Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механика грунтов. Методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов строительных специальностей и направлений очной и заочной формы.pdf
МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ
Государственное образовательное учреждение
высшего профессионального образования
«МАРИЙСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»
МЕХАНИКА ГРУНТОВ
Методические указания
к выполнению лабораторных работ
для студентов строительных специальностей
и направлений очной и заочной форм обучения
Йошкар-Ола
МарГТУ
2011
УДК 624.15
М 55
ББК 38.58
М 55
Составители: В. С. Рязанов, А. В. Пилягин, В. Е. Глушков,
Ф. Г. Габдрахманов, С. Л. Машинова, С. Ю. Хабибулин
Рецензент
кандидат технических наук, доцент МарГТУ А. Н. Мирошин
Печатается по решению
редакционно-издательского совета МарГТУ
Механика грунтов: методические указания к выполнению лабораторных работ для студентов строительных специальностей и
направлений очной и заочной формы обучения / сост. В. С. Рязанов, А. В. Пилягин, В. Е. Глушков [и др.]. – Йошкар-Ола: Марийский государственный технический университет, 2011. – 64 с.
Изложены правила техники безопасности при выполнении ла-
бораторных работ; по каждой теме представлены цель работы,
краткие теоретические сведения, необходимые оборудование и
материалы, последовательность выполнения работы, контрольные
вопросы.
УДК 624.15
ББК 38.58
© Марийский государственный
технический университет, 2011
2
Предисловие
Настоящие методические указания предназначены для самостоятельного выполнения студентами строительных специальностей и направлений лабораторных работ по механике грунтов в
учебной лаборатории кафедры «Строительные конструкции и
основания» Марийского государственного технического университета.
Цель лабораторных работ состоит в ознакомлении студентов
с современными приборами и методиками исследования свойств
грунтов, в выработке навыков работы по определению характеристик грунтов, обработке и анализу полученных результатов для
дальнейшего использования в процессе проектирования оснований и фундаментов сооружений.
Методические указания составлены на основании действующих нормативных документов, в соответствии с программой изучения дисциплин «Механика грунтов» и «Прикладная механика
деформируемого тела».
3
ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ
ПРИ ВЫПОЛНЕНИИ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ
1. Основные требования безопасности
1.1. К работе с лабораторными приборами под руководством
преподавателя или ответственного за лабораторией допускаются
лица, прошедшие инструктаж по охране труда, медицинский
осмотр и не имеющие противопоказаний по состоянию здоровья.
1.2. При работе в лаборатории студенты должны соблюдать
правила поведения, расписание учебных занятий, установленные
режимы труда и отдыха.
1.3. При работе с электроизмерительными приборами возможно воздействие на работающих следующих опасных факторов:
поражение электрическим током при прикосновении к ого-
ленным проводам и при работе с приборами находящимися под
напряжением;
травмирование рук при использовании неисправного ин-
струмента.
Электрический ток может вызвать ожоги, обморок, судороги,
прекращение дыхания, даже смерть.
1.4. К индивидуальным средствам защиты относятся: для глаз
– защитные очки; для лица – маска; для рук – диэлектрические
перчатки; для дыхательных путей – респиратор.
1.5. При выполнении лабораторных работ должны использоваться указатели напряжений.
1.6. В лаборатории должна быть медицинская аптечка с набором необходимых медикаментов и перевязочных средств.
1.7. Студенты обязаны соблюдать правила пожарной безопасности, знать места расположения первичных средств пожаротушения.
1.8. При несчастном случае пострадавший или очевидец
несчастного случая обязан немедленно сообщить о случившемся
преподавателю или завлабораторией, который извещает об этом
администрацию университета. При неисправности электроизме-
4
рительных приборов, инструмента необходимо прекратить работу и сообщить об этом преподавателю или зав. лабораторией.
1.9. В процессе работы следует соблюдать правила ношения
спецодежды, пользоваться индивидуальными и коллективными
средствами защиты, содержать в чистоте рабочее место.
1.10. В процессе работы, не выполняющие или нарушающие
инструкцию по охране труда, привлекаются к дисциплинарной
ответственности в соответствии с правилами внутреннего трудового распорядка университета и подвергаются внеочередной проверке знаний правил охраны труда.
