Показатели физических свойств грунтов лабораторная работа №5 Определение плотности глинистого грунта (метод режущего кольца)

Плотностью грунта называется масса единицы его объема ненарушенной структуры и естественной влажности.

Для определения плотности в данной работе устанавливается масса грунта в известном объеме.

Эта характеристика используется в фундаментостроении при определении расчетного давления на основание, напряжений от собственного веса грунта, давления на ограждающие конструкции, расчета устойчивости откосов и т.д.

Необходимое оборудование и материалы:

• режущее кольцо (грунтоотборная гильза) с направляющим цилиндром;

• нож;

• стекло, весы с разновесами;

• монолит грунта.

Ход работы:

1. Записать данные об объеме и массе кольца в таблицу результатов определения плотности грунта.

2. Монолит грунта вскрывается путем удаления парафиновой заливки с его торца.

3. На зачищенную поверхность грунта в средней части монолита устанавливается режущее кольцо с направляющим цилиндром. Плавным надавливанием на толкатель кольцо погружается в монолит на глубину 0,5-1 см. Направляющий цилиндр снимается с кольца, и грунт по внешнему периметру кольца подрезается ножом до режущей кромки (рис. 1, а).

4. Цилиндр вновь устанавливается на кольцо и новым надавливанием на толкатель погружается в монолит на следующие 0,5-1 см и т.д. Погружение прекращается, когда грунт заполнит кольцо и выйдет на 1-2 мм выше кольца.

5. Грунт ниже кольца подрезается «на конус» (рис. 1, б). Образец извлекается из монолита.

6. «Конус» осторожно срезается ножом от центра образца к периметру, а затем поверхность грунта зачищается вровень с краями кольца. При этом режущую кромку ножа следует держать перпендикулярно к плоскости кольца и периодически очищать от грунта. Мелкие раковины зашпаклевать (без нажима) грунтом.

7. Кольцо с грунтом помещается зачищенной стороной на стекло и производится зачистка грунта с другой стороны.

8. Кольцо вместе с грунтом взвешивается с точностью до 0,01 г. Вычисление плотности производится с точностью до 0,01 г/см³. Результаты опытов заносятся в таблицу 1.

Таблица 1.

Форма записи результатов определения плотности грунта

Объем кольца (грунта) V, см3	Масса кольца m1, г	Масса кольца с грунтом m2, г	Масса грунта m1 – m2, г	Плотность грунта ρ, г/см3

Результат: плотность грунта г/см³.

Рис. 1. Схема погружения режущего кольца в грунт

а – режущее кольцо до погружения;

б - режущее кольцо после погружения.

Определение плотности сложения песчаного грунта

Песчаные грунты по плотности их сложения подразделяются на плотные, средней плотности и рыхлые.

Естественная плотность сложения песчаных грунтов имеет первостепенное значение при оценке их строительных свойств, в том числе статической и динамической устойчивости песчаных оснований и земляных сооружений, деформативности, водопроницаемости и т.д. Так, например, если песок находится в рыхлом состоянии, то он не может быть использован в качестве естественного основания без искусственного улучшения свойств уплотнением или закреплением.

По ГОСТ 25100-95 плотность сложения песков устанавливается по коэффициенту пористости, определяемого в лабораторных условиях.

В данной работе опыт проводится с песком нарушенной структуры, тип которого определен в лабораторной работе №3.

Коэффициент пористости вычисляется по формуле

где ρ_s – плотность твердых частиц грунта, принимая равной 2,65 г/см³; ρ_d – плотность скелета грунта, г/см³

,

где ρ – плотность грунта, г/см³; W – влажность грунта.

16

Т.к. опыт проводится с песком в воздушно-сухом состоянии, то, пренебрегая гигроскопической влажностью, считаем W=0. Следовательно, ρ_d= ρ.

Необходимое оборудование и материалы:

• песчаный грунт;

• металлический цилиндр с днищем;

• ложка, резиновый молоточек;

• линейка, весы с разновесами;

Ход работы:

1. В таблицу занести массу и объем цилиндра, указанные на его стенке;

2. В цилиндр ложкой насыпается песок слоями 1-2 см и уплотняется постукиванием резиновым молоточком по цилиндру. Избыток песка срезается линейкой. Цилиндр с песком взвешивается.

3. Вычисляется коэффициент пористости и по нему устанавливается плотность песка.

4. После взвешивания цилиндр ставится в сосуд с водой для водонасыщения песка, который затем используется в работе №6.

Таблица 5. Форма записи результатов определения плотности песка

Масса цилиндра m1, г	Масса цилиндра с песком m2, г	Масса песка m2 –m1, г	Объем цилиндра V, см3	Плотность скелета грунта ρd , г/см3	Коэффициент пористости

Результат: песок ________________________________________________________.

(тип песка и его плотность)