Добавил:

Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.

Вуз:

Томский Политехнический Университет

Предмет:

[НЕСОРТИРОВАННОЕ]

Файл:

Практикум по инженерной геологии.doc

Скачиваний:

Добавлен:

01.05.2025

Размер:

1.84 Mб

Скачать

☆

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 217 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

Тема 3. Физико-механические свойства горных пород

Цель работы. Ознакомиться с показателями, которые используются для оценки физических, водных и механических свойств горных пород.

Задание.

1. Изучить материал, приведенный в таблицах 8- 10, для ознакомления с физико-механическими свойствами (ФМС) горных пород, показателями свойств, методами их определения и практическим применением.

2. В соответствии с указанным вариантом (табл. 11) рассчитать по формулам (табл. 10) следующие показатели свойств: плотность сухого грунта (ρ_d), степень влажности (S_r), пористость (n,), коэффициент пористости (е), число пластичности (I_р), показатель текучести (I_L).

3. По числу пластичности (табл. 12) определить разновидности грунта.

4. По показателю текучести (табл. 13) определить разновидности глинистых грунтов

5 Определить нормативные значения сцепления (С,МПа), угла внутреннего трения (φ, град) и модуля общей деформации (Е,МПа) по таблицам 14 -15.

6. Сделать заключение об исследованном грунте. В заключении необходимо указать глубину, с которой отобран образец для испытаний, разновидность глинистого грунта, его физическое состояние и механические свойства.

Контрольные вопросы.

1. Различаете ли Вы такие понятия как "свойство или признак грунта" и "показатель"? В чем это различие? Поясните на примерах.

2. Как разделяются показатели физико-механических свойств пород по их практическому применению?

3. Какие Вы знаете классификационные показатели? Перечислите классификационные показатели и назовите методы их определения.

4. Какие Вы знаете косвенные показатели? Перечислите косвенные показатели, назовите методы их определения и практическое использование.

5. Какие Вы знаете прямые расчетные показатели? Перечислите прямые расчетные показатели, назовите методы их определения и практическое использование.

6. Перечислите и кратко охарактеризуйте показатели, определяющие водные свойства грунтов. I

Горные породы различаются по структуре, текстуре, условиям залегания, минералогическому и петрографическому составу, что обуславливает различие их физико-механических свойств.

Физические свойства характеризуют физическое состояние горных пород. Важнейшие физические свойства: плотность, пористость, влажность, пластичность и др.

Водные свойства проявляются в отношении горных пород к воде. Они характеризуют способность породы изменить состояние, прочность и деформируемость при взаимодействии с водой, поглощать и удерживать воду, фильтровать ее. Важнейшие водные свойства: водоустойчивость, влагоемкость, водоотдача, капиллярность, водопроницаемость и др.

Механические свойства определяют поведение горных пород при воздействии на них внешних нагрузок (усилий). Различают прочностные и деформационные свойства.

Для оценки пород при использовании их в строительных целях необходимо иметь их количественные характеристики или показатели свойств.

По практическому использованию показатели свойств делятся ( ) на:

классификационные;
прямые

Классификационные показатели приведены в таблице 8. Они используются для предварительного определения типа породы. Их обычно определяют в массовом количестве, простыми и быстрыми методами (визуально, либо с помощью несложных приспособлений).

Таблица 8 - Классификационные показатели

Свойство или признак грунта	Показатели	Метод определения
Плотность	Масса 1см³в г	Взвешивание образца известного объема
Естественная пористость	Объем пор в % ко всему объему образца	Вычисление по плотности, влажности и плотности минеральной части (удельный вес)
Размокаемость	Характер и скорость размокания	Непосредственное наблюдение
Набухаемость	1.Влажность набухания, % 2.Увеличение объема, %	Приборы: 1.Ф. Лаптева 2. Ф. Филатова 3.А.М.Васильева

Продолжение таблицы 8

Пластичность	Пределы и число пластичности	1.Стандартный ручной 2.Объемный (для числа пластичности)
Уплотняемость	Показатель уплотняемости	Вычисление по максимальной и минимальной пористости
Водопроницаемость	Коэффициент фильтрации	Трубка Г.Н. Каменского или Спецгео
Выветрелость	Изменение характерных для данной породы признаков и свойств, в частности, цвета, прочности (гр.I кл.), проявление вторичных минералов (гипс), трещиноватость.	Визуальный
Естественная (природная) влажность	Влажность в весовых процентах	Высушивание и взвешивание
Естественная консистенция	1.Сопротивление вдавливанию 2. Показатель текучести	1.Конус А.М. Васильева 2. С помощью прибора типа иглы 3. Вычисление по влажности и пределам пластичности
Степень плотности	Показатель степени плотности для песков	Вычисление по максимальной, минимальной и естественной пористости
Степень уплотненности	Показатель степени уплотненности для глинистых пород по В.А. Приклонскому	Вычисление по пределам пластичности и естественной пористости

Прямые показатели приведены в таблице 9. Они непосредственно входят в расчеты при оценке устойчивости и деформируемости оснований зданий и сооружений или устойчивости инженерного сооружения (открытая горная выработка, насыпь и т.д.) на последних стадиях проектирования.

