песок плохо пропускает воду потому что имеет мелкозернистые частицы
Опыты к уроку «Песок и глина»
Цель: Познакомить со свойством песка – сыпучестью.
Ход: Взять горсть сухого песка и выпустить его струйкой так, что бы он падал в одно место. Постепенно в месте падения песка образуется конус, растущий в высоту и занимающий всё большую площадь у основания. Если долго сыпать песок в одно место, то в другом, возникают сплывы; движение песка похоже на течение. Можно ли в песках проложить постоянную дорогу.
Вывод: Песок – сыпучий материал.
Опыт 2. Из чего состоят песок и глина?
Рассматривание песчинок и глины с помощью увеличительного стекла.
— Из чего состоит песок? /Песок состоит из очень мелких зернышек – песчинок.
— Как они выглядят? / Они очень маленькие, круглые/.
— Из чего состоит глина? Видны ли такие же частички в глине?
Вывод: песок состоит из песчинок, которые не прилипают друг к другу, а глина – из мелких частичек, которые как будто крепко взялись за руки и прижались друг к другу. Поэтому песочные фигурки так легко рассыпаются, а глиняные не рассыпаются.
Опыт № 3. Проходит ли вода через песок и глину?
В стаканы помещаются песок и глина. Наливают на них воду и смотрят, что из них хорошо пропускает воду. Как думаете, почему через песок вода проходит, а через глину нет?
Вывод: песок хорошо пропускает воду, потому что песчинки не скреплены между собой, рассыпаются, между ними есть свободное место. Глина не пропускает воду.
Опыт № 4. Какими бывают камни.
Вывод: камни по цвету и форме бывают разные
Опыт №5 Определение размера.
Одинакового размера ли ваши камни?
Вывод: камни бывают разных размеров.
Опыт № 6 Определение характера поверхности.
Мы сейчас по очереди погладим каждый камушек. Поверхность у камней одинаковая или разная? Какая? (Дети делятся открытиями.) Воспитатель просит детей показать самый гладкий камень и самый шершавый.
Вывод: камень может быть гладким и шероховатым.
Опыт № 7 Сравнить плотность камня и пластилина.
Воспитатель предлагает каждому взять в одну руку камень, а в другую – пластилин. Сожмите обе ладони. Что произошло с камнем, а что с пластилином? Почему?
Опыт № 8. Рассматривание камней через лупу.
Воспитатель: что интересного вы увидели ребята?
Опыт № 8. Определение веса.
Дети по очереди держат камни в ладошках и определяют самый тяжелый и самый легкий камень.
Вывод: камни по весу бывают разные: легкие, тяжелые.
Опыт № 9 Определение температуры.
Среди своих камней нужно найти самый теплый и самый холодный камень. Ребята, как и что вы будете делать? (Воспитатель просит показать теплый, затем холодный камень и предлагает согреть холодный камень.)
Вывод: камни могут быть теплые и холодные.
Опыт № 10. Тонут ли камни в воде?
Дети берут банку с водой и осторожно кладут один камень в воду. Наблюдают. Делятся результатом опыта. Воспитатель обращает внимание на дополнительные явления – по воде пошли круги, цвет камня изменился, стал более ярким.
Вывод: камни тонут в воде, потому что они тяжелые, и плотные.
Опыт № 11 Сравнить камни с деревом.
Взять деревянный кубик и попробовать опустить его в воду. Что с ним произойдет? (Дерево плавает.) А теперь опустить в воду камушек. Что с ним случилось? (Камень тонет.) Почему? (Он тяжелее воды.) А почему плавает дерево? (Оно легче воды.)
Вывод: Дерево легче воды, а камень тяжелее.
Цель: Познакомить с камнями, происхождение которых связано с живыми организмами, с древними ископаемыми.
Материал: Мел, известняк, жемчуг, каменный уголь, разные ракушки, кораллы. Рисунки папоротников, хвощей, древнего леса, лупы, толстое стекло, янтарь.
