Физико-механические свойства грунтов

На работу землеройных машин влияют следующие физико-меха­нические свойства грунта:

• Гранулометрический состав, т. е. процентное содержание по весу частиц различной крупности.

• Объемная масса γ— масса 1м³ грунта, взятого в естествен­ном состоянии, вместе с порами (в плотном теле). Для грунтов у =1,5-2 т/м³.

• Пористость — объем пор, заполненных водой и воздухом в про­центах от общего объема грунта.

• Влажность — объем воды в грунте, в %.

• Связность — характеризуется усилием, необходимым для прео­доления сцепления одних частиц с другими и их относительного сме­щения.

• Пластичность — свойство грунта изменять форму под действием внешних сил и сохранять эту форму после их удаления.

• Прочность — свойство грунта сопротивляться разрушению под влиянием внешних нагрузок.

• Сопротивление грунта вдавливанию. При движении машин движители вдавливаются в грунт. Вдавливание на небольшую глу­бину называют смятием. Величина силы, необходимой для вдавлива­ния на глубину в 1см штампа площадью в 1 см², т. е. удельное сопро­тивление вдавливанию, называется коэффициентом сопротивления смятию Р₀. Для различных грунтов Р₀ = 0,05÷1,3 кгс/см² (0,5÷130кПа). Величина допускаемых давлений Р₀ на движители составляет 0,4÷1,5 кгс/см² (40÷150 кПа).

• Абразивность — способность материала оказы­вать истирающее действие.

• Коэффициент трения стали о грунт µ и грунта о грунт µ₁ для грунтов, находящихся в естественном состоянии, колеблется в пределах соответственно 0,3 ÷0,7 и 0,3 ÷0,9.

• Разрыхляемость — способность грунта уве­личивать объемы при разрушении. Разрыхляемость измеряется коэффициентом разрыхления k_p, равным отношению объема разрыхляемого грунта к объему, который он занимал в естественном состоянии. В зависимости от категории грунта k_p изменяется от 1,2 до 1,5.

• Угол естественного откоса φ— угол у основания конуса, который образуется при осыпании разрыхленного грунта с некоторой высоты. Величина φ зависит от коэффициента внутреннего трения и от связности. Для несвязных грунтов угол естественного откоса равен углу внутреннего трения. Величины углов естественного откоса зависят от категории грунта и его состояния и составляют 15—40°.

Оценить трудность разработки грунтов по вышеперечисленным параметрам в производственных условиях сложно, поэтому Госстрой СССР на основные типы грунтов разработал производственную клас­сификацию грунтов по трудности их разработки:

I — мелкий грунт (песок);

II—III — средний (супесь);

IV — тяжелый (глина).

Однако эта классификация основана только на качественной оценке и не учи­тывает некоторых важных свойств, например влажности. Это при­водит иногда к несоответствию фактической трудоемкости разработки с расчетной. Поэтому был предложен способ оценки разрабатываемости грунтов с помощью ударника (плотномера) ДорНИИ.

1. Категория _ 1-4 удара

2. Категория _ 5-8 ударов

3. Категория _ 9-16 ударов

4. Категория _ 16-34 удара

Ударник конструкции ДорНИИ