4902

4

ВВЕДЕНИЕ

Для того чтобы использовать грунты в качестве строительных материалов, основания или среды для строительства зданий и инженерных сооружений различного назначения, необходимо исследовать грунты в лабораторных или в полевых условиях и определить характеристики их физико-механических свойств.

Задачей предлагаемого лабораторного практикума является изучение и освоение студентами основных методов лабораторных исследований физико-

механических свойств песчаных и глинистых грунтов и определения их характеристик.

Прежде чем приступить к работе в лаборатории, необходимо изучить методику выполнения исследований и обработки их результатов по методическим указаниям. Целесообразно предварительно ознакомиться с ГОСТами [1…7], а также с соответствующими разделами грунтоведения и механики грунтов по учебникам [8-12] или по конспектам лекций.

По каждой из выполненных лабораторных работ студент должен оформить отчет, в котором:

1.дается определение исследуемого свойства или характеристики грунта;

2.указывается класс исследуемого грунта;

3.вычерчиваются схемы используемых в работе приборов;

4.кратко описывается методика исследований;

5.приводятся полученные результаты, и выполняется их обработка;

6.в заключение работы делаются необходимые выводы.

Лабораторная работа считается выполненной только в том случае, если студентом полностью и аккуратно оформлен отчет, который проверяется и подписывается в конце занятия преподавателем.

По завершении всего цикла лабораторных работ студент сдает зачет.

При этом сдающий зачет должен:

1.четко представлять цель выполненной работы;

2.дать определение исследуемых свойств грунтов и их характеристик;

5

3.суметь вычертить схемы использовавшихся в работе приборов;

4.показать знание методики выполненных исследований;

5.знать при решении каких задач механики грунтов, а также при выполнении каких расчетов, связанных с проектированием оснований и фундаментов зданий и сооружений, используются полученные характеристики.

6

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №1

Определение гранулометрического (зернового) состава песка ситовым

методом)

Цель работы: определить тип и степень однородности несвязного грунта (песка) исходя из оценки его гранулометрического состава.

Гранулометрический состав характеризует содержание в грунте групп частиц (фракций) различных размеров, выраженное в процентах (%) от общей массы сухой пробы, взятой для анализа.

Определение гранулометрического состава песчаных грунтов выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 12536-2014 [3] ситовым методом. Для этого используются образцы, высушенные до воздушно-сухого состояния и растертые в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником1.

Для разделения грунта на фракции ситовым методом (без промывки водой) применяют сита с размерами отверстий 10, 5, 2, 1, 0,5 мм. При разделении фракций с промывкой водой в дополнение к перечисленным используются сита с отверстиями диаметром 0,25 и 0,1 мм2.

Перед просеиванием сита собирают в колонку таким образом, чтобы по мере наращивания колонки диаметр отверстий в ситах увеличивался.

Собранная колонка устанавливается на поддон и сверху закрывается крышкой (рис. 1.1).

1Студенты используют в работе заранее подготовленный (растертый) грунт.

2Студенты проводят анализ с полным набором из 7-ми сит без промывки водой.

7

Рис.1.1. Стандартный набор (колонка) сит.

Последовательность определения

1. Из высушенного до воздушно-сухого состояния, тщательно перемешанного грунта отобрать среднюю пробу, масса которой должна быть:

а) при отсутствии гравия (частиц размером более 2 мм) – 100 г;

б) при содержании гравия до 10% – 500 г;

в) при содержании гравия свыше 30% – 2000 г.

Содержания гравия в грунте определяется визуально!

2. Взвешенную пробу высыпать в заранее собранную колонку сит, закрыть крышкой и интенсивными круговыми перемещениями колонки в горизонтальной плоскости осуществлять просеивание до тех пор, пока не будет достигнуто полное разделение частиц грунта в ситах на фракции.

Для проверки чистоты сортировки следует взять из колонки сито с отсортированной фракцией и продолжить просеивание над чистым листом бумаги. Если при этом наблюдается отсеивание частиц, то это значит, что

8

отделение фракции произошло не полностью. Такую проверку целесообразно

делать дня мелких фракций, начиная с диаметра 2 мм.

3.Фракции грунта с каждого сита, а также фракции прошедшие в поддон,

взвесить на технических весах с точностью до 0,01 г. Просуммировать массы всех фракций грунта.

Если полученная сумма отличается более чем на 1% от массы взятой для анализа воздушно-сухой пробы грунта, анализ следует повторить.

Потерю же не превышающую 1% следует распределить по всем фракциям пропорционально их массе.

Обработка результатов исследований

Обработка результатов просеивания выполняется в табличной форме

(см. пример, приведенный в таблице 1.1).

Таблица 1.1.

1.В верхнюю строку таблицы записываются массы отсортированных фракций песка.

2.Во второй строке записывается процентное содержание каждой фракции по отношению к общей массе исследовавшейся пробы грунта.

Содержание в пробе грунта каждой фракции в процентах от общей массы просеянной пробы определяется по формуле:

где: А – процентное содержание фракции в пробе грунта; mi – масса отсеянной фракции, г;

9

m – общая масса средней пробы, взятой для анализа, г.

3.Вычисляется процентное содержание в пробе частиц, размер которых меньше стандартных размеров: 10; 5; 2 мм и т.д. (сумма процентов менее данного диаметра), и записывается в третью строку таблицы.

4.По результатам расчётов, приведённым в последней строке таблицы

1.1, в полулогарифмическом масштабе строится график гранулометрического

состава (рис. 1.2).

Рис.1.2. График гранулометрического состава песка.

5.Определяется тип песчаного грунта по гранулометрическому составу

(по 2 строке таблицы 1.1), для чего используется классификация ГОСТ

25100-82 [4]3 , согласно которой пески различаются следующим образом:

3 Согласно ГОСТ 25100-2011 «Грунты. Классификация», пески по гранулометрическому составу подразделяются не на типы, а на разновидности. Однако, в ряде СНиП и учебной литературе по механике грунтов используют классификацию по ГОСТ 25100-82. Поэтому здесь и далее даются ссылки на ГОСТ

25100-82.

10