Проверьте, что будет, если выдавить на камень сок лимона. Поместите камешек в жужжащий стаканчик, послушайте. Расскажите о результате.
Научный опыт “Выращивание сталактитов”
— уточнить знания с опорой на опыты.
Прежде всего готовим перенасыщенный содовый раствор. Итак, у нас в двух одинаковых банках приготовлен раствор. Мы ставим банки в тихое тёплое место, потому что для выращивания сталактитов и сталагмитов нужны тишина и покой. Банки раздвигаем, и между ними ставим тарелку. В банки отпускаем концы шерстяной нитки так, чтобы нитка провисла над тарелкой. Концы нитки должны опускаться до середины банок. Получится такой подвесной мостик из шерстяной нитки, дорога из банки в банку. Сначала ничего интересного происходить не будет. Нитка должна пропитаться водой. Но через несколько дней с нитки на тарелку постепенно начнёт капать раствор. Капля за каплей, неторопливо, так же, как это происходит в таинственных пещерах. Сначала появится маленький бугорок. Он вырастет в маленькую сосульку, потом сосулька будет становиться всё больше и больше. А внизу, на тарелке появится бугорок, который будет расти вверх. Если вы когда – ни будь строили замки из песка, то поймёте, как это происходит. Сталактиты будут расти сверху вниз, а сталагмиты – снизу вверх.
Опыт № 12. Могут ли камни менять цвет?
Один камень положить в воду и обратить внимание на него. Достать камень из воды. Какой он? (Мокрый.) Сравнить с камнем, который лежит на салфетке. Чем они отличаются? (Цветом.)
Вывод: Мокрый камень темнее.
Погрузить камень в воду и посмотреть, сколько кругов пошло. Потом еще добавить второй, третий, четвертый камень и понаблюдать, сколько кругов пошло от каждого камушка, и записать результаты. Сравнить результаты. Посмотреть, как эти волны взаимодействуют.
Вывод: От большого камня круги шире, чем от маленького.
Воздух и его свойства
Опыт №14 «Знакомство со свойствами воздуха»
Воздух, ребята, это газ. Он не видимый, прозрачный бесцветный и не имеет запаха.
Делаем вывод: воздух, находящийся в игрушке мешает её сжать.
Делаем вывод: при вдохе легкие расширяются, наполняясь воздухом, а при выдохе сжимаются. А мы можем не дышать вообще? Без дыхания нет жизни.
Детям предлагается перевернуть стакан вверх дном и медленно опустить его в банку. Обратить внимание детей на то, что стакан нужно держать ровно. Что получается? Попадает ли вода в стакан? Почему нет?
Вывод: в стакане есть воздух, он не пускает туда воду.
Вывод: воздух прозрачный, невидимый.
Опыт №16 «Сколько весит воздух?»
Попробуем взвесить воздух. Возьмём палку длиной около 60 ти см. На её середине закрепите верёвочку, к обоим концам которой привяжем два одинаковых воздушных шарика. Подвесьте палку за верёвочку в горизонтальном положении. Предложите детям подумать, что произойдёт, если вы проткнёте один из шаров острым предметом. Проткните иголкой один из надутых шаров. Из шарика выйдет воздух, а конец палки, к которому он привязан, поднимется вверх. Почему? Шарик без воздуха стал легче. Что произойдет, когда мы проткнём и второй шарик? Проверьте это на практике. У вас опять восстановится равновесие. Шарики без воздуха весят одинаково, так же как и надутые.
Опыт №17. Воздух всегда в движении
Цель: Доказать, что воздух всегда в движении.
Полоски легкой бумаги (1, 0 х 10, 0 см) в количестве, соответствующем числу детей.
Иллюстрации: ветряная мельница, парусник, ураган и т.д.
Вывод: Воздух всегда в движении, даже если мы не чувствуем ветер или сквозняк.
