лаба. Фракцию грунта определяем просеиванием грунта через сита,остаток на ситах это и есть фракция
 Скачать 1.73 Mb.
|
|
ЛАБА 1 Под гранулометрическим или механическим составом грунта понимают относительное содержание частиц различной крупности, выраженное в процентах от общей массы грунта. Гранулометрический состав является одним из важных факторов, определяющих физические свойства грунта. Он позволяет судить о его строительных свойствах, таких как: пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, усадка, набухание, высота капиллярного поднятия, водопроницаемость и д Фракцию грунта определяем просеиванием грунта через сита,остаток на ситах это и есть фракция Показатель максимальной неоднородности— мера неоднородности гранулометрического состава песка, определяемая по формуле Umax = d50 · d95/d5, где d50, d95, d5 –– диаметры частиц, мм, меньше которых в данном грунте содержится по массе соответственно 95 %, 50 % и 5 % частиц 1. Сита собирают в колонку так, чтобы диаметры их отверстий уменьшались сверху вниз. Нижнее сито закрывают поддоном. 2. Осуществляют отбор средней навески, для чего высушенный на воздухе образец тщательно перемешивают, затем шпателем или линейкой распределяют на листе бумаги тонким слоем толщиной в несколько миллиметров и двумя взаимно перпендикулярными линиями разделяют на равные части (квадранты). Два противоположных квадранта (по диагонали) оставляют в качестве сокращенной пробы, а два других удаляют. Такое деление производят до тех пор, пока не останется необходимое количество грунта »100 г. 3. Взвешенную пробу (100 г) помещают на верхнее сито собранной колонки, закрывают крышкой и просеивают до полной сортировки частиц грунта на ситах. Контроль полной сортировки частиц грунта осуществляют просеиванием содержимого каждого сита над листом бумаги. При выпадении частиц содержимое бумаги необходи\u001fмо высыпать на нижележащее сито, снятое сито поставить на место и продолжить обработку до тех пор, пока процесс деления грунта по крупности не будет завершен. 4. Содержимое каждого сита высыпают на предварительно взвешенные листки бумаги, взвешивают с точностью до 0,01 г и вычисляют массу каждой фракции. Суммарная масса всех фракций не должна отличаться более чем на 0,5% от массы образца, взятой для анализа. 5.Образец песка, 100 грамм, просеивают через сита с отверстиями,-10 ;5; 2,5; 1,0; 0,5; 0,25;0,10 миллиметров, разделяя на фракции. Потом каждую фракцию отдельно взвешивают, и по процентному соотношению частиц, пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Также в определение физических характеристик песчаных грунтов входит определение влажности, удельного и объемного веса, и плотности. 6.Ситовый анализ,метод Сабанина,пипсточный метод,ареометрический метод,полевой метод Рутковского,гранулометрический анализ 7.Крупнообломочные,песчаные,глинистые 8.Число максимальной неоднородности определяют по кривой гранулометрического состава. Мера неоднородности гранулометрического состава определяют по формуле U= d50*d95/d5 ,где d50,d95,d5диаметр,мм,процентное содержание которых в грунте менее 95,50,5% Лаба 2 1.Какие Вам известны методы определения грансостава грунта рутковского? Полевой, ситовой, пипеточный, ариометрический 2.Опишите методику определения грансостава полевым методом Рутковского? В основу метода положена способность глинистых фракций набухать в воде, а также различная скорость осаждения частиц, зависящая от их размера. 3.Опишите методику определиня глинистой фракции полевым методом Рутковского? 1. Из воздушно-сухого грунта, прошедшего через сито d=0,5мм в мензурку емкостью 100 см^3 с уплотнение 10 см^3 грунта V0 2. Грунт в мензурке разрыхляют, наливают 50-70 см^3 воды и тщательно размешивают стеклянной палочкой с резиновым наконечником. 3. В полученную суспензию для ускорения коагуляции прибавляют 2-3 см^3 5% раствора CaCl2 4. В мензурку доливают воды до 100 см^3 и оставляют суспензию отстаиваться на 1 час 5. Затем измеряют объем осадка V в мензурке и определяют приращение объема грунта K в результате его набухания: K=  6. Определяют процентное содержание глинистой фракции (меньше 0.005 мм) по эмпирической формуле:  4. Опишите методику определения песчаной фракции полевым методом Руткоского? Погружаем кольцо в грунт и вырезаем столбик грунта, не допуская перекосов. Операция вырезания столбика грунта и погружения кольца в грунт продолжается до полного заполнения кольца. При пластичном или сыпучем грунте кольцо плавно, без перекосов, вдавливают в него и удаляют грунт вокруг кольца. После заполнения кольца грунт, выступающий сверху, срезают вровень с краями кольца и накрывают крышкой. Поддерживая кольца рукой, подрезают грунт на 8-10 мм ниже режущего. 