Таблица 9 – Прямые показатели

Показатель	Практическое применение
Плотность	1.Вычисление осадки сооружения. 2. Расчет устойчивости основания 3. Расчет устойчивости откосов. 4. Вычисление давления на подпорную стенку. 5.Определение критической скорости для оценки суффозии критического градиента
Временное сопротивление сжатию	Расчет устойчивости основания
Сопротивление сдвигу Угол внутреннего трения Сцепление	1. Оценка устойчивости основания. 2. Расчет устойчивости откосов. 3. Оценка давления на подпорную стенку 4. Определение несущей способности основания
Модуль общей деформации	Расчет суммарной осадки сооружений
Угол естественного откоса	Оценка устойчивости откоса.
Гранулометрический состав (содержание фракций в %)	1.Подбор оптимальных смесей. 2. Выбор отверстий фильтра. 3. Оценка механической суффозии.

Продолжение таблицы 9

Коэффициент фильтрации

1. Подсчет потери на фильтрацию в водохранилищах, каналах и т.д.

2. Расчет притока воды в котлованы и другие выработки.

3. Расчет дренажных сооружений.

4. Расчет искусственного водопонижения.

5. Построение эпюры напоров по подземному контуру сооружения при неоднородном основании.

6. Расчет продолжительности осадки.

7. Расчет подпора грунтовых вод.

Водоотдача

Оценка водообилия водоносного горизонта

Высота капиллярного поднятия

Определение глубины заложения фундамента

Таблица 10 – Показатели физико-механических свойств пород

Условн. обозн.	Показатель по СНиП 2.02.01-83	Единица измерения, Си		Физический смысл	Расчетная формула или методика определения по гос. стандартам
γ	Удельный вес	н/м³			γ = ρ_*g; g =9.81м/с².
ρ_s	Плотность частиц грунта	кг/м³ (г/см³)		Масса единицы объема скелета грунта в воде при отсутствии пор: для песчаных -2.66; супесей -2.70; суглинков -2.71; глин -2.74	ГОСТ 5180-84. Пикнометрический метод
ρ	Плотность	кг/м³ (г/см³)		Масса единицы объема при данной пористости и влажности	ГОСТ 5180-84. Метод режущего кольца или парафинирования
ρ_d	Плотность сухого грунта	кг/м³ (г/см³)		Масса единицы объема за вычитанием массы воды в порах	ρ_d = ρ / (1+0.01 W)
W	Природная (естественная) влажность	%		Кол-во свободной и поверхностно связанной воды, содержащейся в порах грунта в естественных условиях	ГОСТ5180-84 Весовой метод
n	Пористость	Доли единицы	Отношение объема пустот к объему грунта		n = ( ρ_s - ρ_d ) / ρ_s
е	Коэффициент пористости	Доли единицы	Отношение объема пустот к объему скелета грунта		е = ( ρ_s - ρ_d) / ρ_d
W_г	Гигроскопическая влажность	%	Отношение веса воды, удаленной из образца воздушно сухого грунта к массе высушенного грунта.		ГОСТ 5180–84 Весовой метод
W_L	Влажность на границе текучести (верхний предел пластичности)	%	Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее.		ГОСТ 5180–84. Метод балансированного конуса
W_p	Влажность на границе раскатывания (нижний предел пластичности )	%	Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое.		ГОСТ 5180–84 Метод раскатывания

Продолжение таблицы 10

Ip	Число пластичности	%, доли единицы	Разность между верхним и нижним пределами пластичности	Ip = W_L– W_p
IL	Показатель текучести	Доли единицы	Степень подвижности слагающих грунт частиц при механическом воздействии	I_L =(W – W_p) / Ip
S_r	Степень влажности	Доли единицы	Степень заполнения пор водой.	S r = W· ρ_s /(е · ρ_W*100), где ρ_W= 1,0
С	Сцепление	МПа, КПа	Сила сопротивления сдвигу при отсутствии внешней нагрузки.	ГОСТ 12248-96
φ	Угол внутреннего трения	Град.	Угол наклона прямолинейной части диаграммы сдвига к оси нормальных давлений	ГОСТ 12248-96
Е	Модуль общей деформации	МПа	Коэффициент пропорциональности между давлением и относительной линейной деформацией грунта	ГОСТ 12248-96 Е _1-2 = β · [ (1+ е) / α]

