Геология. Методичка по ГЕОЛОГИИ -Дорожники (3). Изучение диагностических признаков минералов. Цель работы закрепление и углубление знаний по курсу. Оборудование урока справочный материал, образцы минералов.
 Скачать 5.27 Mb.
|
|
d - отношение массы грунта за вычетом массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему, вычисляют по формуле d W где — плотность грунта, г/см 3 ; W — влажность грунта, де. Влажность, при которой достигнута максимальная плотность скелета грунта, является оптимальной влажностью (W опт ). Для установления зависимости плотности скелета грунта от его влажности проводят серию отдельных испытаний грунта на уплотнение с последовательным увеличением его влажности. Результаты испытаний представляют в виде графика. Количество отдельных испытаний для построения графика должно быть не менее шести, а также достаточным для выявления максимального значения плотности скелета грунта. Испытание грунтов осуществляют в приборе Союздорнии» для стандартного уплотнения грунтов путем послойного трамбования грунта ударами груза массой 2,5 кг, падающего с высоты 300 мм при этом общее число ударов должно составить 120. Пробы грунта (образцы нарушенного сложения) следует отбирать в естественных и искусственных обнажениях игорных выработках из однородного по виду слоя грунта. Масса пробы грунта должна быть не менее 10 кг Оборудование - прибор Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов - весы с точностью 0.01 г - шкаф сушильный - сито с отверстиями 10 мм - чашки металлические емкостью не менее 5 л - цилиндры мерные с носиком емкостью 100 и 500 мл - лопаточка мастерок - линейка металлическая длиной 30 см - штангенциркуль - нож - бюксы (стаканчики. Рис Схема прибора Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов. 1 поддон 2 разъемный цилиндр емкостью 1000 см 3 — кольцо 4 — насадка 5 — наковальня 6 — груз массой 2,5 кг 7 — направляющий стержень 8 — ограничительное кольцо 9 — зажимные винты. Порядок работы 1. Обработать пробы грунта массой 10 кг, выделить и подготовить отдельные пробы грунта массой 2,5 кг к испытанию. 2. Заранее подготовленную пробу грунта доувлажняют до исходной влажности (W 3 ), принимаемой равной 4% для песчаных, гравийных грунтов и 8% для глинистых грунтов. Необходимой для доувлажнения пробы грунта количество воды (Q) определяют по формуле 1 W W W m Q 1 3 1 3 01 , 0 01 , 0 1 (1) m 3 — массу грунта, оставшегося от предыдущего испытания W 1 — влажность грунта в исходном состоянии, %. W 3 – требуемая влажность, % 3. Вводят в пробы грунта рассчитанное количество воды и одновременно перемешивают грунт лопаточкой-мастерком. 4. Испытания грунта проводят последовательно с отдельными пробами грунта. Влажность пробы при первом испытании должна равняться исходной. При каждом последующем испытании влажность следует увеличивать на 1—2% для песчаных, гравийных грунтов и 2—3 % для глинистых грунтов. Количество воды для доувлажнения пробы определяют по формуле (1). 5. Каждую отдельную пробу следует испытывать один раз. Уплотнение грунта каждой пробы должно выполняться путем последовательного трамбования трех слоев. 6. Подготовленную пробу грунта переносят в металлическую чашку, а затем слоями, загружают в цилиндр прибора, прижимая грунт трамбовкой. Каждый слой должен иметь высоту 5—6 см и уплотняться 40 ударами груза, при этом стержень трамбовки необходимо удерживать в вертикальном положении. 7. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего слоя взрыхляют ножом на глубину 1—2 мм. Перед укладкой третьего слоя на цилиндр надевают насадку. После уплотнения третьего слоя насадку снимают и срезают выступающую часть образца заподлицо с торцом цилиндра. 8. Массу контейнера с грунтом (m 5 ) определяют с погрешностью доги рассчитывают плотность влажного образца грунта ( ) с погрешностью до 0,01 г/см 3 по формуле (2) , 4 5 V m m (2) где m 5 – масса контейнера без насадки с уплотненным образцом грунта m 4 – масса контейнера без насадки V емкость цилиндра, равная 1000 см 9. Снимают поддон и кольцо, раскрывают цилиндр и извлекают уплотненный образец грунта. Из средней части образца отбирают пробу массой не менее 30 г для определения влажности грунта (W) (практическая работа №9). 