1. В мензурку емкостью 100 см^3 насыпают с уплотнением 10 см^3 грунта, прошедшего через сито d=0.5 мм. 2. Грунт в мензурке разрыхляют, наливают 100 см^3 воды, содержимое размешивают стеклянной плочкой и затем отстаивают его в течении 90 с. 3. Через 90 с. Суспензию в объеме 70-75 см^3 сливают в мерный сосуд. 4. Отмучивание в мензурке проводится 5-8 раз, пока вода на сливаемую высоту, по истечению 90 с. не станет прозрачной. 5. Для контроля чистоты отмучивания в мензурку наливают воду до уровня 30 см^3, взмучивают и через 30 с. сливают весь слой жидкости, находящейся над осадком. Взмучивание со сливом проводят до тех пор, пока осадок не будет содержать взвешенные частицы. 6. Доливают в мензурку воды до 100 см^3 и после отстоя определяют объем песчаных частиц (Vn) 7. Вычисляют его процентное содержание (  ), принимая, что 1 см^3 осевших песчаных частиц соответствует 10%.5. Опишите методику определения пылеватой фракции полевым методом Рутковского? Процентное содержание пылеватой фракции (  ) вычисляют по разности между 100% и суммой процентного содержания песчаной и глинистой фракции.Лаба 3 Физические свойства Плотность грунта ρ, г/см3 — это отношение общей массы образца грунта при естественной влажности и строении, к занимаемому образцом объёму. 2)1. Образец грунта (100...200 г) в воздушно-сухом состоянии растереть в фарфоровой ступке. 2. Просеять пробу сквозь сито с решеткой №2. Остаток на сите растереть в ступке и просеять через то же сито. 3. Из приготовленного воздушно-сухого грунта берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра. 3)Удельным весом грунта γ называется вес единицы объема грунта в его естественном состоянии. Удельным весом частиц грунта (ранее назывался удельным весом грунта) называется отношение веса частиц грунта к объему, который они занимают. Удельный вес сухово грунта – отношение объёма грунта к весу твердых частиц, высушенных при температуре 100-105 градусов Цельсия. 4)Определение влажности и плотности почвы (песка) выполняют по ГОСТ В.2.1-17: 2009 «Грунты. Методы лабораторного определения физических свойств». 5) Плотность грунта зависит от минерального состава, пористости и влажности, чем больше влажность, тем больше его плотность. 6)Удельный вес грунта – это отношение его массы к объему. Данный показатель высчитывается по формуле: γ = P/V, где γ – означает удельный вес, Р – массу, а V – объем исследуемого образца. Как правило, в расчетах используют удельный вес для сухого грунта. 7) Влажность грунта - это количество воды, содержащейся в порах грунта, выраженное в процентах от массы грунта, высушенного до постоянной массы при температуре 105 ± 2 °С. 8)γ = P/V, где γ – означает удельный вес,Р – массу,V – объем исследуемого образца.γ = 1.8. 9) Определяем влажность грунта по формуле (2) w = (m1 - m2)/m2 = (30 – 25)/25 = 0,2. Определяем удельный вес сухого грунта по формуле (3) γd =γ /(1 + w) = 18/(1 + 0,2)= 15 кН/м3. 3. Определяем пористость грунта по формуле (5) n = ( 1 -γd /γs) . 100% = ( 1 - 15/27) . 100 = 45 % 10) 1. Определяем удельный вес сухого суглинка по формуле (3) γd = γ/(1 + w1) = 18/(1 + 0,15)= 15,7 кН/м3. 2. Определяем удельный вес суглинка после добавления в него воды до влаж- ности w2 = 0.19 из формулы (3) γ2 = γd (1 + w ) = 15,7 (1 + 0,19) = 18 кН/м3. 3. Определяем количество воды, добавленной на 1 м3 суглинка mw = γ2 - γ1 = 18,7 - 18 =0,7 кН или 70 л. Лаба 4 1. Плотность частиц грунта s — масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта. 2. изменяется в пределах от 2,4 г/см3 до 2,8 г/см3 3. Коэффициент пористости е определяется по формуле  где s — плотность частиц грунта, г/см3 ; d — плотность сухого грунта, г/см3 . 4.  5. Коэффициент водонасыщения Sr, д. е. — степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле  где W — природная влажность грунта, д. е.; е — коэффициент пористости; s — плотность частиц грунта, г/см3 ; w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3 . 6.  7.  8.  , е0=1; n=1/2ЛАБА 5 Дайте определение пластичности грунта? Пластичность грунта - его способность под воздействием внешних сил изменять форму (деформироваться) без разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после прекращения этого воздействия. Дайте определение текучести пылевато-глинистого грунта? Показатель текучести- степень подвижности слагающих грунт частиц при механическом воздействии. Запишите формулу для определения числа пластичности?  Запишите формулу для определения показателя текучести?  5) Методика определения влажности на границе текучести? Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм. Методика определения влажности на границе раскатывания? 1. Приготовленную грунтовую пасту, подсушивают до тех пор, пока она при раскатывании не перестанет прилипать к ладоням рук. 2. Из подсушенной грунтовой пасты берут небольшие кусочки и раскатывают их на стекле до образования жгута диаметром около З мм и длиной, равной ширине ладони. Если при такой толщине грунтовый жгут начнет крошиться, то считают, что предел раскатывания достигнут. Если при толщине около З мм жгут сохраняет связность и эластичность и не крошится, то его переминают руками, а затем вновь раскатывают до указанной толщины. 