Характеристики консистенции глинистых грунтов

 

Свойства глинистых грунтов существенно изменяются в зависимости от их влажности. Сильно увлажненный глинистый грунт обладает способностью растекаться, при подсушивании он переходит в пластичное состояние, а при дальнейшем уменьшении влажности — в твердое.

По консистенции различают три состояния глинистого грунта: твердое, пластичное и текучее (рис. 2.2). Границами между этими состояниями являются характерные значения влажности, называемые границей раскатывания (нижний предел пластичности) w_p и границей текучести (верхний предел пластичности) w_L.

 

Рис. 2.2. Классификация глинистых грунтов

а – по числу пластичности; б – по состоянию (консистенции)

 

Для практического определения влажности, соответствующей нижнему пределу пластичности, грунтовое тесто увлажняют (или подсушивают) до такого состояния, чтобы при раскатывании его в шнур толщиной порядка 3 мм он начал распадаться на отдельные кусочки. Верхний предел пластичности соответствует такому состоянию влажности грунтового теста, когда стандартный конус погружается в него на глубину 10 мм. Несмотря на то что способы определения этих границ и сами границы весьма условны, точность определения величин w_p и w_L вполне удовлетворительна.

Сравнение естественной влажности глинистого грунта с влажностью на границе текучести и границе раскатывания позволяет установить его состояние по консистенции (рис. 2.2). Для этого используются число (индекс) пластичности I_p и показатель (индекс) текучести I_L.

Числом (индексом) пластичности I_p глинистого грунта называется разность между влажностями на границе текучести w_L и на границе раскатывания или пластичности w_p:

 

I_p = w_L – w_p (2.21)

 

Число (индекс) пластичности коррелятивно связано с процентным содержанием в грунте глинистых частиц и может служить классификационным показателем для отнесения глинистого грунта к супеси, суглинку или глине.

При 1 < I_p < 7 глинистый грунт называется супесью, при 7 < I_p < 17 называется суглинком и при I_p>17  глиной. В данном случае w_p и w_L выражены в процентах (рис.2.2).

Показатель консистенции I_L (индекс текучести) глинистого грунта характеризует состояние глинистого грунта (густоту, вязкость), линейно зависит от естественной влажности, может быть как отрицательным (твердые грунты), так и положительным, в том числе и более единицы (грунты текучей консистенции). При изменении I_L в пределах от нуля до единицы грунты имеют пластичную консистенцию.

Показатель консистенции I_L определяется в долях единицы по формуле

(2.22)

 

Для суглинков и глин диапазон изменения I_L от нуля до единицы (пластичное состояние) подразделяется на четыре равных поддиапазона: грунты полутвердые, тугопластичные, мягкопластичные и текучепластичные.