Вода и ее свойства
Накрыть стакан кусочком марли, закрепив её резиночкой по краям. Положить на марлю кусочек сосульки. Поставить посуду со льдом в тёплое место. Сосулька уменьшается, вода в стакане прибавляется. После того, как сосулька растает полностью, подчеркнуть, что вода была в твёрдом состоянии, а перешла в жидкое.
Наберем в тарелку немного воды, отмерим маркером ее уровень на стенке тарелки и оставим на подоконнике на несколько дней. Заглядывая каждый день в тарелку, мы можем наблюдать чудесное исчезновение воды. Куда исчезает вода? Она превращается в водяной пар – испаряется.
Взять термос с кипятком. Открыть его, чтобы дети увидели пар. Но нужно доказать еще, что пар — это тоже вода. Поместить над паром зеркальце. На нем выступят капельки воды, показать их детям.
Материал: Две мерные одинаковые ёмкости.
Дети наливают равное количество воды в ёмкости; вместе с воспитателем делают отметку уровня; одну банку закрывают плотно крышкой, другую — оставляют открытой; обе банки ставят на подоконник.
Воспитатель: Ребята, возьмем стакан насыпаем в него песок. Что произошло? Можно ли пить такую воду?
Дети: Нет. Она грязная и неприятная на вид.
Воспитатель: Да, действительно, такая вода не пригодна для питья. А что нужно сделать, чтобы она стала чистой?
Дети: Её нужно очистить от грязи.
Воспитатель: А вы знаете, это можно сделать, но только с помощью фильтра.
Самостоятельная работа детей.
Воспитатель: У всех все правильно получилось, какие вы молодцы! Давайте попробуем, как работают наши фильтры. Мы очень осторожно, понемногу, будем лить грязную воду в стакан с фильтром.
Идет самостоятельная работа детей.
Воспитатель: Аккуратно уберите фильтр и посмотрите на воду. Какая она стала?
Дети: Вода стала чистой.
Воспитатель: Куда же делось масло?
Дети: Все масло осталось на фильтре.
Воспитатель: Мы с вами узнали самый простой способ очистки воды. Но даже после фильтрации воду сразу пить нельзя, её нужно прокипятить
Опыт №23. Круговорот воды в природе.
Цель: Рассказать детям о круговороте воды в природе. Показать зависимость состояния воды от температуры.
Лед и снег в небольшой кастрюльке с крышкой.
Опыт 1: Принесем с улицы домой твердый лед и снег, положим их в кастрюльку. Если оставить их на некоторое время в теплом помещении, то вскоре они растают и получится вода. Какие были снег и лед? Снег и лед твердые, очень холодные. Какая вода? Она жидкая. Почему растаяли твердые лед и снег и превратились в жидкую воду? Потому что они согрелись в комнате.
Вывод: При нагревании (увеличении температуры) твердые снег и лед превращаются в жидкую воду.
Опыт 2: Поставим кастрюльку получившейся водой на электроплитку и вскипятим. Вода кипит, над ней поднимается пар, воды становится все меньше, почему? Куда она исчезает? Она превращается в пар. Пар – это газообразное состояние воды. Какая была вода? Жидкая! Какая стала? Газообразная! Почему? Мы снова увеличили температуру, нагрели воду!
Вывод: При нагревании (увеличении температуры) жидкая вода превращается в газообразное состояние – пар.
Опыт 3: Продолжаем кипятить воду, накрываем кастрюльку крышкой, кладем на крышку сверху немного льда и через несколько секунд показываем, что крышка снизу покрылась каплями воды. Какой был пар? Газообразный! Какая получилась вода? Жидкая! Почему? Горячий пар, касаясь холодной крышки, охлаждается и превращается снова в жидкие капли воды.
Вывод: При охлаждении (уменьшении температуры) газообразный пар снова превращается в жидкую воду.
Опыт 4: Охладим немного нашу кастрюльку, а затем поставим в морозильную камеру. Что же с ней случится? Она снова превратится в лед. Какой была вода? Жидкая! Какой она стала, замерзнув в холодильнике? Твердой! Почему? Мы ее заморозили, то есть уменьшили температуру.
