Лабораторная работа № 6
Определение скорости распространения упругих волн в грунтах
6.1 Цель работы: Определить скорость распространения упругих волн в грунтах.
6.2 Материалы и оборудование: ультразвуковой прибор УК–10 ПМС, электрические весы, штангенциркуль, образцы горных пород различной плотности, технический вазелин.
6.3 Теоретическая часть
Каждый материал (песок, глина, скальный грунт и т.п.) обладает различной плотностью. При прохождении через грунт импульсов определенной длины, длина волны меняется, и, таким образом, определяют плотность грунта.
6.4 Порядок выполнения работы
6.4.1 Определяют размеры l и d и массу образцов. Результаты заносят в журнал наблюдений.
6.4.2 Вычисляют плотность грунтов ρ.
6.4.3 Образцы грунтов со смазанными вазелином торцами помещают между измерителем и приемником и несколько раз определяют время прохождения продольных волн (tР) каждого образца.
6.4.4 По усредненным значениям (tР) вычисляют скорость динамических волн VP:
,
(6.1)
где l – длина образца (путь прохождения импульса);
tР – время прохождения импульса (продольной волны).
Все расчеты ведут в таблице 6.1.
6.4.5 Строят график зависимости ρ = f(VР), который можно использовать при определении плотности грунтов в полевых условиях.
Рисунок 6.1 – Блок-схема импульсного ультразвукового прибора: 1 – генератор импульсов; 2 – приемник; 3 – излучатель; 4 – образец; 5 – приемник
Таблица 6.1 – Журнал наблюдений и вычислений
№ п/п |
Наименование грунта |
Размеры образца, см |
V, см3 |
m, г |
, г/см2 |
t, мкс |
VР, м/c |
||
d |
l |
S |
|||||||
1 |
Суглинок |
8 |
2 |
50,3 |
100,0 |
220 |
2,10 |
15,9 |
1254 |
2 |
Мрамор |
3,1 |
15 |
8,99 |
134,8 |
358 |
2,66 |
24 |
6026 |
Рисунок 6.2 – График зависимости скорости продольных динамических волн
От плотности грунтов Лабораторная работа № 7
Определение производных
и классификационных физических
характеристик грунтов
7.1 Цель работы: Определить производные и классификационные физические характеристики грунтов.
7.2 Теоретическая часть
Производные и классификационные характеристики грунтов определяются аналитическим путем через основные и дополнительные физические характеристики. К производным характеристикам относятся: плотность сухого грунта ρd, коэффициент пористости e, удельный вес грунта, взвешенного в воде γsb. К классификационным характеристикам относятся: число пластичности IР, показатель текучести IL, коэффициент водонасыщения Sr.
7.3 Порядок выполнения работы
7.3.1 Каждый студент получает таблицу с основными физическими характеристиками 4 – 5 грунтов.
7.3.2 Определение производных и классификационных характеристик производят по следующим формулам:
;
;
; (7.1;
7.2; 7.3)
;
;
, (7.4;
7.5; 7.6)
где ρS – плотность твердых частиц, т/см3;
ρW – плотность воды (1,0 т/м3).
7.3.3 Результаты расчета сводят в таблице 7.1 и определяют разновидности грунта по ГОСТ 25100 – 95.
Таблица 7.1 – Сводная таблица физических характеристик грунтов
№ п/п |
Грунт (по ГОСТ 25100–95) |
Основные |
Дополнительные |
Производные |
Индексационные (классификац.) |
|||||||
S, т/м3 |
, кн/м3 |
W |
WL |
WР |
d, т/м3 |
e |
sb, кн/м3 |
IР |
IL |
Sr |
||
1 |
Глина полутвердая, легкая, пылеватая |
2,74 |
20,0 |
0,27 |
0,41 |
0,23 |
1,57 |
0,75 |
9,94 |
0,18 |
0,22 |
0,99 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|