10. Извлеченный из цилиндра грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, растирают, перемешивают и взвешивают. Затем повышают влажность пробы согласно заранее рассчитанной порции воды. После добавления воды грунт перемешивают. 11. Второе и последующие испытания грунта на уплотнение должны проводиться аналогично первому. 12. Испытания по определению максимальной плотности скелета грунта следует считать законченными тогда, когда с повышением влажности пробы при последующих двух, трех испытаниях на уплотнение происходит последовательное уменьшении значении плотности уплотненных образцов грунта или когда грунт перестает уплотняться и начинает при ударах груза выжиматься из прибора. 13. Результаты определений записывают в таблицу 1. Обработка результатов По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности уплотненных образцов определяют плотность скелета грунта ( d ) с погрешностью до 0,01 г/см 3 по формуле (3) W d 01 , 0 1 (3) Строят график зависимости плотности скелета от влажности грунта, откладывая по оси абсцисс влажность уплотненных образцов в масштабе 1 см — 2%, а по оси ординат — плотность скелета грунта в масштабе 1 см — 0,05 г/см 3 Находят максимум полученной зависимости и соответствующие ему величины максимальной плотности скелета грунта ( d ) на оси ординат и оптимальной влажности (W опт ) на оси абсцисс. Точность считывания значений должна быть для ( d мах — 0,01 г/см 3 , а для W опт 0,1%. Если при построении графика кривая зависимости получается без заметно выраженного пика, что может иметь место для песчаных и гравийных грунтов, замах следует принимать достигнутую максимальную плотность скелета грунта, аза W опт — наименьшее значение влажности, при которой достигается максимальная плотность скелета грунта. Таблица Результаты определения максимальной плотности грунта оп. Определение плотности,г/см 3 Определение влажности Плотность скелета уплотненного образца грунта d = ___ 1+ 0, 01 W см 3 Масса, г плотность уплотненного образца грунта бюкса Масса, г Влажность W, % контейнера без насадки контейнера без насадки суп лот не нн ы м образцом грунта уплотненного образца грунта) пустого бюкса бюкса с влажной пробой грунта бюкса с сухим грунтом средняя Рис Пример построения графика зависимости плотности скелета грунта от влажности при стандартном уплотнении Государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования Севастопольский архитектурно-строительный техникум ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №13 ПО ГЕОЛОГИИ И ГРУНТОВНДЕНИЮ На тему Определение максимальной плотности грунта при оптимальной влажности 08.02.05 ПМ.01 МДК01.01 ПР ___ ПЗ Выполнил: студентка) 2 курса Д группы _______________________________ Проверил преподаватель Кузнецова Т.М. 20__ Тема Определение максимальной плотности грунта при оптимальной влажности Вариант Цель Определить максимальную плотность грунта при его оптимальной влажности. Результаты определения максимальной плотности грунта оп. Определение плотности, г/см 3 Определение влажности Плотность скелет ау плот не н н ого образца грунта см 3 Масса, г плотность уплотненного образца грунта бюкса Масса, г Влажность W, % контейнера без насадки контейнера без насадки суп лот не н н ы м образ ц о мг р у н т ау плот не н н ого образца грунта) пустого бюкса бюкса св лаж ной пробой грунта бюкса с сухим грунтом средняя 2 3 4 5 6 08.02.05 ПМ.01 МДК01.01 ПР ___ ПЗ Определение максимальной плотности грунта при оптимальной влажности Стадия Лист Листов У 1 1 САСТ гр.Д-___ Преподав Кузнецова Студент ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ ___________________________________________________________________________________________ Построения графика зависимости, плотности скелета грунта от влажности при стандартном уплотнении. Плотность скелета грунта, г/ см 3 Влажность, % 08.02.05 ПМ.01 МДК01.01 ПР ___ ПЗ Лист 2 Практическая работа №14 Тема Определение характеристик предельного сопротивления грунта сдвигу Цель работы Определить удельное сцепление и угол внутреннего трения пылевато- глинистого грунта. Сущность метода Сопротивление сдвигу u определяется в условиях предельного равновесия грунта и равняется наименьшему касательному напряжению, при котором грунт, находящийся под нормальным давлением р, разрушается (сдвигается. В песчаных (несвязных) грунтах сопротивление сдвигу обусловлено силами внутреннего трения между частицами грунта. Сопротивление сдвигу связных грунтов складывается из двух частей сил внутреннего трения и сил сцепления. Только преодолев эти силы, можно вызвать сдвиг одной части грунта относительно другой. Зависимость между сопротивлением сдвигу и нормальным давлением устанавливается экспериментально. Предельной сопротивление грунтов сдвигу есть функция первой степени от нормального давления (закон Кулона для песчаных грунтов для глинистых где р- нормальное напряжение по площадкам сдвига, МПа - угол внутреннего трения, град с- удельное сопротивление, МПа. Различают быстрый сдвиг, когда за время испытаний влажность практически не изменяется (закрытая система, и медленный, когда вода свободно выдавливается из пор грунта (открытая система. В лаборатории опыт проводится по открытой системе в сдвижном приборе ПСГ- 2. Входе эксперимента сдвигающая сила постепенно (ступенями) увеличивается до тех пор, пока её величина не превзойдет прочность образца на сдвиг. Оборудование и материалы • Сдвижные приборы с наборами гирь. • Индикаторы для измерения деформаций. • Часы с секундной стрелкой. • Образцы глинистого грунта в кольцах - Зшт. Рис. 1. Схема сдвигового прибора ПСГ: 1 – верхний штамп 2 – верхняя обойма 3 – нижняя неподвижная обойма 4 – нижний штамп 5 плоскость сдвига 6 – горизонтальный индикатор 7 – вертикальный индикатор 8 – рычажное устройство. В сдвиговые кольца помещают три одинаковых образца глинистого грунта. в кольце № 1 задается давление = 0,1 МПа, в кольце № 2 задается давление = 0,2 МПа, в кольце № 3 задается давление = 0,3 МПа. Порядок работы 1. Подготовка образцов грунта - вырезать с помощью колец три образца грунта - покрыть образцы грунта с обеих сторон увлажняющими бумажными фильтрами 2. Образец грунта перенести в сдвиговой прибор ПСГ (рис. 1); 3. Приложить уплотняющее давление 0,1 МПа с помощью штампа (1). В приборе ПСГ вертикальная нагрузка создается рычажным устройством с кратностью n = 10. Масса груза на подвеске определится из выражения Q P F 0,1 , кг F = 40 см – площадь сечения образца. 4. Установить зазор между верхней (2) и нижней (3) обоймами от 0,5 до 0,8 мм. 5. Установить индикатор часового типа (6). 6. Сдвигающее усилие прикладывается ступенями, добавлением груза на рычажное устройство (с кратностью n = 10), создавая постепенно нарастающую горизонтальную силу Т (приложение ступеней должно следовать через каждые 10-15 с) (рис. 1.) до тех пор, пока не произойдет сдвиг. При передаче касательной нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10% значения нормального давления, при котором производится сдвиг. 7. Испытание на сдвиг следует считать законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5 мм. 8. Произвести по такой же схеме испытания на сдвиг грунта при нормальном уплотняющем) давлении 0,2 МПа и 0,3 МПа. Обработка результатов измерения Площадь среза образца А 40 см 2 Высота кольца h= 40 мм Рычажное отношение n= 10. Обработка результатов Величины ступеней сдвигающих нагрузок (вес гирь) Нормальные напряжения на поверхности сдвига, МПа Ступени сдвигающей нагрузки, Н (г) первая q1 вторая третья и все последующие Р 8 (800) 4 (400) 2 (200) Р 0,2 16(1600) 8 (800) 4 (400) Рз= 0,3 24 (2400) 12(1200) 6 (600) Данные хода опыта по определению предельной сдвигающей нагрузки при нормальном напряжении р=0,2МПа Номер ступени нагрузки Величина ступени нагрузки qi, Н Суммарная нагрузка на подвеске (от начала опыта) Н q, Время от начала приложения данной ступени нагрузки t, мин Отсчет по индикатору, мм Деформация сдвига за каждую минуту, мм 1 16 16 0 10,143 0 1 9,272 0,871 2 9,197 0,946 3 9,165 0,978 4 9,143 1 5 9,124 1,019 6 9,113 1,03 7 9,105 1,038 8 9,103 1,04 2 8 24 9 8,108 2,035 10 7,803 2,34 11 7,638 2,505 12 7,563 2,58 13 7,518 2,625 14 7,506 2,637 15 7,504 2,639 3 4 28 16 6,02 4,123 1. Обработка результатов заключается в определении сдвигающих напряжений и построении графика сопротивления сдвигу. Все данные записаны в таблице. 2. По результатам испытания трех образцов строится график зависимости = f(p) в соответствии с рис. 2. 