Добавил:
ivanov666
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз:
Предмет:
Файл:Механика грунтов. Учебно-методическое пособие к лабораторным работам
.pdf
ножом ниже кольца, и создавая грунтовый цилиндр
диаметром несколько большим, нежели наружный диаметр
кольца.
После заполнения грунтом всей полости кольца,
избыток грунта срезается вровень с краями кольца.
Масса грунта определяется по разнице массы кольца
с грунтом и пустого кольца. Объем образца грунта
вычисляют по значениям диаметра и высоты режущего
кольца.
Метод гидростатического взвешивания
(метод парафинирования)
Этот метод определения плотности грунта
применяется в тех случаях, когда не представляется
возможным вырезать образцы геометрически правильной
формы.
С образца грунта объемом не менее 30 см3 обрезают
острые выступающие части и взвешивают.
Объем образца определяют по объему вытесненной
воды с помощью гидростатического взвешивания (под
водой). Для защиты образца от размокания его
поверхность покрывают тонкой пленкой парафина. С этой
целью перед взвешиванием в воде образец обвязывают
ниткой, оставляя ее свободный конец длиной 15—20 см, и
два-три раза опускают в расплавленный парафин.
Убедившись в равномерном покрытии образца парафином,
отсутствии пузырьков воздуха и трещин образец снова
взвешивают на воздухе для определения массы и объема
пленки парафина. Результаты записывают в таблицу 12.
31
Таблица 12
Масса образца грунта, г
без
парафина
m, г
покрытого
парафином
m
1,
г
покрытого
парафином в
воде
m2, г
Плотность грунта определяют по формуле:
1 2 1
ρ
ρρ
w п
m
m m m m
ρ
п
ρ
w
W
ρ
d
ρ
s
ρ
s
ρ
s
Плотности: парафина
При известных значениях
величина
.
Необходимо установить плотность частиц
=0,9 (г/см3), воды
и ρ вычисляется
=1,0 (г/см3)
. Для
глинистых грунтов диапазон изменения величины
находится в пределах от 2,68 г/см3 до 2,72 г/см3, можно
принять среднее из данного диапазона
При крупности частиц d<0,05мм гранулометрический
=2,70 (г/см3).
анализ для определения их плотности выполняется более
сложными и продолжительными лабораторными
методами.
Ареометрический метод используется для
определения гранулометрического состава грунтов,
32
содержащих фракции диаметром менее 0,25 мм, и основан
на измерении плотности суспензии в процессе ее
отстаивания.
Так, если во взмученную суспензию опустить
ареометр, то в процессе ее отстаивания плотность
суспензии будет изменяться (в связи с выпадением из нее
частиц грунта), и ареометр будет погружаться в
суспензию. Для проведения анализа отбирается навеска и
определяется содержание в ней частиц крупнее 0,1 мм, а
также влажность грунта.
Приготовленную в цилиндре (объемом 1200-1300
см3, высотой около 45 см и диаметром 6 см) суспензию
взбалтывают мешалкой до полного исчезновения осадка на
дне и замечают время начала анализа.
В суспензию осторожно опускают ареометр и берут
отсчеты по шкале ареометра через 30 с, 1 мин, 5 мин,
30 мин, 1 час, 1,5 часа, 3 часа, 6 часов, 24 часа.
Первые отсчеты берут, не вынимая ареометра.
Последующие отсчеты берут, каждый раз вынимая
ареометр из суспензии. Результаты отсчетов по ареометру
записывают в журнал. В процессе анализа производят
замеры температуры суспензии с точностью до 0,5°. Введя
в отсчет поправку на высоту мениска С и температуру Т,
определяют содержание частиц различного размера по
номограмме.
Метод Рутковского дает приближенное
представление о гранулометрическом составе. Отличается
простотой оборудования и методики.
Содержание в грунте песчаных частиц (2—0,05 мм)
определяется методом отмучивания. В мерный цилиндр
33
(емкостью 100 см3 ) насыпают 10 см3 грунта в воздушно-
0
100
п
п
V
P%
V
g
сухом состоянии, просеенного через сито 2 мм, с
уплотнением - постукиванием по резиновой подкладке.
На мерном цилиндре наносят две черты: нижнюю —
на высоте, соответствующей объему 10 см3; верхнюю — на
расстоянии 18 см от нижней.
В цилиндр наливается вода до верхней черты,
перемешивается содержимое стеклянной палочкой и
сливается верхний объем суспензии (до 20—30 см3) через
90 сек.
Отмучивание продолжают до полного осветления
жидкости над грунтом. После контрольного отмучивания в
цилиндр доливают воду до 100 см3 и дают отстояться
содержимому 20 мин. Затем, предварительно уплотнив
осадок постукиванием, отсчитывают объем осевшего
песка. Процентное содержание песчаных частиц
вычисляется по формуле:
,
где Рп - процентное содержание песчаных частиц,
Vn - объем песчаных частиц после отмучивания,
V0 - объем грунта до отмучивания.
