7

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

Кафедра городского кадастра и инженерных изысканий

Механика грунтов

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения направлений бакалавриата

270800 – Строительство, 280100 – Природообустройство и

водопользование и специальностей 271101 – Строительство уникальных зданий и сооружений, 271501 – Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей

Белгород

2013

МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ

РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

Белгородский государственный технологический университет

им. В.Г. Шухова

Кафедра городского кадастра и инженерных изысканий

Утверждено

научно-методическим советом

университета

Механика грунтов

Методические указания к выполнению лабораторных работ

для студентов всех форм обучения направлений бакалавриата

270800 – Строительство, 280100 – Природообустройство и

водопользование и специальностей 271101 – Строительство уникальных зданий и сооружений, 271501 – Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей

Белгород

2013

УДК 624.121 (07)

ББК 38.58Я7

М55

Составители канд. техн. наук, проф. А.С. Черныш,

канд. техн. наук, доц. Т.Г. Калачук,

канд. техн. наук, доц. Н.Н. Оноприенко

Рецензент канд. техн. наук, доц. М.В. Кафтаева

М55 Механика грунтов: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов всех форм обучения / сост.: А.С. Черныш, Т.Г. Калачук, Н.Н. Оноприенко. – Белгород: Изд-во БГТУ, 2013. – 53 с.

В издании изложены методики выполнения восьми лабораторных работ по курсу «Механика грунтов». Приведены таблицы СНиП 2.02.01-95 для определения механических характеристик грунтов и ГОСТ 25100-2011 для определения разновидностей дисперсных грунтов.

Методические указания предназначены для студентов направлений бакалавриата 270800 – Строительство, 280100 – Природообустройство и водопользование и специальностей 271101 – Строительство уникальных зданий и сооружений, 271501 – Строительство железных дорог, мостов и транспортных тоннелей.

Данное издание публикуется в авторской редакции.

УДК 624.121 (07)

ББК 38.58Я7

© Белгородский государственный

технологический университет

(БГТУ) им. В.Г. Шухова, 2013

Лабораторная работа № 1

Определение значений прочностных и деформационных

характеристик грунтов по таблицам СНиП 2.02.01-95

Цель работы: определение физических характеристик грунтов и нормативных значений угла внутреннего трения , удельного сцепления С, модуля деформации Е, расчетного сопротивления грунтов R₀.

Содержание работы

Физические свойства грунтов

Основные:

1. Удельный вес природного грунта  равен отношению массы грунта к занимаемому этим грунтам объему умноженному на ускорение свободного падения g:

 =  g , (1)

где g=9,81 м/с².

Если обозначить V₁ — объем твердых частиц; V₂ — объем пустот (пор), g₁ — масса твердых частиц; g₂ — масса воды в порах грунта то,

 = (g₁+g₂)/(V₁+V₂) . (2)

2. Удельный вес частиц грунта _s — показатель минералогического состава:

_s= (g₁/V₁) ·g ;

_s=_s ·g, (3)

где _s - плотность частиц грунта.

3. Влажность грунта W — отношение массы воды к массе высушенных частиц (твердых частиц):

W = g₂/g_{1 .} (4)

Дополнительные:

1. Граница текучести W_L соответствует влажности, при которой грунт переходит в текучее состояние. Эту влажность определяют стандартным испытанием при котором конус с углом при вершине 30⁰ и массой 76 г. погружается в грунт на 10 мм.

2. Влажность на границе раскатывания W_р соответствует влажности, при которой грунт теряет свою пластичность. Определяют раскатыванием жгута из грунта по бумаге.

Производные:

1. Удельный вес сухого грунта _d — отношение массы твердых частиц ко всему объему умноженному на ускорение свободного падения g:

_d = [g₁/V₁+ V₂]· g ;

_d = ρ/[(1+W)] · g;

_d = ρ_d ·g, (5)

где ρ_d - плотность сухого грунта:

ρ_d = ρ/(1+W). (6)

2. Коэффициент пористости е — отношение объема пор грунта n к объему его скелета m:

e = n/m

или

e = (ρ_s – ρ_d)/ ρ_{d .} (7)

По коэффициенту пористости можно определить степень уплотненности грунтов. Если e < 1, то грунт достаточно плотный; e > 1 - то грунт рыхлого сложения.

4. Удельный вес грунта взвешенного в воде _sв.

При распределения грунта ниже уровня грунтовых вод скелет грунта будет испытывать взвешивающее действие воды, что необходимо учитывать при расчетах напряженного состояния грунтов.

 _sв = (ρ_s – ρ_w) g /(1+е), (8)

где ρ_w = 1т/м³ - плотность воды.

Классификационные:

1. Индекс пластичности I_р (число пластичности) — показатель содержания глинистых частиц в грунте.

I_р = W_L - W_{р .} (9)

Классификация глинистых грунтов в зависимости от числа пластичности приведена в табл. 1.

Таблица 1 — Классификация глинистых грунтов по числу

пластичности

Виды глинистых грунтов	Число пластичности Iр
Супесь	0,01≤ Iр ≤0,07
Суглинок	0,07≤ Iр ≤0,17
Глина	0,17< Iр

I_L = (W - W_р)/( W_L - W_р) . (10)

Уплотненность глинистых грунтов определяют консистенцией, под которой понимаем густоту, вязкость глинистых грунтов (плотность сложения), способность грунтов сопротивляться пластическому изменению формы. Консистенция зависит от количественного соотношения твердых частиц и воды в единице объема (табл. 2).

Таблица 2 — Классификация глинистых грунтов по индексу текучести

Виды глинистых грунтов	Показатель консистенции IL
СУПЕСИ
Твердые	IL< 0
Пластичные	0 ≤ IL ≤1
Текучие	1 < IL
СУГЛИНКИ И ГЛИНЫ
Твердые	IL< 0
Полутвердые	0 I≤ IL≤ 0,25
Тугопластичные	0,25 < IL≤ 0,5
Мягкопластичные	0,5 < IL≤ 0,75
Текучепластичные	0,75 < IL≤ 1
Текучие	1 < IL

3. Коэффициент водонасыщения (степень влажности) S_r — это отношение природной влажности грунта к его полной влагоемкости

S_r = . (11)