Механический состав грунтов можно наглядно изобразить графически с помощью интегральной (суммарной) кривой (рисунок 1).
Рисунок 1 График гранулометрического состава |
Кривая называется суммарной потому, что строится путем суммирования содержания отдельных фракций. Построение кривых осуществляется на графиках гранулометрического состава по точкам вещества которых находятся пересчетом результатов механического анализа как это показано в таблице 2.
Таблица 2 Пересчет механализа для построения интегральной кривой
Размеры фракций, % | Содержание фракций, % | Наибольший диаметр частиц в данной фракции, мм | Суммарное содержание частиц меньше данного диаметра, % |
0,001-0,005 | - | 0,005 | - |
0,005-0,01 | 0,1 | 0,01 | 0,1 |
0,01-0,05 | 1,9 | 0,05 | 2,0 |
0,05-0,1 | 1,0 | 0,1 | 3,0 |
0,1-0,25 | 7,0 | 0,25 | 10,0 |
0,25-0,5 | 32,0 | 0,5 | 42,0 |
0,5-1,0 | 36,0 | 1,0 | 78,0 |
1,0-2,0 | 17,0 | 2,0 | 95,0 |
2,0-5,0 | 4,5 | 5,0 | 99,5 |
5,0-10,0 | 0,5 | 10,0 | 100,0 |
Ординатами точек являются величины процентного содержания частиц с диаметром меньше данного, абсциссами – логарифмы соответствующих диаметров.
Обычная градуировка координатных осей (через равные интервалы) приводит к сильному растягиванию графика мехсостава по горизонтали, особенно если диаметры частиц грунта сильно отличаются по размерам. Этот недостаток устраняется при построении графика в полулогарифмическом масштабе, когда ось абсцисс получает логарифмическую градуировку. Интегральную кривую обычно строят на специальной полулогарифмической бумаге, но при ее отсутствии логарифмическую сетку можно разбить самому. В этом случае необходим выбор определенного линейного масштаба. Допускается, например, что логарифм равный единице будет характеризоваться отрезком оси абсцисс длиною в 50 мм, а логарифм 0,01 отрезком в 100 раз меньше, т.е. 0,5 мм. Чтобы при нахождении логарифмов оперировать с целыми числами, а не дробны, диаметры частиц для этого случая удобнее измерять в микрометрах (1 мкм-0,001 мм). Находя в таблице логарифмы частиц диаметром от 1 до 10 мкм (0,001-0,01 мм), рассчитывают величину соответствующий им отрезков оси абсцисс.
Те же принципы градуировки можно применять для частиц размером 10-100 (0,01-0,1 мм), 100-1000 мкм (0,1-1 мм), 1000-10000 мкм (1-10 мм). Для этого градуировку начального интервала оси абсцисс следует повторить для каждой последующей группы частиц, считая конец первого интервала началом второго и т.д. Завершив градуировку осей графика, строят интегральную кривую, используя данные таблицы 2 (графа 4). По характеру кривой механического состава можно судить о степени однородности грунта: грунты однородные по размеру частиц характеризуются крутыми кривыми, грунты неоднородные – сравнительно пологими, вытянутыми в направлении оси абсцисс.
Порядок выполнения работы
4.1 Пересчитать данные двух проб механических анализов песчаных грунтов по образцу таблицы 2.
4.2 Вычертить на ватмане сетку графика в полулогарифмическом масштабе (рисунок)
4.3 По данным таблицы 2 (графа 3 и 4) построить интегральные кривые двух проб песчаных грунтов
4.4 Определить параметры интегральных кривых (, , Кн)
4.5 Вычислить значение коэффициента фильтрации каждого грунта по формуле Хазена.