Вывод: При охлаждении (уменьшении температуры) жидкая вода снова превращается в твердые снег и лед.
Окружающий мир. УМК «Планета знаний». 3-й класс. Урок «Свойства песка и глины» (в форме учебного проекта)
Класс: 3
Форма урока: учебно-исследовательский проект.
Оборудование: учебник, образцы песка и глины, ручные лупы, стаканчики с водой, бумажные салфетки, тарелочки, стеклянные стаканчики, воронки, вата, мерные стаканчики.
— Какие горные породы мы будем изучать на занятии, узнаем, отгадав, что находится в чёрном ящике. Внимание! Чёрный ящик!
Дети отгадывают загадки.
Если встретишь на дороге-
То увязнут сильно ноги.
А сделать миску или вазу-
Она понадобиться сразу. (Глина)
Он очень нужен детворе,
Он на дорожках во дворе,
Он и на стройке, и на пляже,
И он в стекле расплавлен даже. (Песок)
— Итак, сегодня на занятии мы будем изучать свойства песка и глины. Для чего нам это нужно? Всё ли мы знаем о песке и глине? На все ли вопросы можем найти ответ? Почему на песчаных дорожках после дождя не образуются лужи, а на глинистых они держатся долгое время?
Выдвижение гипотез детьми.
— Чтобы подтвердить или опровергнуть наши предположения, мы с вами выполним учебный исследовательский проект по изучению свойств песка глины. Наша задача: по результатам проведённых исследований создать сводную таблицу. Какие из методов можем использовать?
Дети предлагают возможные варианты, составляют схему.
— Каждая группа получает задание, проводит опыты, делает выводы. На основе выводов каждой группы составляется сводная таблица свойств песка и глины.
Ученики работают в группах самостоятельно. Читают задание, выполняют все описанные опыты, записывают результаты опытов, оформляют свои выводы. По результатам проведённой работы выступают представители от каждой группы, заносят свои выводы в сводную таблицу.
Каждая группа получает задание. (Приложение 1)
2 группа. «Экспериментаторы».
Представители от группы зачитывают свои записи классу, делают выводы, заполняют сводную таблицу.
— Теперь исследовав свойства песка и глины, мы можем более точно ответить на вопросы, поставленные в начале урока, подтвердив или опровергнув наши предположения. Основываясь на ваших выводах, дайте ответ на вопросы:
-Выдели свойства, общие для песка и глины.
-Где и как люди могут использовать песок и глину, учитывая свойства этих полезных ископаемых?
Задание: опираясь на таблицу и используя текст учебника, определить, где могут использоваться песок и глина. Дети работают с учебником и таблицей, делают вывод.
Глина нашла применение в хозяйственной деятельности человека благодаря своей пластичности. Из неё делают разнообразную посуду, игрушки, кирпичи и другие изделия. При прокаливании глина приобретает твёрдость и прочность. Песок сыпучий, хорошо пропускает воду, благодаря этому его используют в строительстве дорог. Кварцевый песок используют при производстве стекла.
Представители от групп выходят к доске и дополняют таблицу предложенными предметными картинками, иллюстрирующими использование песка и глины в деятельности человека.
Работа в парах. Тест «Свойства песка и глины». (Приложение 2)
Песчаные грунты в строительстве
Минеральные частицы всех грунтов могут быть связаны или не связаны между собой структурными связями. Песчаные грунты относят к несвязным, сыпучим, так как в сухом состоянии у них отсутствует сцепление между отдельными зернами.
Происходит это потому, что форма песчаных частичек в основном округлая, шарообразная, величиной более 0,1 мм. У песчинок просто не хватает капиллярных сил, чтобы установить прочные связи между собой, так как они не могут преодолеть разделяющее их расстояние.
В состав песчаных грунтов практически не входит глина. То есть, глинистых частиц в нем от 0 до 5%. Однако, и песчаных частиц в нем может практически не быть. В песке пылеватом, например, количество пылеватых (илистых) частиц может составлять от 50 до 100%.
