Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механика грунтов. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
.pdf
Уплотнение грунтов – необходимая технологическая
opt
W
f
K
операция при возведении авто- и железнодорожных
насыпей. При этом достигается наибольшая плотность
грунта, что возможно при определенной влажности для
каждого грунта, так называемой оптимальной
влажности
.
В работе №7 устанавливается категория песчаного
грунта по степени фильтрации воды в соответствии с
ГОСТ[8]. Испытаниями определяется величина
коэффициента фильтрации
.
В работе №8 определяется модуль деформации грунта
при испытании штампом.
В работе №9 определяются деформационные и
прочностные характеристики грунта при испытании в
условиях отсутствия бокового расширения и при
ограниченном боковом расширении вплоть до разрушения.
К ним относятся: модуль деформации, коэффициент
бокового расширения, коэффициент бокового распора,
угол внутреннего трения и сцепление.
Методика выполнения работ приводится ниже для
каждой из них. Все работы выполняются в соответствии с
действующими ГОСТами, перечисленными в списке
литературы.
11
Работа №1
Определяются основные физические характеристики
песчаного грунта (крупность, плотность и
водонасыщенность), которые позволяют провести его
классификацию по ГОСТ [1] (таблица 1).
В результате дается полное наименование песка
(например, песок мелкий, средней плотности, влажный).
По наименованию песка устанавливаются величины
расчетных сопротивлений Rо по СП [9], [10] (таблица 2).
Крупность песка устанавливается его просеиванием
в стандартных ситах (рисунок 2) в соответствии с ГОСТ
[4].
Рисунок 2. Набор стандартных сит
12
Таблица 1
1. По гранулометрическому составу
2. По плотности
Масса частиц крупнее 2 мм
песок
е < 0,55
плотный
составляет более 25%
гравелистый
Масса частиц крупнее 0,5 мм -
песок
0,55 ≤ е ≤ 0,70
средней
составляет более 50%
крупный
плотности
Масса частиц крупнее 0,25 мм
песок средней
составляет более 50%
крупности
е > 0,70
рыхлый
Масса частиц крупнее 0,1 мм
песок
е < 0,60
плотный
составляет более 75%
мелкий
0,60 ≤ е ≤ 0,75
ср. плотности
е > 0,75
рыхлый
Масса частиц крупнее 0,1 мм
песок
е < 0,60
плотный
составляет менее 75%
пылеватый
0,60 ≤ е ≤ 0,80
ср. плотности
е > 0,80
рыхлый
Примечание: для установления наименования
грунта последовательно суммируются проценты
содержания частиц грунта: сначала - крупнее 2 мм,
далее крупнее 0,5 мм и т.д. Наименование грунта .
принимается по первому выполняемому условию.
3.
По влажности
0 < S
r
≤ 0,5
маловлажный
0,5 < S
r
≤ 0,8
влажный
0,8 < S
r
≤ 1,0
насыщен. водой
13
Расчетное сопротивление R песчаных грунтов, кПа по
Таблица 2
Пески
Значения R (R0 ), кПа, в зависимости от
плотности сложения песков
плотные
средней плотности
Крупные
600
500 (343)
Средней крупности
маловлажные
влажные и
насыщенные водой
500
500
400 (294)
400 (245)
Мелкие:
маловлажные
400
300 (196)
влажные и
насыщенные водой
300
200 (147)
Пылеватые:
маловлажные
300
250 (196)
влажные
200
150 (147)
насыщенные водой
150
100 (98)
СП 22.13330-2011 «Основания зданий и сооружений» [9]
и условное сопротивление R0 по СП 35.13330-2011
«Мосты и трубы» [10]
Примечание: данные в скобках – значения из СП 35133302011 «Мосты и трубы». Для плотных песков значение R
увеличить на 60%, если их плотность определена по
результатам лабораторных испытаний грунтов.
0,
14
Порядок выполнения работы
Определение зернового состава песчаного грунта
(ГОСТ 12536-2014) [4].
Для определения зернового состава предварительно
высушенный до воздушно-сухого состояния песчаный
грунт рассыпают ровным слоем толщиной в несколько
миллиметров и разделяют на квадраты со стороной 3-4 см.
Из каждого квадрата отбирают небольшое количество
грунта с таким расчетом, чтобы общее количество
отобранного грунта составляло 200 г.
Отобранную пробу высыпают в колонку сит, которую
закрывают сверху крышкой. Сита имеют отверстия
диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25 и 0,1 мм. Колонку сит
встряхивают до тех пор, пока не произойдет полное
просеивание грунта.
Частицы грунта, оставшиеся на каждом сите,
взвешивают с точностью до 0,01 г. Сумма весов отдельных
фракций не должна отличаться от общего веса пробы
более чем на 1,0%. В противном случае опыт следует
повторить.
