СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ СВОЙСТВ ГРУНТОВ
METHOD OF DETERMINING PHYSICAL PROPERTIES OF SOILS

Изобретение относится к области инженерной геологии, в частности к определению физических характеристик грунтов, и может быть использовано для оперативного получения необходимых параметров грунта.
Известен «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В МЕРЗЛОМ ГРУНТЕ» RU 2478196 [1], включающий отбор образца грунта, взвешивание и определение его объема, общей влажности, количества незамерзшей воды, производят высушивание образца грунта, определяют объем твердых частиц грунта, плотность сухого грунта, плотность твердых частиц, после чего определяют относительное содержание воздуха в мерзлом грунте.
Недостатком известного способа является невозможность оперативного определения параметров талого грунта.
Наиболее близким к заявляемому техническому решению является «СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СОДЕРЖАНИЯ ВОЗДУХА В ТАЛОМ ГРУНТЕ» RU 2487336 [2], включающий отбор образца грунта, взвешивание и определение его объема, высушивание и взвешивание высушенного образца, определение плотности и влажности образца грунта и расчет по полученным значениям плотности и влажности грунта.
Недостатком известного способа является невозможность оперативного определения параметров мерзлого грунта.
n
r
Техническим результатом предлагаемого изобретения является повышение оперативности получения значений величины относительного содержания воздуха  в образце грунта в талом и мерзлом состояниях, пористости грунта n, полной влагоемкости образца грунта w в талом и мерзлом состояниях и степени заполнения пор образца грунта s в талом состоянии - водой и мерзлом состоянии - льдом.
Технический результат достигается тем, что способ определения показателей физических свойств грунтов, включающий отбор образца грунта, взвешивание и определение его объема, высушивание и взвешивание высушенного образца и расчет по полученным значениям плотности и влажности грунта, причем предварительно строят графики зависимости относительного содержания воздуха в грунте и степени заполнения пор талого грунта водой и мерзлого грунта льдом от влажности при различных постоянных значениях плотности грунта, причем расчет данных для построения графиков производят в двух точках - при w=0 и  по формулам:
для талых грунтов
для мерзлых грунтов
a
d
s
w
i
r
d
d
d
r
r
r
n
где V - объем воздуха в образце грунта; V - объем образца грунта; ρ, ρ, ρ и ρ - плотности соответственно сухого грунта, минеральных частиц, воды и льда; w - суммарная влажность; s - степень заполнения пор грунта водой или льдом, плотность сухого грунта определяют по формуле , где m - масса высушенного образца грунта, плотность твердых частиц определяют по формуле , где V - объем твердых частиц в образце, влажность образца грунта определяют по формуле , где m - масса образца грунта до высушивания, затем по экспериментально найденным значениям ρ и w из графиков находят величины относительного содержания воздуха  в образце грунта в талом и мерзлом состояниях, пористость грунта n, полную влагоемкость образца грунта в талом и мерзлом состояниях и степень заполнения пор образца грунта s в талом состоянии - водой и мерзлом состоянии - льдом, для чего из точки на оси абсцисс, соответствующей экспериментально найденной величине w, проводят вертикальную прямую до пересечения с наклонными прямыми  и s-w, ординаты точек пересечения которых равны значениям  и s образца грунта в талом и мерзлом состояниях, а пересечения наклонных прямых  с осью ординат дают значение пористости образца грунта n, а с осью абсцисс - значения полной его влагоемкости w в талом и мерзлом состояниях.
3
3
s
ω
i
d
r
Плотности твердых частиц разных типов грунтов различаются незначительно и в среднем составляют для песка 2,66, супеси 2,70, суглинка 2,71 и глины 2,74 г /см [6]. Для решения практических задач можно принять ρ=2,7, ρ=1,0 и ρ=0,92 г/см. Тогда формулы (1-4) при ρ=Const становятся уравнениями, в которых значения показателей  и s линейно зависят от w.
s
d
d
d
d
d
d
d
d
3
3
На чертеже показана взаимосвязь показателей физических свойств талых (сплошные) и мерзлых (штриховые) грунтов при ρ=2,7 г/см; 1-ρ=1,0; 2-ρ=1,1; 3-ρ=1,2; 4-ρ=1,3; 5-ρ=1,4; 6-ρ=1,5; 7-ρ=1,6; 8-ρ=1,7 г/см.
Промышленное применение
Предлагаемый способ может с успехом применяться для оперативного определения параметров грунтов.
ЛИТЕРАТУРА
1. Способ определения содержания воздуха в мерзлом грунте. RU 2478196 С1. 27.03.2013.
2. Способ определения содержания воздуха в талом грунте. RU 2 487336 С2. 10.07.2013.
3. Кузьмин Г.П. Графическое представление взаимосвязи показателей физических свойств грунтов. //Фундаментальные исследования, №9 (часть 8), 2014. С. 1664-1667.
4. Сергеев Е.М., Гладковская Г.А., Зиангиров Р.С.и др. Грунтоведение. М.: Изд-во Моск.унив., 1971. 595 с.