Таблица 11 – Данные лабораторных исследований горных пород

Вариант 1

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

1,5

2,0

3,1

4,2

0,5

2,73

2,71

2,73

2,74

1,98

2,02

2,08

1,97

1,92

Вариант 2

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

0,8

1,5

0,3

2,0

4,0

2,73

2,72

2,71

2,72

1,98

2,02

1,89

2,01

2,03

Вариант 3

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

0,5

2,0

3,1

3,5

4,0

2,67

2,70

2,71

2,70

1,94

1,89

1,91

1,92

1,82

Вариант 4

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

2,0

1,5

1,7

2,0

1,2

2,72

2,70

2,71

2,73

1,93

1,84

1,89

1,93

Продолжение таблицы 11

Вариант 5

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

3,0

1,5

1,8

2,1

0,9

2,68

2,72

2,71

2,70

1,98

1,93

1,89

1,92

1,96

Вариант 6

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

0,6

1,2

3,1

2,5

4,1

2,71

2,73

2,71

2,69

1,89

1,94

1,95

1,91

1,85

Вариант 7

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

2,6

1,1

1,5

2,8

3,4

2,70

2,73

2,70

2,73

2,71

1,77

1,90

1,91

1,93

1,78

Вариант 8

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

0,7

1,2

3,5

4,0

5,5

2,71

2,70

2,68

2,73

2,71

1,91

1,82

1,98

1,90

1,95

Вариант 9

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

1,7

2,1

3,5

2,7

4,5

2,71

2,70

2,71

2,70

2,71

1,72

1,99

1,96

1,98

1,78

Вариант 10

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

3,1

1,8

2,3

1,5

0,8

2,70

2,71

2,68

1,82

1,78

1,98

Продолжение таблицы 11

Вариант 11

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

2,4

0,8

3,2

4,2

3,8

2,67

2,71

2,70

2,73

1,94

1,82

1,98

1,96

1,93

Вариант 12

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

0,7

1,2

2,8

3,7

3,5

2,72

2,73

2,72

2,71

2,03

1,94

2,01

2,02

Вариант 13

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

2,9

1,8

2,6

3,9

4,1

2,72

2,71

2,73

2,71

2,73

1,88

1,96

1,90

1,99

1,94

Вариант 14

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

0,5

2,7

3,9

4,5

6,0

2,69

2,70

2,74

2,71

2,73

1,91

1,96

2,03

2,02

1,90

Вариант 15

Мощность слоя, м

ρ_s_,

_г/см³

ρ,_г/см³

ρ_d

_г/см³

Sr.

д.е

е,

д.е

W_L,

W_P,

I_P, %

I_L д.е

C МПа

φ^о

E МПа

1,5

2,0

1,7

2,1

5,6

2,72

2,73

2,09

2,71

1,94

1,96

2,08

1,97

Таблица 12 – Разновидности глинистых грунтов по числу пластичности

(по ГОСТ 25100-95, “Грунты, Классификация”)

Разновидности глинистых грунтов	Число пластичности
Супесь	1- 7
Суглинок	7-17
Глина	≥ 17

Таблица 13 – Разновидности глинистых грунтов по показателю текучести

(по ГОСТ 25100-95, “Грунты, Классификация”)

Разновидности глинистых грунтов	Показатель текучести
Супесь:
твердая	< 0
пластичная	0-1
текучая	> 1

Суглинки и глины:
твердая	< 0
полутвердая	0-0,25
тугопластичная	0,25-0,50
мягкопластичная	0,50-0,75
текучепластичная	0,75-1,0
текучая	> 1,0

<<< < Предыдущая 1 2 3 4 5 67 / 217 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 > Следующая >>>

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]

#
14.11.201986.02 Кб3Практикум 3.doc
#
01.04.202521.51 Mб0Практикум ЗДиП 2 (инд. задания).rtf
#
19.09.20193.29 Mб2Практикум на ЭВМ (080502, 080507, 010502)_МУ.doc
#
29.05.2015459.32 Кб17Практикум на ЭВМ_МУ (экон+мен).docx
#
25.03.201618.29 Кб54Практикум основы землеустройства (1).docx
#
01.05.20251.84 Mб0Практикум по инженерной геологии.doc
#
10.11.20181.89 Mб121Практикум по лёгкой атлетике.doc
#
01.04.20251.05 Mб1Практикум по менеджменту.doc
#
28.04.20192.39 Mб38Практикум по НБНиГС.doc
#
01.03.2025236.55 Кб2ПРАКТИКУМ ПО ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЕ.docx
#
29.05.20152.92 Mб207Практикум по экологии3.doc