3. Если жгут начинает крошиться, не достигнув толщины З мм, добавляют несколько капель дистиллированной воды и перемешивают, а затем раскатывают. Влажность грунта на границе пластичности составляет 12%. Природная влажность грунта 20%, показатель текучести 0,5, определить вид грунта? Wp=12%. W=20%. IL=0,5. WL - ?, грунт - ? IL=0,5= (20-12)/(x-12) X=WL=28% IP =28-12=16% - это значит 7<16<17 – суглинок По IL тугопластичная или мягкопластичная Определить наименование, консистенцию глинистого грунта плотностью ɣ=18 кН/м3 ,с естественной влажностью w1=30% при плотности частиц ɣS=27 кН/м3.  6 Лаба Вопрос: Что называется сжимаемостью грунта? Что такое компрессионное сжатие? Ответ: Сжимаемость грунтов – это компрессионное механическое свойство грунта. Оно подразумевает уменьшение материала в объеме под воздействием внешнего давления. Компрессионным сжатием называют сжатие, при котором невозможно боковое расширение. Вопрос: Перечислите основные характеристики сжимаемости грунта и формулы для их определения. Ответ: Характеристиками сжимаемости являются: коэффициент сжимаемости а0 , МПа-1; коэффициент относительной сжимаемости аV, МПа -1; модуль общей деформации Е0 , МПа, и структурная прочность грунта Рстр , МПа. Вопрос: Какова последовательность компрессионного испытания грунта? Ответ: Hа каждой ступени нагружения образца грунта снимают отсчеты по приборам для измерения вертикальных деформаций в следующей последовательности: первый отсчет - сразу после приложения нагрузки, затем через 0, 25; 0, 5; 1; 2; 5; 10; 20; 30 мин и далее с интервалом 1 ч в течение рабочего дня, а затем - в начале и конце рабочего дня до условной стабилизации деформации образца. Вопрос: Что такое упругая и остаточная деформации грунта? Ответ: Деформация упругая (обратимая) – деформация, которую испытывает идеально упругое тело (грунт) в соответствии с линейным законом упругости. Деформация упруго-пластичная (необратимая) – деформация, характерная для реальных грунтов, нелинейно зависящая от напряжения. Остаточная деформация — деформация, которая после прекращения действий внешней силы сохраняется в деформируемом теле в виде пластической деформации. Модуль общей деформации суглинка определяется по формуле Е0 =  =  0,5 = 5 МПа.Какова цель лабораторных испытаний в одометре? Ответ: Освоить методику испытания грунта методом компрессионного сжатия для определения коэффициента сжимаемости  , модуля деформации Е, структурной прочности на сжатие  .Какие виды грунтов по сжимаемости Вам известны? Ответ: В зависимости от коэффициента сжимаемости, выделяют три категории грунтов.
8. Лаба 7 1 вопрос К основным прочностным свойствам грунтов относятся угол внутреннего трения, удельное сцепление и предел прочности на одноосное сжатие. Угол внутреннего трения и удельное сцепление характеризуют силы трения, действующие в грунте. 2вопрос Прямой одноплоскостной срез. Двухплоскостной срез Испытание грунта в стабилометре Кольцевой срез Испытание крыльчаткой 3 вопрос При построении графика напряжения τ и Р откладываются в одном и том же масштабе: 0,1МПа= 5 см. По полученным опытным точкам производит- ся осредненная прямая до пересечения с осью ординат. 11. Угол внутреннего трения грунта ϕ и сцепление С определяются из гра- фика: ϕ – по тангенсу угла наклона прямой или с помощью транспортира (точ- ность 1°); С – выражается отрезком, отсекаемым прямой на оси ординат, и из- меряется с точностью до 0,001 МПа. Обработка результатов По результатам испытания трех образцов в тетради лабораторных работ строится график зависимости τ = f(p) в соответствии с рис. 8. 28 Прочностные характеристики грунтов: угол внутреннего трения ϕ с точно- стью до 1º и удельное сцепление С с точностью до 0,001 МПа определяют: tg ϕ =(τ 3 - τ 1)/(p3- p1), (21) . c = τ 1 - p1 tg ϕ , (22) где индексы при τ и P соответствуют номерам образцов. Результаты вычислений записывают в таблицу. 4 вопрос Количественные показатели сопротивления сдвигу — это основные характеристики прочности грунта. Они не постоянны и зависят от многих взаимосвязанных факторов: крупности и формы частиц грунта, его минералогического состава, степени водонасыщения и плотности строения, скорости приложения и продолжительности действия нагрузки и тому подобное. 5 вопрос Закон прочности Кулона – Мора устанавливает условия, при которых грунт деформируется без увеличения напряжений за счет изменения формы. касательные напряжения на площадке сдвига в состоянии предельного равновесия грунта пропорциональны нормальным напряжениям, действующим на этой площадке.