По сравнению с глинистыми грунтами, песчаные грунты имеют несколько большие поры и потому не обладают пластичностью. К тому же, песчаные грунты практически не удерживают воду. Шар из песка сделать можно, но только если песок влажный и при малейшем надавливании он разваливается.
В зависимости от крупности частиц и их количества песчаные грунты подразделяются на пять видов:
Чем крупнее песок, тем более подходит он для устройства основания под фундамент дома и тем лучшими строительными характеристиками он обладает. Разной крупности пески могут быть одновременно в разных разрезах одного отложения.
Классификация песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава
Песчаные грунты в зависимости от гранулометрического состава (размера частиц) делятся на:
Тип грунта
Гранулометрический состав
Для установления наименования песчаного грунта последовательно суммируются проценты содержания частиц в исследуемой породе: сначала крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 мм, далее крупнее 0,25 мм и наконец крупнее 0,1 мм. Наименование грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице «Классификация песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава»
Для того, чтобы лучше понять, частицы каких фракций, размеров и величин содержатся в тех или иных грунтах, включая песчаные, приводится данная таблица:
| Название фракций | ||||
| Валуны, камни | Крупные | |||
| Булыжник | — | 100 — 200 | ||
| Галька или щебень | Крупные | |||
| Гравий | Очень крупные | |||
| Песчаные частицы | Очень крупные | |||
| Пылеватые частицы (пыль, ил) | Крупные | |||
| Глинистые частицы | ГрубыеВизуальный способ определения состава песчаного грунтаДля того чтобы определить, к какому типу песчаного грунта относится образец, взятый с места предполагаемого строительства малоэтажного дома, с ним необходимо произвести следующие манипуляции: Растереть на ладони: — в песке гравелистом довольно много (но не более половины) частиц составляют зерна размером с горошину; — в песке крупном ощущается много частиц размером с пшеничное зерно; — в песке средней крупности ощущается много частиц размером с просяное зерно; — в мелком песке зерна слабо различимы; — пылеватый песок на ощупь похож на муку-крупчатку, при растирании остается пыль. Определить состояние грунта в сухом виде: — песок крупный, средней крупности и мелкий представляют собой сыпучий грунт, который осыпается между пальцами, не задерживаясь; — песок пылеватый — также осыпается между пальцами, но пыль задерживается в складках кожи. Определить состояние грунта во влажном виде: — песок от гравелистого до пылеватого не пластичен и не обладает связанностью. Скатать во влажном виде в шар или в шнур: — из песка шнур скатать невозможно. Морозное пучение песчаных грунтовВ малоэтажном строительстве очень важную роль играет, насколько грунты под фундаментом подвержены такому явлению, как морозное пучение, то есть, велика ли степень пучинистости грунта. На это влияет уровень залегания грунтовых вод на участке строительства, однородность грунтов и степень их насыщения водой. Явление пучинистости грунта (увеличение в объеме при замерзании массы грунта, насыщенной водой) – очень распространено и опасно для фундаментов малоэтажных домов и коттеджей. Так как к непучинистым песчаным грунтам относятся исключительно пески гравелистые и крупные, которые на территории нашей страны практически не залегают, то получается, что подвержены этому явлению практически все песчаные грунты при их зимнем промерзании: влажные и влагонасыщенные пылеватые, мелкопесчаные. Для чего застройщику необходимо знать, какую степень пучинистости имеют грунты на его участке? Это очень важно перед началом строительства малоэтажного дома, так как от этого зависит выбор такого типа фундамента (ленточного, столбчатого, свайного или плитного), который бы максимально был приспособлен к грунтовым и геологическим условиям данной строительной площадки. Если недооценить опасность этого явления и заложить неподходящий фундамент, то из-за малого веса малоэтажного дома, силы морозного пучения (нормальные и