Данные анализа и результаты расчета процентного
содержания отдельных фракций записываются в таблицу 3.
Обработка результатов испытаний
По результатам ситового анализа строится график
зернового состава (рисунок 3). На графике по оси абсцисс
в логарифмическом масштабе откладываются значения
диаметров частиц d, а по оси ординат – вес частиц в
процентах от общего веса пробы, диаметр которых меньше
d, взятого на оси абсцисс. График строится для
15
стандартных диаметров, разделяющих навеску грунта на
фракции. Поданным зернового анализа устанавливается
наименование песчаного грунта по крупности согласно
таблице 1.
Рисунок 3. График гранулометрического состава
грунта
16
Таблица 3
Размер отверстий
сит, мм
Размер фракций,
мм
Остаток на ситах
Суммарное содержание частиц
г
%
Меньше данного
D
Больше данного
D
10
>10
5
10-5
2
5-2
1
2-1
0,5
1-0,5
0,25
0,5 - 0,25
0,1
0,25-0,1
<0,1
Сумма:
Потери при рассеве
%
Масса пробы
_______
г
(не должны превышать 1%)
17
Дополнительно устанавливается степень
60 10u
С d / d
ρ
s
ρ
d
неоднородности песка. Для этого на рисунке 3 проводятся
горизонтальные линии на уровне вертикальной шкалы 60%
и 10% до пересечения с графиком и устанавливаются
величины размеров частиц d60 и d10. Если коэффициент
неоднородности
больше 3 (Cu>3) – песок
«неоднородный». Данную характеристику добавляют к
наименованию песка. Если Cu≤3 – песок «однородный».
Далее следует установить плотность песка согласно
таблице 1 по значениям коэффициента пористости (е).
Проводятся два действия:
1 – определяется плотность минеральных частиц (
2 – определяется плотность грунта в сухом состоянии (
);
).
Определение плотности минеральных частиц
выполняется с использованием пикнометра – мерной
колбы (рисунок 4).
Рисунок 4. Пикнометр
18
Грунт высушивается до постоянного веса и из него
Таблица 4
Масса колбы,
Масса сухого
грунта в
колбе, m0, г
Масса колбы, г
Плотность
частиц грунта
ρs, г/см3
пустой
с сухим
грунтом
с грунтом и
водой до
с водой до
черты, m
2
берется проба 30-40 г.
Объем частиц грунта определяют по объему
вытесненной частицами воды. Пикнометр имеет длинную
горловину и риску на ней. Объем пикнометра до риски на
горловине составляет 250 см3. Опыт выполняют в
следующем порядке: пикнометр взвешивают и в него через
воронку насыпают отобранную пробу грунта (рисунок 4.а).
После этого пикнометр снова взвешивают вместе с
грунтом, заполняют дистиллированной водой на 1/3
объема, содержимое взбалтывают и пикнометр ставят на
песчаную баню для кипячения с целью удаления из грунта
пузырьков защемленного воздуха.
Кипячение проводят 30 минут с момента закипания.
После кипячения пикнометр заливается до горловины,
охлаждается до комнатной температуры и снова
доливается водой до риски на горловине (рисунок 4.б).
Затем пикнометр с грунтом и водой взвешивается.
Суспензия из пикнометра выливается, пикнометр
ополаскивается, в него наливается дистиллированная вода
до черты (рисунок 4.в) и снова взвешивается. Температура
воды должна быть равна температуре суспензии.
Результаты взвешивания записываются в таблицу 4.
19
Плотность частиц грунта определяется по формуле:
0
0 2 1
ρρ
sw
m
m m m
ρ
w
,
где m0 – масса сухого грунта в пикнометре, г;
m1 – масса пикнометра с грунтом и водой, долитой до
риски, г;
m2 – масса пикнометра с водой, налитой до риски, г;
– плотность воды; 1,0 г/см3.
Для определения объемного веса сухого песка,
используемый в работе грунт (из скважины)
предварительно должен быть высушен при температуре
105°С и равномерно уложен на подносе (лотке). Его
насыпают в мерную емкость (стакан) без уплотнения и
взвешивают. То же повторяют с процедурой уплотнения
песка.
Объем грунта должен быть равен объему стакана,
наполненному доверху. Уплотнение достигается
трамбовкой и вибрацией грунта, вертикальным и
горизонтальным постукиванием стакана деревянным
пестиком (в форме колотушки), опыт проводится дважды.
Результаты записывают в таблицу 5. Разброс значений не
должен превышать 5%.
В таблице 6 вычисляют значения показателей грунта:
n – пористости и e – коэффициента пористости.
Предполагается, что грунт в естественном состоянии имеет
величину e между значениями для рыхлого и
уплотненного песка. Учитывая проведения опытов при
влажности W≈0, дается полное наименование песка.
20
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]