Лабораторная работа № 5 определение показателей просадочности грунтов в компрессионном приборе (одометре)

Под просадочностью понимают уменьшение объема грунта при увлажнении. Она характерна для структурно неустойчивых грунтов, в частности, для лессов и лессовидных грунтов.

Лессовые грунты имеют обычно невысокую природную влажность (0,08…0,17), пылеватый состав, высокую пористость (более 40%), хорошую водонипроницаемость в вертикальном направлении и неводостойкие связи между частицами.

Просадка – это вертикальная деформация, быстро протекающая во времени, возникающая при замачивании грунта и обусловленная коренным изменением его структуры.

К показателям, характеризующим свойства просадочных грунтов, относятся:

- коэффициент относительной просадочности ε_sl, характеризующий величину просадки на единицу мощности просадочной толщи;

- начальное просадочное давление р_sl – минимальное давление, при превышении которого начинают проявляются просадочные свойства грунта при его полном водонасыщении.

К просадочным относятся лессовые грунты, для которых ε_sl ≥ 0,01.

Определение показателей просадочности производится в компрессионных приборах по методу одной и двух кривых. В настоящей работе используется метод двух кривых.

5.1. Методика определения

1. По результатам испытаний (см. работу 4) строятся графики зависимости осадки от давления р (рис. 5.1).

2. Определяется коэффициент относительной просадочности ε_sl:

ε_sl= ,

где: - высота образца природной влажности, обжатого давлением от собственного веса грунта и нагрузкой от фундамента;

- высота образца замоченного грунта, обжатого тем же давлением;

- высота образца природной влажности, обжатого давлением от собственного веса грунта (задается преподавателем).

Рис. 5.1. Графики зависимости S = f (р)

1 - для замоченного грунта; 2 - для грунта природной влажности

3. Результаты вычислений сводятся в таблицу 5.1.

Таблица 5.1

Давление, р, МПА
εsl, соответствующий давлению р, МПА

4. По данным таблицы 5.1 строится график ε_sl=f(р) (рис. 5.2).

Рис. 5.2. График зависимости ε_sl=f(Р).

По графику ε_sl=f(р) определяется величина начального просадочного давления р_sl.

За начальное просадочное давление принимают давление, при котором ε_sl = 0,01.

Лабораторная работа №6 определение показателей сопротивления грунта срезу

Испытания на срез проводятся для определения прочностных характеристик грунтов – угла внутреннего трения φ и удельного сцепления с, которые используются для расчета несущей способности основания, оценки устойчивости откосов, расчета давления грунтов на подпорные стенки и других инженерных расчетов.

Определение сопротивления грунта срезу выполняется в приборах одноплоскостного среза (рис. 6.1).

Рис. 6.1. Одноплоскосной прибор

а – с верхней подвижной обоймой; б – с нижней подвижной обоймой;

1 – кольцо; 2 – песок; 3 – штамп; 4 – корпус прибора;

5 – пористая пластина; 6 – крюк для сдвига; 7 – индикатор

Сопротивление срезу τ определяется не менее, чем при трех различных значениях вертикальной нагрузки, от которой в грунте возникают вертикальные напряжения σ₁, σ₂, σ_3. Затем образцы загружаются горизонтальной нагрузкой до момента среза грунта, вызывающего в грунте касательные напряжения τ₁, τ₂, τ_3. Зависимость между этими величинами графически изображается прямыми (рис. 6.2).

Сопротивление срезу связных глинистых грунтов можно рассматривать как сумму сопротивления трению, пропорционального нормальному давлению, и сопротивления сцеплению:

τ=σtgφ+с,

где: τ – сдвигающее напряжение, МПа;

σ – нормальное напряжение, МПа;

tgφ – коэффициент внутреннего трения;

φ – угол внутреннего трения;

с – удельное сцепление, МПа.

В несвязных песчаных грунтах силы сцепления практически равны нулю, поэтому для таких грунтов зависимость будет иметь такой вид:

τ=σtgφ,

Рис. 6.2. График зависимости τ=f(σ)

1 – для песчаных грунтов; 2 – для пылевато-глинистых грунтов