Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механика грунтов. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
.pdf
Далее принимаются значения расчетных и условных
Таблица 5
Объем
стакана
V, см3
Масса
грунта
m, г
ρ
d
, г/см3
Пробы
Средний
Неуплотненный грунт (рыхлый)
Уплотненный грунт
Таблица 6
ρ
s
г/см3
ρ
d
г/см3
ρ
1 100
d
s
n * ,
%
1
ρ
d
s
e
Неуплотненный грунт (рыхлый)
Уплотненный грунт
Грунт в естественном состоянии
Например:
песок крупный,
средней
плотности,
влажный,
неоднородный
Наименование
песчаного
грунта
по ГОСТ 25100-
2011:
сопротивлений песчаного грунта по таблице 2.
21
Работа №2
По числу пластичности Iр
По показателю текучести IL
I
р
, %
Наименование
грунта
Состояние грунта
I
L
1 ≤ I
р
≤ 7
Супесь
Твёрдое
Пластичное
Текучее
IL<0
0
I
L
1
IL>1
7< I
р
≤ 17
Суглинок
Твердое
Полутвердое
Тугопластичное
I
L
< 0
0 ≤ IL 0,25
0,25 < IL 0,50
Iр>17
Глина
Мягкопластичное
Текучепластичное
Текучее
0,50 < IL 0,75
0,75 < IL 1
IL>1
Определить основные физико-механические
характеристики глинистого грунта, которые позволяют
провести его классификацию по ГОСТ [1] (таблица 7).
Глинистые грунты по ГОСТ 25100-2011 [1]
Таблица 7
Вследствие малых размеров минеральных частиц
(d < 0,002 мм) и наличия в порах прочно- и рыхлосвязной
воды эти грунты обладают пластичностью (способность
сохранить объем при изменении формы от внешних
воздействий). Поскольку разновидности грунта (супесь,
суглинок, глина) содержат разные процентные
соотношения глинистых минералов, пластичность
сохранится в разных интервалах водонасыщения. При
22
влажности, равной Wp – нижний предел пластичности возможно раскатать грунт руками до нити (жгутик)
диаметром ~ 3 мм и, согнув ее под углом 90°, наблюдать
излом. При влажности WL – верхний предел текучести –
балансирный конус (рисунок 5) из полированной
нержавеющей стали массой 76 г с углом при вершине 30°
погружается в грунтовое тесто под действием
собственного веса на глубину 10 мм за 5 секунд.
Рисунок 5. Балансирный конус
Интервал влажностей Ip=WL-Wp называется числом
пластичности, по величине которого согласно ГОСТ [1]
(таблица 7) классифицируется разновидность грунта, а
также по его состоянию (твердое, …, текучее) в
зависимости от величин показателя текучести:
23
p
L
p
WW
I
I
,
ρ
ρ
1 0 01d,W
ρ
1
ρ
s
d
e
где W - влажность грунта в естественном состоянии.
Для этих грунтов с различной плотностью (имеющие
разные значения коэффициента пористости e) установлены
в результате многочисленных испытаний оснований
опытными фундаментами-штампами величины расчетных
сопротивлений R, представленных в СНиП [9], [10]
(таблицы 8, 9). Можно использовать эти данные, если
выяснить в лабораторных условиях тип и состояние
глинистого грунта из скважины с места строительства.
В работе следует определить следующие показатели:
влажность грунта в естественном состоянии W, влажности,
соответствующие нижнему пределу пластичности Wp
(границе раскатывания), верхнему – WL (границе
текучести); плотности: минеральных частиц ρs, грунта в
естественном состоянии ρ, в сухом состоянии -
, коэффициент пористости
.
Вычислить значение числа пластичности Ip и
показателя текучести IL, провести классификацию грунта
по ГОСТ [1], используя таблицу 7, и дать полное
наименование грунту, например: глина полутвердая или
др. Затем определить согласно СНиП [9], [10] (таблицы 8,
9) соответствующие расчетные сопротивления грунта R0.
Последовательность выполнения работы: сначала
определяют влажность грунта на границе текучести WL.
Для проведения опыта используется подготовленное
грунтовое тесто. Из керна (цилиндра диаметром 80 мм,
24
вынутого из скважины места строительства, покрытого
парафиновой оболочкой для сохранения естественной
влажности) отламываются кусочки небольшого размера и
подсушиваются в лаборатории.
Сухие кусочки измельчаются, просеиваются через
сито с отверстиями 1 мм, увлажняются дистиллированной
водой, перемешиваются до состояния густого теста и
выдерживаются не менее двух часов в закрытом
стеклянном сосуде. Влажные грунты протираются через
сито с отверстиями 1 мм и также выдерживаются не менее
двух часов в закрытом сосуде.
Подготовленное тесто укладывается в стаканчик
вровень с краями. Поверхность грунта заглаживается
шпателем. К поверхности грунтового теста подносится
балансирный конус, смазанный тонким слоем вазелина, и
плавно опускается на поверхность грунта (рисунок 5). При
погружении конуса за 5 секунд на 10 мм (до риски)
влажность грунтового теста соответствует границе
текучести.
