Федеральное агентство по образованию

Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра геотехники

МЕХАНИКА ГРУНТОВ

Методические указания по выполнению лабораторных работ для студентов строительных специальностей всех форм обучения

*A^TB СПбГАСУ Отдел учебной -литературы

_Г

Санкт-Петербург 2006

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания предназначены для само­стоятельного выполнения студентами лабораторных работ по двум темам раздела курса «Механика грунтов» (физические и механи­ческие свойства грунтов).

Методические указания разработаны с учетом изменения ГОСТов на испытания и являются новой редакцией предыдущих изданий.

Состав лабораторных работ принят в соответствии с обору­дованием, имеющимся в учебной лаборатории кафедры геотех­ники, и учебной программой дисциплины «Механика грунтов».

Целью лабораторных работ является практическое ознаком­ление студентов с методиками определения показателей физико-механических свойств грунтов, используемых при сооружении оснований, фундаментов и подземных помещений промышлен­ных и гражданских сооружений. В процессе выполнения лабора­торных работ закрепляются теоретические знания.

До начала лабораторной работы студент знакомится с ее це­лью, содержанием, порядком проведения, методикой расчетов по­казателей свойств исследуемого грунта.

Лабораторные работы выполняются группами из 2-3 человек. Каждый студент ведет журнал работ, в который заносит исходные данные, фиксирует по ходу работы результаты опыта, а затем про­водит необходимые расчеты и графические построения. В конце каждого занятия студент оформляет отчет и предъявляет его пре­подавателю,

На каждом занятии выполняются одна или несколько (до трех) лабораторных работ. Все работы должны выполняться аккуратно. Студенты несут ответственность за испорченную аппаратуру и разбитую посуду. После окончания опытов следует привести рабочее место в порядок.

Зачет по лабораторным работам проводится в конце семест­ра. Для его получения требуется выполнить и оформить все лабо­раторные работы, а также решить задачи по определению: расчет­ного сопротивления грунтов основания и осадки фундамента; не­сущей способности основания.

УДК 075.8

Механика грунтов: Методические указания по выполне­нию лабораторных работ для студентов строительных специаль­ностей всех форм обучения / СПбГАСУ; Сост.: В. Д. Карлов, Р. А. Мангушев, Е. В. Городнова. - СПб., 2006. - 34 с.

Методические указания содержат описание лабораторных работ по меха­нике грунтов. Методика работ принята в соответствии с оборудованием, имею­щимся в учебной лаборатории механики грунтов СПбГАСУ.

Табл. 19. Ил. 10.

Рецензент-д-р техн. наук, профессор И. И. Сахаров (СПбГАСУ)

в которых частицы крупнее 2 мм составляют более 50% (гравий­ные, галечниковые, валунные).

Гранулометрический состав позволяет косвенно судить о не­которых строительных свойствах грунта. С уменьшением разме­ров частиц возрастает суммарная площадь их поверхности на еди­ницу объема, что увеличивает коагуляционные связи (связи моле­кулярного и водно-коллоидного притяжения между частицами и их водными оболочками).

Так, между частицами галечниковой и гравийной фракции коа­гуляционные связи отсутствуют. Эти грунты отличаются хорошей водопроницаемостью, полным отсутствием капиллярного подня­тия, неизменностью свойств при изменении влажности.

Песчаные грунты хорошо пропускают воду, имеют незначи­тельную величину капиллярного поднятия, но меняют строитель­ные свойства при изменении влажности.

Пылеватые грунты имеют малую водопроницаемость, но зна­чительную высоту капиллярного поднятия.

Глинистые частицы резко изменяют свойства грунтов при их увлажнении (приобретают пластичность и липкость, увеличива­ются в объеме), придают грунтам водонепроницаемые свойства.

В настоящей работе требуется разделить глинистый грунт на три указанных выше фракции и установить его наименование.

Необходимое оборудование и материалы

Грунт (воздушно-сухой, глинистый порошок) - 50 г. Градуированные цилиндры - 2 шт. Палочки с резиновыми наконечниками - 2 шт. Раствор хлористого кальция (СаС1₂ - 5%). Колба с водой - 1 шт.

Студент должен знать порядок определения свойств грунтов при выполнении лабораторных работ и обработки их результатов, практическое значение показателей и классификации, в которых они используются.

Лабораторная работа № 1

Определение гранулометрического состава грунта (полевой метод)

Цель лабораторной работы - определить гранулометричес­кий состав грунта и установить его наименование.

Гранулометрическим составом называется количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах.

Для определения гранулометрического состава составляющие грунт частицы разделяют на отдельные группы (фракции). Мето­ды разделения зависят от крупности частиц. Принято выделять следующие основные фракции (табл. 1.1):

Таблица 1.1

Наименование частиц (фракций)	Диаметр, мм
Галечниковые	d>W
Гравийные	2<dZ\0
Песчаные	0,05<rfS2
Пылеватые	0,005 <d< 0,05
Глинистые	d< 0,005

Для гранулометрического анализа используется глинистый грунт нарушенной структуры после просеивания через набор сит с диаметром отверстий 10; 5 и 2 мм. В данной работе не определя­ется содержание крупнообломочных фракций с d > 2 мм (гравий, галька или более крупные включения).

По содержанию глинистых частиц грунты классифицируют­ся следующим образом (табл. 1.2).

В зависимости от крупности частиц и их процентного содер­жания различают песок гравелистый, крупный, средней крупно­сти, мелкий и пылеватый. К крупнообломочным относят грунты,

Затем цилиндр следует снова долить водой до 30 см³, взму­тить осадок, через 30 с слить и т. д.

Сливание необходимо повторять до полного осветления жид­кости.

7. По завершении отмучивания надо налить воды до 100 см³, дать песку отстояться и определить его объем. Так как 1 см³ состав­ляет 10% от первоначального объема грунта, то содержание песка в грунте определяют умножением числа кубических сантиметров осадка на 10. Результат опыта записывают в табл. 1.3.

б) Определение содержания глинистой фракции (диаметр ча­стиц менее 0,005 мм).

Способ основан на свойстве глинистых частиц увеличивать­ся в объеме (набухать) при увлажнении.

1. Сухой грунт из той же пробы, что и в предыдущем опыте, насыпают в прозрачный цилиндр и постукиванием по ладони уп­лотняют до 10 см³.

2. Грунт разрыхляют, и в цилиндр наливают воду, как указано выше (см. пп. 2-3).

3. Для коагуляции и ускорения оседания глинистых частиц к полученной суспензии добавляют 3...4 см³ пятипроцентного ра­створа хлористого кальция (СаС1₂).

4. Цилиндр доливают водой до 100 см³, суспензию взмучивают один раз и оставляют для отстаивания и набухания в течение 1 ...2 сут или до следующего занятия.

В цилиндр вставляют этикетку с указанием группы и фами­лии студента.

Фарфоровый стакан для слива суспензии - 1 шт. Часы с секундной стрелкой - 1 шт.