Лабораторная работа №6 Определение влажности грунта

Влажностью грунта называют отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе высушенного грунта, выраженное в долях единицы.

Определение влажности производится взвешиванием пробы влажного и высушенного в термостате грунта.

Влажность определяется для образца, у которого определялась плотность грунта (Лабораторная работа №1).

Характеристика «влажность» используется при определении плотности скелета грунта, степени влажности, показателя текучести связных грунтов и т.д.

Необходимое оборудование и материалы:

• алюминиевый стаканчик с крышкой (бюкс);

• весы с разновесами;

• грунт.

Ход работы:

1. В таблицу результатов определения влажности записываются номер и масса бюкса.

2. Грунт, оставшийся в кольце после определения плотности, выдавливается толкателем, и из него отбирается проба массой не менее 15 г в бюкс. Бюкс с влажным грунтом и крышкой взвешивается с точностью до 0,01 г.

3. Бюкс с грунтом помещается в термостат, где высушивается при температуре 105±2 °С в течение 5 часов. Бюксы с сухим грунтом хранятся в эксикаторе – закрытом сосуде с хлористым кальцием, поглощающим влагу из воздуха.

4. На следующем занятии бюкс с сухим грунтом взвешивается и производится расчет влажности с точностью до 0,01.

Результаты опыта заносятся в таблицу 2.

Таблица 2. Форма записи результатов определения влажности

№ бюкса	Масса бюкса m0, г	Масса бюкса с влажным грунтом m1, г	Масса бюкса с сухим грунтом m2, г	Влажность грунта W

Результат: влажность грунта .

Определение характеристик физических свойств грунта, получаемых расчетом

На основании полученных из опытов результатов плотности ρ и влажности W требуется рассчитать по формулам следующие характеристики физических свойств грунта.

1. Плотность сухого грунта (скелета грунта) ρ_d, представляющую собой массу минеральных частиц в единице объема грунта нарушенной или ненарушенной структуры и определяемую по формуле:

, г/см³; т/м³,

где W – влажность в долях единицы.

2. Удельный вес грунта γ – вес единицы объема грунта. Определяется по формуле

, кН/м³,

где g ≈ 10 м/с² – ускорение свободного падения.

3. Удельный вес твердых частиц грунта – вес единицы объема минеральных частиц

, кН/м³,

где ρ_s – плотность твердых частиц грунта.

Плотностью твердых частиц грунта называется масса единицы объема минеральных частиц в плотном теле, т.е. ρ_s представляет собой отношение массы минеральных частиц грунта только к их объему. Определяется опытным путем.

Для большинства грунтов ρ_s меняется в незначительных пределах – от 2,20 до 2,95 г/см³ и в среднем может быть принята равным для песчаных грунтов – 2,65, для глинистых – 2,70 г/см³.

4. Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) γ_d – вес минеральных частиц в единице объема грунта

, кН/м³.

5. Коэффициент пористости е – отношение объема пор к объему минеральных частиц в грунте, выраженное в долях единицы.

Определяется по одной из следующих формул:

6. Пористость грунта n – отношение объема пор к объему всего грунта, выраженное в % или долях единиц

или .

7. Степень влажности S_r (коэффициент водонасыщенности) – отношение природной влажности грунта к его полной влагоемкости, соответствующей полному заполнению пор грунта водой, т.е.

или

где ρ_w=1 г/см³, т/м³ – плотность воды, γ_w=10 кН/м³ – удельный вес воды.

По ГОСТ 25100-96 крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности подразделяются на:

• маловлажные при 0< S_r ≤0,5;

• влажные – 0,5< S_r ≤0,8;

• насыщенные водой – 0,8< S_r ≤1.

При неполном водонасыщении (S_r<1) грунт представляет трехфазную систему: твердые минеральные частицы, вода и газы.

При полном водонасыщении (S_r=1) неуплотненные грунты, в большинстве случаев залегающие ниже уровня грунтовых вод (пески, супеси, слабые суглинки и глины, илы при наличии в порах свободной, гидравлически непрерывной воды), представляют двухфазную систему, называемую грунтовой массой.

8. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

или , кН/м³.

Примечание. Точность вычислений: n – 0,1; ρ_d, S_r, γ_sb – 0,01; е – 0,001.