Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

Определение степени пучинистости грунта

..pdf
Скачиваний:
1
Добавлен:
15.11.2022
Размер:
790.51 Кб
Скачать

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Пермский национальный исследовательский политехнический университет»

Кафедра строительства автомобильных дорог и мостов

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТА

Методические указания к выполнению лабораторных работ

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета

2015

Составители: канд. техн. наук Б.С. Юшков, А.С. Сергеев

УДК 624.131.137 О-62

Рецензент

канд. техн. наук, доцент А.М. Бургонутдинов (Пермский национальный исследовательский политехнический университет)

О-62 Определение степени пучинистости грунта : метод. указания к выполнению лабораторных работ / сост. Б.С. Юшков, А.С. Сергеев. – Пермь : Изд-во Перм. нац. исслед. политехн.

ун-та, 2015. – 10 с.

Даются рекомендации по определению степени пучинистости грунта по значению относительной деформации морозного пучения εfh, полученному по результатам испытаний образцов грунта в специальных установках, обеспечивающих промораживание образца исследуемого грунта в заданном температурном и влажностном режимах и измерение перемещений его поверхности.

Предназначено для студентов, магистров, аспирантов, преподавателей строительных специальностей «Строительство автомобильных дорог», «Мосты и транспортные тоннели».

УДК 624.131.137

© ПНИПУ, 2015

 

СОДЕРЖАНИЕ

 

Введение...................................................................................................

4

1.

Правила техники безопасности при выполнении

 

 

лабораторных работ.............................................................................

5

2.

Оборудование.......................................................................................

6

3.

Принципиальная схема установки для определения степени

 

 

пучинистости грунтов.........................................................................

7

4.

Проведение испытаний.......................................................................

8

5.

Обработка результатов........................................................................

9

Список литературы..................................................................................

9

3

ВВЕДЕНИЕ

Степень пучинистости грунта следует определять по значению относительной деформации морозного пучения εfh, полученному по результатам испытаний образцов грунта в специальных установках, обеспечивающих промораживание образца исследуемого грунта в заданном температурном и влажностном режимах и измерение перемещений его поверхности.

Степень пучинистости грунта в зависимости от εfh:

Степень пучинистости грунта

Относительная деформация морозного

 

пучения образца грунта εfh

Непучинистый

<0,01

Слабопучинистый

0,01–0,04

Среднепучинистый

0,04–0,07

Сильнопучинистый

0,07–0,10

Чрезмерно пучинистый

≤0,10

Испытания проводят на образцах грунта ненарушенного сложения с природной или заданной влажностью или на искусственно приготовленных образцах с заданной плотностью и влажностью, значения которых устанавливаются программой испытаний в зависимости от возможных изменений воднофизических свойств грунта в процессе строительства и эксплуатации сооружения.

Испытания проводят не менее чем для трех параллельных образцов исследуемого грунта.

Значение εfh вычисляют как среднее арифметическое результатов параллельных определений. В случае, если разница между параллельными определениями превышает 30 %, число определений следует увеличить.

4

1. ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

1.Студенты допускаются к выполнению лабораторных работ после инструктажа по технике безопасности.

2.Инструктаж производится по имеющимся в лаборатории инструкциям по безопасному проведению лабораторных работ.

3.До выполнения работ на установке, приборе необходимо внимательно ознакомиться с основными правилами их эксплуатации.

4.Нельзя загромождать рабочее место предметами, ненужными для выполнения данной работы.

5.Во время выполнения лабораторных работ нельзя ходить без дела по лаборатории, отвлекать внимание товарищей, опираться на установки и приборы.

6.При работе в лаборатории необходимо выполнять только ту работу, которую выбрал руководитель. Категорически запрещается выполнять другие виды работ.

7.Нельзя оставлять без наблюдения свою работу, так как это может привести к несчастному случаю.

8.Запрещается для выполнения работ оставаться в лаборатории одному. Обязательное присутствие второго лица необходимо для оказания первой помощи выполняющему работы при несчастном случае.

9.Если с кем-то из студентов произошел несчастный случай, необходимо немедленно сообщить об этом руководителю работ.

10.О неполадках в лабораторном оборудовании следует немедленно сообщить руководителю работ.

11.После окончания работ нужно привести в порядок рабочее место и доложить об окончании работ преподавателю.

5

2.ОБОРУДОВАНИЕ

Всостав установки для определения относительной деформации морозного пучения должны входить:

– устройство для создания, поддержания и контролирования заданных условий промораживания образца грунта (верхняя и нижняя термостатированные плиты, жидкостной ультратермостат или термоэлектрическая батарея, термоконтакторы, термопары и т.д.);

– механизм для вертикального нагружения образца грунта (ры-

чажные, гидравлические, пневматические, электромеханические

идр. прессы);

устройство для измерения вертикальных деформаций образца грунта (приборы для автоматической записи деформаций, индикатор часового типа и т.д.);

обойма для помещения образца грунта;

– устройство, обеспечивающее непрерывный подток воды к нижнему торцу образца грунта (поддон для обоймы, заполненный капиллярно-пористым материалом, и система подачи воды);

– теплоизоляционный кожух.