Содержание в грунте глинистых частиц определяется
по набуханию этих частиц в воде, в процессе которого
возле каждой глинистой частицы образуется водноколлоидная оболочка и объем грунта увеличивается. В
мерный цилиндр емкостью 100 см3 насыпают с
уплотнением - постукиванием 10 см3 грунта, просеянного
через сито 2,0 мм.
34
Грунт в цилиндре разрыхляют, наливают
100
пыль п г
P P P
приблизительно 50-60 см3 воды и тщательно растирают
стеклянной палочкой с резиновым наконечником (для
отделения глинистых частиц от песчаных и пылеватых) до
тех пор, пока на стенках цилиндра не исчезнут мазки
глины.
В приготовленную суспензию добавляют 3 см3 5процентного раствора хлористого кальция для ускорения
коагуляции глинистых частиц и доливают в цилиндр воды
до 100 см3. Дают суспензии отстояться в течение 1—2
суток, пока осадок не примет постоянного объема.
Измеряют объем осадка и определяют приращение объема
грунта.
Процентное содержание глинистых частиц в грунте
можно определить по формуле:
Pг=22, 7•К,
где К=(Vн—V0)/V0 — коэффициент приращения объема
грунта,
Vн — объем набухшего грунта,
Vo — первоначальный объем грунта.
Процентное содержание в грунте пылеватых частиц
определяется по разнице между 100% и суммой
процентного содержания песчаных и глинистых частиц:
.
таблицу 13. Для исследуемого грунта устанавливается по
таблицам 7, 8, 9 его наименование и состояние, а также
величины расчетного или условного сопротивления.
Все полученные в работе результаты выписываются в
35
Таблица 13
г/см
3
г/см
3
W
%
г/см
3
n
%
W
L
%
W
p
%
I
p
I
L
25100
-2011
Расчетное сопротивление
пылевато
-глинистых грунтов
пылевато
-глинистых грунтов
СП 35.13330.2011
r
S
)
2
-глинистого грунта по ГОСТ
е
, кПа (тс/м
0
R
Условное сопротивление
d
Наименование пылевато
)
2
s
2,70
%
, кПа (кг/см
0
R
СП 22.13330.2011
36
Работа №3
0
E
У
E
0
m
В работе определяются основные деформационные
характеристики грунтов: модуль деформации
и модуль
упругости
, а также коэффициент уплотнения
.
Рисунок 6. Схема компрессионного прибора:
1-перфорированный поршень; 2-цилиндр; 3-режущее
кольцо; 4-перфорированное днище; 5-образец грунта;
6-насадка на режущее кольцо; 7-индикатор часового типа;
8-центрирующий шарик; 9-вертикальная нагрузка.
Грунт сжимается в условиях отсутствия бокового
расширения в компрессионном приборе – одометре
(рисунок 6).
Уплотнение образца грунта достигается
увеличивающейся ступенями вертикальной нагрузкой с
фиксацией по индикаторам часового типа деформации
сжатия. Компрессионный прибор позволяет испытывать
цилиндрические образцы высотой h=20 мм с площадью
поперечного сечения А= 40 или 60 см2.
При проведении опыта в корпус прибора
устанавливается кольцо (3) с образцом грунта, для
37
которого предварительно определены и записаны в
(ρ ρ )
s
, W, , e
A
см2
h
см m г
ρ
s
г/см3
ρ
г/см3
W
%
ρ
d
г/см3
e0
Sr
Δ h
таблицу 14 необходимые физические показатели
.
Таблица 14
Наименование грунта:
Песчаный образец может формоваться
непосредственно в кольце, установленном в корпус
прибора, с фиксацией массы уложенного грунта при
обеспечении требуемой первоначальной плотности.
Затем одометр устанавливают на площадку
рычажного пресса и центрируют по оси нагружающего
штока. Берутся начальные отсчеты по индикаторам
часового типа с точностью до 0,01 мм.
На подвеску рычажного пресса последовательно
помещают гири, создавая (с учетом площади образца А и
соотношением плеч рычага) удельное давление на грунт
σ
=25; 50; 100; 200; 300; 400 кПа.
z
Каждая ступень нагрузки выдерживается до условной
стабилизации осевой деформации, принятой равной 0,01
мм/час. В учебной работе время стабилизации от каждой
ступени можно принять равным 5 мин. Абсолютная осевая
деформация образца от каждой ступени нагрузки
определяется как величина разницы между рабочим и
нулевым отсчетом по индикатору часового типа.
38
Относительная осевая деформация образца при этом
εΔ
ii
h / h
00
1 ε
ii
e e ( e )
σ
z
кПа
Показание
индикатора
Абсолютная
деформация
Δ
i
h
, мм
Относительная
деформация
εΔ
ii
h / h
Коэффициент
пористости е,
00
1 ε
ii
e e ( e )
εσ
z
f ( )
σ
z
e f ( )
определяется как:
Коэффициент пористости грунта, после уплотнения
под конкретной ступенью нагрузки, определяется по
формуле:
Результаты измерений записываются в таблицу 15.
Таблица 15
Далее вычерчиваются графики зависимостей
и
рисунки 7, 8.
, имеющие следующий вид -
39
Рисунок 7. Диаграмма сжатия грунта
Рисунок 8. Компрессионная кривая
40
Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]