Зерновой состав грунта для тела плотины

Грунты представляют собой совокупность твердых частиц, пространство между которыми бывает полностью  или частично заполнено водой, и не обладающих связностью или со связностью несоизмеримо малой в сравнении с прочностью самих частиц. Одной из основных характеристик грунта является его зерновой состав, который во многом определяет свойства грунтов.

Нижние границы зерновых составов и названия отдельных фракций по их размерам приведены на рис. 13.1. На эту классификацию грунтов влияет состояние поверхности частиц.

Если крупнозернистые частицы имеют окатанную поверхность, то их называют гравийными, галечниковыми и валунными.

Часто тело плотины или противофильтрационные элементы вы­полняют из разнозернистых (скелетных) грунтов, представленных смесью мелкозернистых и крупнозернистых фракций. Нижняя граница таких грунтов по содержанию мелкозернистых фракций также показана на рис. 13.1.                                                                                

Разнозернистость грунтов устанавливают коэффициентом неоднородности

                        (13.1);

 где  и  - размеры зерен, мельче которых в грунте содержится соответственно 60 и 10% частиц по весу.

Принято считать, что если , то грунт практически однородный, в противном случае - неоднородный. Особенно большое значение имеет коэффициент неоднородности в сыпучих грунтах, которые при отсыпке могут расслаиваться. Расслоением часто пренебрегают, если .                                                                             

Карьерные грунты намывных плотин, возведенных на Волге  и Днепре, - однородные (). Для возведения Мингечаурской плотины (см. рис. 15.11) использовались гравийно-песчаные грунты с .

Галечниковые грунты и горная масса  (рваный камень) упорных призм обычно имеют  и более. Очень большим коэффициентом неоднородности обладают материалы конуса вы­носа и моренные грунты.

Для крупнозернистых грунтов часто используют понятие средневзвешенного размера частиц

 Рис. 13.1 Зерновые составы различных грунтов

 где  - содержание фракций размером ,%. Часто .

Грунты, которые в своем зерновом составе имеют глинистые ча­стицы,   называют   глинистыми,  к ним  относят    глины, суглинки и супеси.

Формы зерен влияют на многие свойства грунтов. В мелкозер­нистых грунтах форма влияет на взаимодействие минералов с водой и на плотность. В крупнозернистых грунтах - на пористость и проч­ность.

Одной из оценок формы частиц является соотношение характер­ных размеров частицы.
Количественно форму устанавливают только для крупнозернис­тых грунтов. Если ,  то

                (13.3)

 где - минимальный характерный размер зерна; - максималь­ный характерный размер.

 При  имеем форму, близкую к шару или кубу. Для использования в плотиностроении предпочтение следует отдавать ма­териалу с .