2. Требования безопасности перед началом работы
2.1. Получив разрешение на проведение лабораторных работ,
проверить состояние и исправность электроизмерительных приборов и инструмента, наличие и исправность защитного заземления.
2.2. Подготовить необходимые для работы материалы, приспособления и разложить их на свои места, убрать с рабочего
стола все лишнее.
2.3. Подготовить к работе средства индивидуальной защиты,
убедиться в их исправности.
3. Требования безопасности во время работы
3.1. ПОМНИТЕ! Электрический ток 0,1 А и напряжением
свыше 50 В опасен для жизни человека.
3.2. Пребывание студентов в лаборатории разрешается только
в присутствии преподавателя или ответственного за лабораторию.
3.3. Лабораторные работы студенты проводят только в присутствии преподавателя или ответственного за лабораторию.
3.4. Запрещается применять приборы и устройства, не соответствующие требованиям безопасности труда.
3.5. Нельзя оставлять без надзора невыключенные электрические устройства и приборы.
5
4. Требования безопасности в аварийных ситуациях
4.1. При обнаружении неисправности в работе лабораторных
приборов сообщить об этом преподавателю или заведующему
лабораторией.
4.2. При коротком замыкании в электроизмерительных приборах и лабораторных установках и их загорании немедленно
отключить приборы и установки от электросети, сообщить о пожаре в пожарную часть по телефону 01 и приступить к тушению
очага возгорания углекислотным (порошковым) огнетушителем
или песком.
4.3. О полученной травме сообщить преподавателю или заведующему лабораторией, оказать первую помощь пострадавшему,
при необходимости отправить его в ближайшее лечебное учреждение, сообщить об этом администрации университета.
5. Требования безопасности по окончании работы
5.1. Отключить электроизмерительные приборы и лабораторные установки от электросети.
5.2. Привести в порядок рабочее место.
5.3. Заявить преподавателю или ответственному за лабораторию об окончании работы и получить разрешение на уход из лаборатории.
6
Лабораторная работа № 1
ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО СОСТАВА
ПЕСЧАНОГО ГРУНТА СИТОВЫМ МЕТОДОМ
Цель лабораторной работы – ознакомление студентов с методикой и выработкой навыков определения гранулометрического состава песчаного грунта ситовым методом.
Гранулометрическим составом грунта называется относительное процентное содержание в нем по массе частиц различной
крупности. Гранулометрический состав определяет физикомеханические свойства грунта. Строительные свойства грунта в
значительной мере определяются соотношением входящих в них
фракций. Наиболее точная характеристика состава грунта по
крупности частиц может быть получена гранулометрическим
анализом, состоящим в разделении частиц на отдельные фракции.
Гранулометрический (зерновой) состав грунтов в лабораторных условиях определяется в соответствии с ГОСТ 12536-79 методами:
1) ситовым, который является основным методом определе-
ния гранулометрического состава песчаных грунтов. Метод носит
самостоятельный характер, если при анализе ограничиваются
выделением фракций меньше 0,1 мм, или является составной частью комбинированного анализа при выделении в грунте пылеватых и глинистых фракций;
2) седиментационным (основан на разделении фракций грун-
та в суспензиях вследствие различной скорости осаждения частиц
различной крупности);
3) ареометрическим (основан на свойстве уменьшения плот-
ности грунтовой суспензии по мере выпадения из нее в осадок
частиц);
4) центрифугированием (основан на разделении фракций в
центрифуге).
Для выполнения данной работы применяется метод просеивания пробы грунта через набор сит со стандартными размерами
ячеек 10; 5; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм.
7
Необходимые оборудование и материалы: набор сит с от-
верстиями от 10 до 0,1 мм, технические весы, грунт.