25
Условное сопротивление R0 пылевато- глинистого
Грунты
Коэффициент
пористости
Коэффициент консистенции,
IL
0
0,1
0,2
0,3
0,4
0,5
0,6
Супеси
при I
p
5
0,5
343
294
245
198
147
98
-
0,7
294
245
196
147
98
-
-
Суглинки
при 10I
р
15
0,5
392
343
294
245
196
147
98
0,7
343
294
245
196
147
98
-
1,0
294
245
196
147
98
-
-
Глины
при Iр > 20
0,5
588
441
343
294
245
196
147
0,6
490
343
294
245
196
147
98
0,8
392
29 4
245
196
147
98
-
1,1
294
245
196
147
98
-
-
(непросадочного) грунта, кПа, по СП 3513330-2011 [10]
Таблица 8
26
Расчетные сопротивления R0 пылевато-глинистых
Грунты
Коэффициент
пористости
Коэффициент
консистенции, IL
0
1,0
Супесь
0,5
300
300
0,7
250
200
Суглинок
0,5
300
250
0,7
250
180
1,0
200
100
Глина
0,5
600
400
0,6
500
300
0,8
300
200
1,1
250
100
(непросадочных) грунтов, кПа, по СП 22.13330-2011 [9]
Таблица 9
В случае погружения конуса на глубину менее 10 мм
грунтовое тесто следует увлажнить, при погружении более
10 мм – подсушить.
Далее из стаканчика отбираются в два бюкса пробы
массой не менее 10 г каждая. Пустые и с грунтом бюксы
взвешиваются, и результаты записываются в таблицу 10.
На следующем занятии повторяют взвешивание
бюксов с сухим грунтом и результаты записывают в
таблицу 10.
Далее определяют влажность грунта на границе
раскатывания Wp. Из кусочков грунта того же керна,
подсушивая или увлажняя, делают формочки длиной 8-10
см квадратного сечения размером 1см х 1см. Отламывают
27
от них кусочки, удобные для раскатывания ладонями на
Номер
бюкса
Масса бюкса с крышкой, г
Влажность W, %
пустого
с влажным
с сухим
пробы
средняя
m, г
грунтом
m1, г
грунтом
m0, г
Граница текучести WL
Граница раскатывания W
p
стекле. Раскатывают до цилиндров (жгутиков) диаметром
3 мм, которые сгибают под прямым углом. Если грунт
рассыпается при раскатывании, то его влажность меньше
границы раскатывания Wp. Если при изгибе трещины не
образуются, то влажность грунта больше Wp. В первом
случае добавляют воду и снова раскатывают цилиндры и
сгибают их.
При отсутствии трещин цилиндры сжимают в
кусочки и снова раскатывают и сгибают. Этот процесс
повторяют до момента появления трещин в месте изгиба. В
этом случае влажность грунта соответствует границе
раскатывания Wp. При раскатывании учитывается
влажность грунта, т.к. часть воды оседает на стекле и
ладонях. Количество готовых цилиндров должно иметь
массу не менее 10 г. Наполняют ими 2 бюкса и
взвешивают пустые бюксы и с влажным грунтом.
Результаты записывают в таблицу 10.
Таблица 10
28
Затем определяют влажность грунта в естественном
Номер
бюкса
Масса бюкса с крышкой, г
Влажность W, %
Пустого
m, г
С влажным
грунтом
m1, г
С сухим
грунтом
m0, г
пробы
средняя
10
0
100
mm
W * %
mm
p
L
p
WW
I
I
ρ
1
ρ
s
d
e
состоянии W. Кусочки грунта из керна раскладывают в два
бюкса (масса должна быть не менее 10 г). Взвешивают
бюксы пустые, с влажным грунтам и записывают в
таблицу 11.
Таблица 11
По формуле
величины WL, Wp, W; число пластичности Ip= WL-Wp;
показатель текучести
7 наименование и состояние грунта (например, глина
полутвердая).
Для того чтобы установить для грунта величины
сопротивлений R (таблицы 8, 9) необходимо знать
величину коэффициента пористости е, определяемую по
формуле
рассчитывают
. Определяют по таблице
.
29
Следовательно, необходимо определить величины
ρ
s
ρ
d
ρ
d
ρ
ρ
1 0 01d,W
ρ
m
V
плотности минеральных частиц
Величина
определяется по формуле
и сухого грунта
Влажность грунта в естественном состоянии W известна,
требуется определить плотность ρ - отношение массы
грунта m к его объему V при данной пористости и
влажности грунта:
.
Плотность грунта является очень важным
показателем физических свойств грунта, так как
используется при расчетах давления грунта на подпорные
стенки, устойчивости оползневых склонов и откосов,
природного давления грунта, несущей способности грунта
и т. д.
Плотность грунта зависит от пористости грунта, его
влажности и минералогического состава. Величина
плотности грунта чаще всего находится в пределах от 1,5
до 2,2 г/см3.
Плотность связных грунтов определяется
следующими методами: режущего кольца или
гидростатического взвешивания.
Метод режущего кольца
Металлическое кольцо, имеющее форму правильного
цилиндра и заостренный снаружи нижний край, осторожно
вдавливают в образец (монолит, керн), подрезая грунт
.
.
30
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]