касательные), могут буквально вытолкнуть его на поверхность, что повлечет за собой неравномерную деформацию фундамента, а вместе с ним и всего сооружения. Итак, по степени пучинистости грунты делятся на: — непучинистые – пучение практически отсутствует; — слабопучинистые – пучение от 1 до 4%; — среднепучинистые – пучение от 4 до 7%; — сильнопучинистые – пучение от 7 до 10%; — чрезмернопучинистые — пучение более 10% Данные проценты означают, что, например, при глубине промерзания 1,2 м, для сильнопучинистого грунта (берем худший вариант) пучение составит: Определение степени пучинистости песчаных грунтов по их физическим характеристикамВ том случае, если у застройщика на руках есть данные лабораторных испытаний образцов грунта, взятые с участка застройки, в которых расписаны гранулометрический (зерновой) состав песчаных грунтов и степень их влажности, то определить степень пучинистости грунта можно по следующей таблице: Степень пучинистости Деформации пучения или относительное морозное пучение при глубине промерзания 1,5 метра Виды грунтов | Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц размером до 0,05мм(песчаных мелких и тонких) до 2% независимо от влажности; Песок гравелистый, крупный и средней крупности с содержанием частиц размером до 0,05мм (песчаных мелких и тонких) до 15% при Sr ≤ 0,5 (маловлажные); Песок мелкий с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% при Sr ≤ 0,5 (маловлажный); | Песок гравелистый, крупный и средний с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 15% влажный и насыщенный водой; Песок мелкий с содержание частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) до 2% влажный и насыщенный водой; Песок мелки й с содержанием частиц размером менее 0,05мм (пылеватых и глинистых) от 2% до 15% маловлажный (пучение 1÷2%) и влажный (пучение 2÷4%); Песок пылеватый при Sr ≤ 0,5 (маловлажный); | Песок пылеватый и мелкий при Sr > 0,95 (насыщенный водой) |
Как видно из таблицы, степень пучинистости песчаных грунтов зависит прежде всего, от степени насыщения их водой, или от степени влажности.
Определение степени пучинистости песчаных грунтов самостоятельно
В том случае, если у застройщика нет возможности испытать лабораторным способом образцы грунтов, взятых с участка застройки, то можно самостоятельно определить степень пучинистости грунтов, зная глубину промерзания песчаных грунтов в этом районе и уровень залегания грунтовых вод.
Зависимость степени пучинистости песчаных грунтов от их глубины промерзания и уровня залегания грунтовых вод (УГВ)
В природе существует так называемая «капиллярная активность» грунтов – способность различных, особенно глинистых и мелкопесчаных грунтов подтягивать воду со значительных глубин на поверхность земли. Зависит эта способность от количества пылеватых частиц в составе этих грунтов: чем больше пылеватых частиц, тем больше активность.
«Благодаря» капиллярному эффекту, мелкие и пылеватые пески способны подтягивать воду от уровня залегания грунтовых вод (УГВ) ближе к поверхности земли на следующие величины:
— пески пылеватые – на 0,7 ÷ 1,2 метра.
Именно эта способность подтягивать воду определяет степень пучинистости песчаных грунтов в зависимости от разницы уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов (Z).
Зависимость степени пучинистости грунта от Z
Непучинистые грунты (относительное морозное пучение
Непучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
Слабопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 1 до 4%)
Слабопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
Среднепучинистые грунты (относительное морозное пучение от 4 до 7%)
Среднепучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
Сильнопучинистые грунты (относительное морозное пучение от 7 до 10%)
Сильнопучинистыми грунтами являются грунты, если разница уровня грунтовых вод и глубины промерзания грунтов Z составляет:
• для пылеватых песков — Z
Пример:
Грунт – песок пылеватый;
Уровень грунтовых вод (УГВ) – 2,0 метра от поверхности земли;
Глубина промерзания грунта – 1,2 м
2,0 — 1,2 = 0,8 м – песок пылеватый слабопучинистый.