 Для площадки сдвига закон прочности Кулона–Мора имеет математическое выражение, уже известное нам из курса "Инженерные изыскания в строительстве": t = с + s × tg j, (2.1) где с – сцепление, параметр, соответствующий прочности грунта при нулевом значении нормального напряжения на площадке сдвига; tg j – коэффициент пропорциональности, равный тангенсу угла внутреннего трения; j – угол внутреннего трения; s – эффективные нормальные напряжения на площадке среза. 6 вопрос. При геолого-разведовательных работах перед строитлеьством, В связи с этим, перед началом проектирования на каждой строительной площадке проводятся инженерно-геологические изыскания. В их состав входит бурение скважин и установление мощности слоев грунтов, отбор образцов ненарушенной структуры и определение в лаборатории их физических и механических характеристик. 7 вопрос. при вертикальном давлении p1 = 0,1 МПа сопротивление сдвигу t1 = 0,065 МПа; 2) при p2 = 0,2 МПа t2 = 0,105 МПа; 3) при p3 = 0,3 МПа t3 = 0,145 МПа. Решение: 1. Определяем коэффициент внутреннего трения tg j и значение j по формуле (27): tg j =(t3 – t1)/(p3 – p1) =(0,145 – 0,065)/(0,3 – 0,1)= 0,4 и угол j = 22º. 2. Определяем удельное сцепление по формуле (28): c = t1 – p1 tg j = 0,065 – 0,1∙0,4 = 0,025 МПа. 8 вопрос  Laba 8 1. Дайте определение угла естественного откоса грунта? Углом естественного откоса называется угол между горизонталью и поверхностью наиболее крутого свободного откоса песчаного грунта, при котором он сохраняет равновесие. 2. Какая расчётная характеристика грунта напрямую зависит от угла естественного откоса? Крутизна откоса зависит от угла естественного откоса. Крутизна откосов выемок и насыпей характеризуется отношением высоты к заложению m – коэффициент откоса. 3. Как зависит угол естественного откоса от крупности грунта? Чем выше крупность грунта, тем меньше угол естественного откоса. Объясняется тем, что в смеси более мелкие частицы заполняют промежутки между крупными, что способствует их смещению по поверхности откоса. 4. Как изменяется угол естественного откоса грунта с естественной влажностью и при полном насыщении данного грунта водой? При полном насыщении грунта водой угол естественного откоса уменьшается в сравнении с углом естественного откоса данного грунта с естественной влажностью. 5. Опишите методику определения угла естественного откоса грунта? В воздушно-сухом состоянии: 1) Прибор ставят на горизонтальную плоскость. Выдвижная створка при этом опущена до дна. Избыток песка удаляют с помощью линейки 2) В малое отделение насыпают доверху воздушно-сухой песок. 3) Постепенно поднимают выдвижную створку, следя, чтобы не было толчков; при этом прибор придерживают рукой. Песок частично пересыпается в другое отделение, пока наступает положение равновесия. Угол между плоскостью свободного откоса и горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса. 4) По делениям на боковой стенке отсчитывают высоту h1, по делениям на днище - L1 и определяют tg1 по формуле: tg1= h1/L1 5) Определяют величину 1, отсчеты ведут с точностью до 1 мм. 6) Опыт повторить дважды. Расхождение в определении угла естественного откоса не должно превышать 100. 7) Вычислить среднее значение угла естественного откоса для воздушно-сухого грунта. Во подводном состоянии: 1) Прибор устанавливается аналогично, только после того, как в меньшее отделение прибора насыпан испытуемый грунт, в большее отделение наполняется доверху водой. 2) Поднимают выдвижную створку на несколько миллиметров, чтобы вода могла проникнуть в малое отделение, при необходимости воду подливают. 3) Грунт должен весь пропитаться водой. Затем поднимают створку выше и испытания продолжают, как и при испытании в воздушно-сухом состоянии. Формула будет иметь вид: tg2= h2/ L2 |