3. При построении графика напряжения и Р откладываются водном и том же масштабе 0,1 МПа = 5 см. По полученным опытным точкам производится осредненная прямая до пересечения с осью ординат. 4. Прочностные характеристики грунтов угол внутреннего трения с точностью дои удельное сцепление с с точностью до 0,001 МПа определяют tg = c = 1 – p 1 · tg где индексы при и р соответствуют номерам образцов. 5. Также угол внутреннего трения грунта и сцепление смогут определяться из графика – по тангенсу угла наклона прямой или с помощью транспортира (точность 1°); с – выражается отрезком, отсекаемым прямой на оси ординат, и измеряется с точностью до 0,001 МПа. 6. Результаты вычислений записывают в таблицу. Рис.2 График зависимости сопротивления сдвигу от вертикального давления песчаный грунт, глинистый грунт Результаты определения сопротивления грунта сдвигу Номер подгруппы Нормальное напряжение в плоскости сдвига р, МПа Величина предельной горизонтальной нагрузки Fu , H (г) Сопротивление грунта сдвигу МПа 1 0,1 14 2 0,2 28 3 0,3 42 Государственное бюджетное образовательное учреждение профессионального образования Севастопольский архитектурно-строительный техникум ПРАКТИЧЕСКАЯ РАБОТА №14 ПО ГЕОЛОГИИ И ГРУНТОВЕДЕНИЮ На тему Определение характеристик предельного сопротивления грунта сдвигу 08.02.05 ПМ.01 МДК01.01 ПР ___ ПЗ Выполнил: студентка) 2 курса Д группы _______________________________ Проверил преподаватель Кузнецова Т.М. 20__ Тема Определение характеристик предельного сопротивления грунта сдвигу Вариант Цель Определить удельное сцепление и угол внутреннего трения пылевато- глинистого грунта. Величины ступеней сдвигающих нагрузок (вес гирь) Нормальные напряжения на поверхности сдвига, МПа Ступени сдвигающей нагрузки, Н (г) первая q1 вторая третья и все последующие Р 8 (800) 4 (400) 2 (200) Р 0,2 16(1600) 8 (800) 4 (400) Рз= 0,3 24 (2400) 12(1200) 6 (600) Площадь среза образца А 40 см 2 Высота кольца h= 40 мм Рычажное отношение n= 10. 08.02.05 ПМ.01 МДК01.01 ПР ___ ПЗ Определение характеристик предельного сопротивления грунта сдвигу Стадия Лист Листов У 1 1 САСТ гр.Д-___ Преподав Кузнецова Студент Результаты определения сопротивления грунта сдвигу Номер подгруппы Нормальное напряжение в плоскости сдвига р, МПа Величина предельной горизонтальной нагрузки Fu , H (г) Сопротивление грунта сдвигу МПа 1 0,1 14 2 0,2 28 3 0,3 42 ______________________________________________________________________________________ tg = = c = 1 – p 1 · tg = Построения графика зависимости сопротивления сдвигу от вертикального давления 08.02.05 ПМ.01 МДК01.01 ПР ___ ПЗ Лист 2 Практическая работа №15 Тема ИССЛЕДОВАНИЕ УСТОЙЧИВОСТИ ОТКОСА ПО МЕТОДУ СОКОЛОВСКОГО – СЕНКОВА Цель работы Исследовать форму поверхности равнопрочного откоса высотой Нм, сложенного суглинком. Сущность метода Исследовать форму поверхности равнопрочного откоса высотой Нм, сложенного суглинком. Исходные данные для вариантов приведены в табл, где γ – объемный вес грунта – угол внутреннего трения с – сцепление. Таблица Вариант Вид грунта , т/м 3 , ˚ с , т/м 2 1 Суглинок 2,00 18 1,5 2 2,00 17 1,5 3 2,00 16 1,5 4 2,00 20 1,5 5 2,00 25 1,5 6 2,00 28 1,5 7 2,00 18 1,8 8 2,00 18 1,4 9 2,00 18 1,6 10 2,00 18 1,7 11 1,90 18 1,8 12 1,70 18 1,9 Таблица 1.2 Вариант № по журналу Вариант № по журналу 1 1, 13, 25 7 7, 19, 31 2 2, 14, 26 8 8, 20, 32 3 3, 15, 27 9 9, 21, 33 4 4, 16, 28 10 10, 22, 34 5 5, 17, 29 11 11, 23, 35 6 6, 18, 30 12 12, 24, 36 Краткие теоретические сведения Расчет координат устойчивого откоса производится в следующей очередности 1. Определяется постоянная величина ( ) ( где с – сцепление, т/м 2 ; γ – объемный вес, т/м 3 ; – угол внутреннего трения, град. 2. Задают прямоугольную систему координат (z, y). Вначале координат (точке О) находится верхняя бровка уступа (z – вертикальная ось y – горизонтальная. 3. Последовательно задаются координатами откоса y i через произвольный интервал и вычисляется относительная координата m i : 4. Соответственно каждой условной координате m i вычисляется значение переменной ε i : 5. Определяется координата z i : Вычисленные значения заносятся в табл и по её значениям строится график (рис. Пример выполнения работы Исходные данные – объёмный вес γ = 1,93 т/м3; – угол внутреннего трения = 17°; – сцепление с = 1,9 т/м2; – высота уступа Нм вид грунта – суглинок. |