Механика грунтов. Журнал лабораторных работ и методические указания по их выполнению

По определенным в работах 7, 8, 9 разновидностям песчаного грунта делают общее заключение.

Та блица 12

Данные для определения разновидностей песчаного грунта

пористости, д. е.

Заключение. Разновидность песка по коэффициенту водона-

сыщения_________________________________________________.

Разновидность песка по коэффициенту пористости ____________

_________________________________________________________.

Общее заключение(поработам 7, 8, 9)___________________

_________________________________________________________________

_________________________________________________________________

Работа 10

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА

(ГОСТ 22733–2016)

Оборудование: весы, прибор для стандартного уплотнения СоюздорНИИ, сито с отверстиями 10 мм, нож, металлическая чашка.

21

Ход работы

1. Определяют влажность испытываемого воздушно-сухого грунта (wg).

2.Отвешивают 2500 г (mp) грунта, просеянного через сито с отверстиями 10 мм.

3.Доувлажняют до влажности первого испытания 8 % (w1) для глинистого грунта и помещают во влажную среду.

4.Взвешивают цилиндрическую часть формы прибора (mc).

5.Прибор собирают (рис. 3).

6.Загружают грунт в три слоя толщиной 5–6 см и уплотняют грунт каждого слоя 40 ударами.

7.Вынимают цилиндрическую часть формы с грунтом и взвешивают (mi).

Рис. 3. Прибор СоюздорНИИ:

1 – поддон; 2 – разъемная форма; 3 – зажимное кольцо; 4 – насадка; 5 – наковальня; 6 – груз массой 2,5 кг; 7 – направляющая штанга; 8 – ограничительное кольцо; 9 – зажимные винты; а – положение груза 6 перед сбрасыванием

22

8.Извлекают из цилиндрической части формы образец грунта и из верхней, средней и нижней частей образца отбираютпробы для определения влажности грунта (wi).

9.Повышают влажность на 2 % от массы грунта, закрывают влажной тканью на 15 минут и снова повторяют определение.

Уплотнение грунта с увеличением влажности на 2 % повторяют до тех пор, когда с повышением влажности пробы при последующих двух испытаниях происходит последовательноеуменьшение значений массы и плотности грунта.

Данные испытаний занесены в табл. 13. По данным табл. 13

рассчитывают плотность грунта i, г/см3, плотность сухого грунтаdi, г/см3. Заполняют табл. 14 и строят график изменения значений плотности сухого грунта от влажности (рис. 4; пример на рис. 5). По наивысшей точке графика для связных грунтов находят значе-

ние максимальной плотности ( dmax) и соответствующее емузначение оптимальной влажности (wopt).

Та блица 13

Данные испытаний для определения максимальной плотности грунта

23

Та блиц а 14

Расчет максимальной плотности сухого грунта и оптимальной влажности

Влажность w, %

Рис. 4. Кривая стандартного уплотнения

Для контроля правильности испытания связных грунтов строят «линиюнулевого содержания воздуха», показывающую изменениеплотности сухогогрунта отвлажности при полномнасыщении егопорводой. Нисходящаячастьграфика стандартногоуплотнения не должна пересекать «линию нулевого содержания воздуха».

24

d

d max

Заключение. Максимальная плотность сухого грунта dmax = =________________. Оптимальнаявлажностьwopt =____________.

Работа 11

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МОДУЛЯ ДЕФОРМАЦИИ ГРУНТА

МЕТОДОМ КОМПРЕССИОННОГО СЖАТИЯ (применительно к ГОСТ 12248–2010)

Оборудование: компрессионный прибор (площадь кольца А = 60 см2, высота h = 25 мм), весы, фильтровальная бумага, нож.

Ход работы

1.Методом«режущегокольца»берутпробугрунта.Торцыгрунта покрываютвлажной фильтровальной бумагой и помещают вцилиндрическую обойму компрессионного прибора (рис. 6).

25

Рис. 6. Схема компрессионного прибора (одометра):

1 – кольцо; 2 – образец; 3 – поршень; 4 – рычаг; 5 – подвеска

2.Собранный прибор устанавливают под механизм для вертикального нагружения образца грунта.

3.Подключаютустройства дляизмерениявертикальныхдеформаций образца.

4.Нагружениеобразцапроводятступенямиравномерно,безударов. 1) Сначала грунт нагружают природным давлением g, кото-

рое рассчитывается по формуле

где –удельныйвесгрунта,кН/м3 (см. работу2);z–глубинаиспыта- ний, м (задается руководителем).

g = ________________

2) Для передачи на образец грунта сжимающих давлений требуется установить на рычаг компрессионногоприбора груз Рр, равный

гдерi – ступень давления, кПа;А– площадьобразца грунта, м2;100– переводной коэффициент.

Рр = ________________

26

3) Затем грунт нагружают ступенями, равными

Каждую ступень выдерживают втечение5 минут, для g – 3 минут. В соответствии с ГОСТ 12248–2010 каждую ступень выдерживаютдоусловной стабилизации деформации образца, при которой ее приращение не превышает 0,05 % за время выдерживания, принятое в зависимости от разновидностей грунтов.

4) Осадку грунта S измеряют с интервалом в 1 минуту.

5.Порезультатам испытания для каждой ступени нагружения вычисляют абсолютную вертикальную деформацию образца (графа 6 табл. 15), относительную вертикальную деформацию образца (графа7табл.15),коэффициентпористостигрунта(графа8табл.15).

6.Повычисленным значениям строят графикзависимости е=

=f(р) (компрессионную кривую). Через точки графика проводят соединяющую плавную кривую (рис. 8; пример графика на рис. 7).

7.Вычисляют коэффициент сжимаемости с точностью до

0,001 МПа–1.

8.Вычисляюткомпрессионный модульЕк и полевойЕп поформулам(см. табл. 15), где –коэффициент, учитывающий невозмож-

ность бокового расширения (0,4 – для глин; 0,6 – для суглинков;

0,7 –для супесей; 0,8 –для песков); mk –корректирующий коэффициент, принимаемый по табл. 16 в зависимости от коэффициента

пористости е (см. работу 6), для промежуточных значений е коэф-

фициентmk определяютпоинтерполяции;e0 –коэффициентпорис- тости при природном давлении (см. работу 6).

27

Та блиц а 16

Корректировочныйкоэффициент

e

ei

ei+1

Рис. 7. Пример графика e = f(p)

30