Последовательность выполнения работы
1. Взять среднюю навеску. Для этого заранее в течение
1-2суток высушенный на воздухе образец тщательно перемешать,
затем шпателем или линейкой распределить по листу бумаги
тонким ровным слоем толщиной в несколько миллиметров и
двумя взаимно перпендикулярными линиями разделить на четыре равные части (квадранты). Два противоположных квадранта
(по диагонали) оставить в качестве сокращений пробы, а два других удалить. Такое деление пробы (квартование) продолжать до
тех пор, пока на листе бумаги не останется необходимый объем
грунта: примерно 100 г – для грунтов, не содержащих частиц
крупнее 2 мм; 500 г – для грунтов, содержащих до 10 % частиц
крупнее 2 мм; 1000 г – при содержании частиц крупнее 2 мм от
10 до 30 %; 2000 г – при содержании частиц крупнее 2 мм более
30 %.
2. Отобранную пробу взвесить на технических весах с точно-
стью до 0,01 г и результаты взвешивания записать в рабочий
журнал.
3. Пробу грунта пропустить через набор сит 10-0,1 мм, сита
должны быть собраны в колонну так, чтобы отверстия уменьшались сверху вниз.
4. При просеивании легко потряхивать сито до полной сорти-
ровки частиц. При обнаружении слипшихся комочков содержимое сита перенести в ступу и растереть резиновым пестиком, затем вновь просеять через то же сито до полного разделения.
5. Содержимое каждого сита и поддона высыпать в предварительно протарированные чашечки и взвесить, занести результаты
в журнал с точностью до 0,1 г, проверяя сумму весов. При расхождении суммы веса с начальной навеской более 1 % произвести пересев.
6. По окончании опыта посуду и приборы привести в порядок.
8
7. Результаты просеивания выразить в процентах с точностью
Остатки грунта на ситах с отверстиями, мм
Общий
вес
10 5 2 1 0,5
0,1
остаток
на под.
г % г % г % г % г % г % г % г
%
100
Наименования видов
песчаных грунтов
Распределение частиц по крупности,
% от веса сухого грунта
Песок гравелистый
Вес частиц крупнее 2 мм составляет более 25 %
Песок крупный
Вес частиц крупнее 0,5 мм составляет 50 %
Песок средней крупности
Вес частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50
%
Песок мелкий
Вес частиц крупнее 0,1 мм составляет 75 %
Песок пылеватый
Вес частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75 %
до единицы, принимая за 100 % начальную навеску грунта. Результаты занести в табл. 1.
Таблица 1
Результаты просеивания грунта
8. Определить общий вес отдельных фракций грунта. Вес частиц крупнее
10 мм – … г, … %;
5 мм – … г, … %;
2 мм – … г, … %;
0,5 мм – … г, … %;
0,25 мм – … г, … %;
0,1 мм – … г, … %.
9. Определить вид грунта по данным п. 7 и табл. 2.
Таблица 2
Классификация песчаных грунтов
Вывод. Общий вес частиц ... мм составляет ... %.
В соответствии с ГОСТ 25100-95 «Классификация грунтов»
исследованный грунт относится к ....
10. По процентному содержанию частиц построить кривую
неоднородности по точкам (рис. 1).
9
Рис. 1. Интегральная кривая (кривая неоднородности)
гранулометрического состава грунта
В начале координат ставят число 0,1, принимают lg10 в про-
извольном масштабе, откладывают этот отрезок. Расстояние
между каждыми двумя метками делят на девять частей пропорционально логарифмам чисел 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9. В этом интервале выделенные отрезки будут отвечать диаметрам частиц от 0,2
до 0,9 мм.
Например, если принять, что lg 10=1 соответствует 10 см, то
получим, умножая на 10 принятый масштаб, отрезки:
lg 2 = 0,301·10 = 3,0 см;
lg 3 = 0,477·10 = 4,8 см;
lg 4 = 0,602·10 = 6,2 см;
lg 5 = 0,699·10 = 7,0 см;
lg 6 = 0,778·10 = 7,8 cм;
lg 7 = 0,845·10 = 8,5 см;
lg 8 = 0,903·10 = 9,0 см;
lg 9 = 0,954·10 = 9,5 см;
lg 20 = 1,301·10 = 13,0 см.
По кривой (рис. 1) определяют диаметр d60 частиц, содержа-
ние которых в грунте составляет менее 60 % частиц (по ординате
10