, куб песка имеет вес:
Сколько весит куб дерева?
Общий вес куба дерева будет зависеть от его породы. Например, рассмотрим сосну.
Стоит отметить, что свежесрубленной древесины всегда будет колебаться в районе 65-85%, а те бревна, которые пролежали несколько месяцев при солнечной погоде, будут иметь в среднем 15-25% влажности.
Сколько весит куб газа?
Формулы и методики расчета
Существуют немало различных способов определения объемного, удельного весов. Для этого можно использовать математические формулы, а можно вспомогательные приборы.
Формула выбирается на основе того, насколько почва влажная. Поэтому можно выделить три способа расчета — для сухой почвы, для влажной, для той, что находится под водой.
Масса скелета почвы вычисляется по следующей формуле: О₁=У·(1-N)
где У — это удельный параметр, а N — значение пористости.
Для влажной почвы формула принимает вид:
где W — влажность по массе.
Значение почвы, находящейся под водой, применяется в расчете устойчивости оснований, откосов, в анализе суффозии и прочее.
При этом используется следующая формула:
где М — объем воды, которая была вытеснена.
В вопросе определения второго параметра все несколько проще. Для этого нужно определить плотность анализируемой почвы, потому что:
где γ — удельный параметр, ρ — плотность земли, а g — ускорение свободного падения, которое численно равно 9,81 м/с².
Поэтому определение сводится к вычислению плотности почвы. Определить плотность можно двумя способами: с помощью прибора, математически. Плотность является отношением массы к объему. Поэтому если знать массу, объем исследуемой пробы почвы можно вычислить плотность.
Существует особый прибор — пикнометр, который выглядит как маленький сосуд из стекла с узким горлом и метками. Благодаря ему экспериментально устанавливают значения плотностей различных веществ и жидкостей.
Виды строительного песка
Песчаное сырье традиционно классифицируют по способу добычи. Различные виды песка отличаются по весу. Выделяют морской, карьерный, речной и искусственный песок.
Речной
Добыча ведется с речного дна. Фракции мелкие, цвет серый или желтый. Чистый, практически без примесей. Используется для строительных растворов и смесей, а так же дренажа. Куб речного песка в среднем весит 1,63 тонны.
Морской
Продукт высокого качества, самый дорогой по цене. Добывают с морского дна. Характеризуется отличными показателями чистоты.
Карьерный
Как видно из названия, его добывают из песчаных карьеров при помощи экскаваторов. Отличается большим диапазоном фракций. Из-за обилия примесей этот вид не подходит для включения в бетонную смесь, обычно его подсыпают в строительные котлованы. После промывания и просеивания карьерный песок пригоден для изготовления разных строительных смесей.
Искусственный
Производится путем измельчения горных пород (кварц, керамзит, шлак) до требуемого размера фракций.
Вес этих разновидностей в одном кубе можно увидеть в таблице:
Самым недорогим и широко используемым песчаным сырьем является речной песок, лучшее соотношение цена / качество.
Средние значения для различных типов грунта
Так как земли различных типов по большей части похожи по строению, эти параметры принимают близкие данные.
Удельного веса
Представим в табличном виде представленные данные об удельном параметре различных типов грунта.
| Вид грунта | Удельный вес, измеряемый в т/м³ |
| Чернозем | 1,45 |
| Суглинки | 2,71 |
| Супесь | 2,7 |
| Пески | 2,66 |
| Свежая глина | 2,74 |
Объемного веса
Общие средние значения по параметру можно представить в виде следующей таблицы.