Классификация песчаных грунтов по степени влажности S r
Влажность грунта — количество воды, содержащееся в порах грунта, выраженное в % от массы сухого грунта. Это свойство грунта, обусловленное наличием в нем воды различных категорий.
Свойства всех разновидностей грунтов, особенно песчаных, в сильной степени зависят от содержания в них воды. В грунте различают:
Часто свободную воду подразделяют на капиллярную (диаметр пор менее 1 мм) и гравитационную (диаметр пор более 1 мм). Именно капиллярная вода может содержаться в песках средней крупности, мелких и особенно в пылеватых песках.
Свободная вода легко добавляется в грунт и извлекается из грунта. В грунте свободная вода не испытывает силу притяжения, а подчиняется законам гидравлики. Она может свободно перемещаться под воздействием разности напоров.
Песчаные грунты подразделяются по степени влажности S r (степени заполнения пор грунта водой):
| Названия грунтов | Степень влажности |
| Маловлажные (маловодонасыщенные) | 0 r ≤ 0,5 |
| Влажные (средневодонасыщенные) | 0,5 r ≤ 0,8 |
| Насыщенный водой | 0,8 r ≤ 1, |
ω – природная влажность грунта;
ρ з – плотность частиц грунта;
ρ о – плотность воды = 1 г/см²;
e – коэффициент пористости грунта
Классификация песчаных грунтов по плотности сложения
Плотность сложения песчаных грунтов имеет важное значение при оценке их строительных качеств. О плотности сложения песчаных грунтов можно судить по коэффициенту пористости грунта e. Чем больше значение этого коэффициента, тем меньшей плотностью и большей сжимаемостью обладает грунт.
Классификация песчаных грунтов по плотности сложения (в зависимости от коэффициента пористости e):
Вид песка
Песчаные грунты быстро и хорошо уплотняются при их нагружении. Происходит это потому, что под нагрузкой из пор грунтов выжимается свободная вода. Грунты уменьшаются в объеме, что приводит к осадке строящегося сооружения. Так как у песчаных грунтов высокая водопроницаемость, то отжатие воды из пор и осадка грунтов основания занимает короткий период. Это очень ценное свойство именно песчаных грунтов основания, так как практически вся осадка здания происходит уже в процессе строительства.
По плотности сложения песчаные грунты бывают плотные, средней плотности и рыхлые. Плотные пески обычно залегают на глубине более 1,5 м. Нахождение на протяжении довольно длительного времени под давлением вышележащих слоев, сделало их максимально плотными и более всего подходящими в качестве основания под фундамент дома.
Песчаные грунты средней плотности как правило залегают на глубине менее 1,5 метров. Такую плотность может еще иметь искусственно уплотненный песчаный грунт. Прочность такого грунта значительно ниже, а осадка — больше, чем у плотного песка.
Расчетное сопротивление песчаных грунтов
Несущая способность песчаных грунтов находится в тесной взаимосвязи с их плотностью. Как видно из таблицы ниже, у песков гравелистых и крупных, обладающих средней плотностью сложения, несущая способность — 5 кг/см²; у плотных гравелистых и крупных песков — 6 кг/см², и т. д.
Несущая способность гравелистых, крупных и средней крупности песков не зависит от степени их насыщения водой, так как у них практически отсутствует капиллярная активность. Они практически не поглощают и не удерживают воду, а пропускают ее через себя.
Несущая способность мелких и пылеватых песков, напротив, зависит от их влажности из-за того, что в своем составе они имеют значительное содержание пылеватых частиц, которые хорошо связывают воду и насыщаются ею. Еще одна неприятность для строителей состоит в том, что пылеватые частицы обладают капиллярной активностью — способностью грунта подтягивать на поверхность воду со значительных глубин.
«Благодаря» всему этому, насыщение влагой мелкого и пылеватого песков значительно снижают их несущую способность.
Р асчетное сопротивление песчаных грунтов R, кг/см² в зависимости от их плотности сложения