Конструкция установки должна обеспечивать:

промораживание образца грунта при температуре на верхнем его торце минус (4 ± 0,2) °С и при монотонном понижении температуры на нижнем торце образца от плюс 1 до 0 °С, что обеспечивается автоматическим поддержанием температуры нижней термостатированной плиты плюс (1 ± 0,2) °С;

возможность вертикального нагружения образца грунта давлением, равным давлению от собственного веса грунта на горизонте отбора образца, или давлением, равным предполагаемому давлению от постоянных нагрузок на заданной глубине, но не более 0,05 МПа;

термическое сопротивление теплоизоляционного кожуха не менее 0,8 м2 К/Дж.

Измерительные устройства (приборы) должны обеспечивать:

измерение вертикальной деформации образца грунта с погрешностью не более 0,1 мм;

измерение температуры образца грунта с погрешностью не более 0,2 °С.

6

Обойму цилиндрической формы для помещения образца грунта изготавливают из малотеплопроводного материала (например, органического стекла). Обойма должна состоять из отдельных колец высотой 2–5 см, соединенных между собой, и иметь внутренний диаметр не менее 100 и высоту 150 мм.

В качестве капиллярно-пористого материала для поддона обоймы может быть использован чистый мелкозернистый песок, корборунд и т.п. Высота слоя капиллярно-пористого материала должна составлять 50 мм.

3. ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА УСТАНОВКИ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ СТЕПЕНИ ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТОВ

На рисунке представлена схема установки для определения степени пучинистости грунтов.

Рис. Схема установки: 1 – образец грунта; 2 – обойма; 3 – нижняя термостатированная плита; 4 – верхняя термостатированная плита; 5 – блок автоматического терморегулирования; 6 – датчики температуры;

7

капиллярно-пористый материал; 8 – устройство для подачи воды;

9

– индикатор перемещения; 10 – кронштейн; 11 – шток механизма

для

нагружения образца грунта; 12 – поддон обоймы;

 

 

13 – теплоизоляционный кожух

7

4. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

Образец грунта в обойме, смазанной внутри тонким слоем технического вазелина или покрытой слоем антифрикционного материала, помещают в установку на увлажненный капиллярно-по- ристый материал поддона и проводят следующие операции:

на верхний торец образца устанавливают термостатированную плиту;

проверяют положение штока механизма для нагружения образца по отношению к центру образца;

устанавливают прибор для измерения вертикальных деформаций образца грунта;

подключают систему непрерывного подтока воды к образцу;

к образцу грунта плавно, не допуская ударов, прикладывают нагрузку, создавая давление;

записывают начальные показания приборов.

Установку помещают в холодильную камеру и выдерживают при температуре плюс (1 ± 0,5) °С не менее суток.

Включают автоматизированную систему для задания температурного режима промораживания образца.

В ходе испытания через каждые 12 ч снимают показания приборов для измерения вертикальной деформации образца грунта и температуры верхней и нижней термостатированной плиты.

Примечание. Во избежание переохлаждения грунта через 12 ч с начала испытания следует вызвать начало кристаллизации влаги в образце легким постукиванием по верхней термостатированной плите.

Во время испытания необходимо следить за непрерывностью подтока воды к образцу.

Примечание. В обоснованных случаях допускается проведение испытаний без увлажнения образца грунта. При этом между образцом и капиллярно-пористым материалом укладывают влагонепроницаемую пленку.

Испытание прекращают при достижении температуры 0 °С на нижнем торце образца.

8

Сразу после окончания испытания образец извлекают из обоймы, разрезают вдоль вертикальной оси, измеряют фактическую толщину промерзшего слоя (за исключением зоны пластичномерзлого грунта) и описывают его криогенную текстуру.

5. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

Относительную деформацию морозного пучения образца грунта εfh вычисляют с точностью 0,01 по формуле

fh hf , di

где hf – вертикальная деформация образца грунта в конце испытания, мм; di – фактическая толщина промерзшего слоя образца грунта, мм.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ*

1.ГОСТ 12248–2010. Методы лабораторных характеристик прочности и деформируемости.

2.ГОСТ 24586–90. Грунты. Методы лабораторного определения характеристик прочности и деформируемости мерзлых грунтов.

3.ГОСТ 2488–79. Церезин. Технические условия.

4.ГОСТ 5180–84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.

5.ГОСТ 30416–96. Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.

6.ГОСТ 12071–2000. Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.

7.Бартоломей А.А. Механика грунтов: учебник для вузов. – М.:

АСВ, 2008. – 302 с.

* Доступ к ГОСТам: http://www.gost.ru, http://standartgost.ru.

9

Учебное издание

ОПРЕДЕЛЕНИЕ СТЕПЕНИ ПУЧИНИСТОСТИ ГРУНТА

Методические указания

Составители:

Юшков Борис Семенович, Сергеев Андрей Сергеевич

Корректор В.В. Мальцева

Подписано в печать 25.05.15. Формат 60 90/16. Усл. печ. л. 0,75. Тираж 100 экз. Заказ № 94/2015.

Издательство Пермского национального исследовательского

политехнического университета.

Адрес: 614990, г. Пермь, Комсомольский пр., 29, к. 113.

Тел. (342) 219-80-33.