- •Определение состава, показателей физических свойств и состояния грунтов
- •Федеральное агентство по образованию
- •Введение
- •Определение гранулометрического состава грунтов
- •1.1. Определение гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом
- •Методы определения гранулометрического состава песчаных грунтов (Извлечение из гост 12536-79 [2])
- •Классификация несвязных грунтов (Извлечение из гост 25100-95, табл. Б.10)
- •1.1.2. Выполнение работы
- •1.1.3. Запись, обработка и оформление результатов
- •Испытаний
- •Журнал лабораторного определения гранулометрического состава грунта (ситовой метод без промывки водой)
- •1.1.4. Графическое отображение результатов гранулометрического анализа
- •1.2. Полевой метод гранулометрического анализа (метод Рутковского)
- •Классификация грунта по содержанию глинистых и песчаных частиц
- •1.2.2. Подготовка грунта к анализу
- •Определение содержания глинистой фракции
- •1.2.4. Определение содержания песчаных частиц (диаметр частиц 2-0,05 мм)
- •1.2.5. Определение содержания пылеватой фракции
- •Определение содержания частиц крупнее 1 мм
- •Журнал определения масс фракций грунта от 10,0 до 1 мм
- •Определение гигроскопической влажности и плотности частиц грунта
- •1.3.4. Опробование суспензии грунта на коагуляцию
- •1.3.5. Ареометрический анализ
- •Определение времени замера плотности
- •Температурные поправки к отсчету по ареометру
- •Запись результатов и оформление работы Вычисление содержания масс фракций в грунте от 1,0 до 0,1 мм
- •Определение масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм следует вести в табличной форме (табл.9).
- •Журнал определения масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм
- •Вычисление содержания масс фракций в грунте (0,05; 0,01; 0,005) мм
- •Содержание фракции 0,1–0,05 мм
- •Результаты гранулометрического анализа
- •2. Определение показателей физических свойств грунтов
- •2.1. Определение плотности грунта методом парафинирования
- •2.1.1. Необходимое оборудование и материалы (рис.5)
- •2.1.2. Выполнение работы
- •2.1.3. Обработка результатов и определение плотности
- •Журнал определения плотности грунта методом взвешивания в воде парафинированных образцов
- •Плотность воды при различных температурах
- •2.2.3. Обработка результатов и определение плотности
- •Журнал определения плотности грунта методом режущего кольца
- •2.3. Определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом
- •2.3.2. Выполнение работы
- •Обработка результатов и определение плотности
- •Журнал определения плотности частиц грунта пикнометрическим методом
- •Определение влажности грунта методом высушивания до постоянной массы
- •2.4.1. Необходимое оборудование
- •2.4.2. Выполнение работы
- •Запись результатов и определение влажности
- •Классификация песков по коэффициенту пористости е
- •3. Оценка состояния глинистых грунтов
- •3.1. Определение границы текучести
- •3.1.2. Выполнение работы
- •Запись результатов и вычисление wl
- •3.2.3. Запись результатов и вычисление Wр
- •3.4. Вычисление показателя текучести и определение состояния грунта
- •Классификация глинистых грунтов по показателю текучести il
- •Вопросы для самоконтроля к лабораторной работе
- •Термины и определения
- •Оглавление
- •644099, Г.Омск, ул. П.Некрасова, 10
Запись результатов и оформление работы Вычисление содержания масс фракций в грунте от 1,0 до 0,1 мм
Масса пробы в воздушно-сухом состоянии m _______г
Гигроскопическая влажность Wг _________________ д.е.
Масса пробы в пересчете на сухой грунт
(с учетом гигроскопической влажности Wг
в долях единицы): m0 =m /(1+Wг) ___________________ г
Плотность твердых частиц s ______________________г/см3
Определение масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм следует вести в табличной форме (табл.9).
Таблица 9
Журнал определения масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм
|
Номер проб |
Размеры фракций, мм |
Номер фарфоровой чашки |
Масса чашки с сухим остатком mcо, г |
Масса чашки mч, г |
Масса сухого остатка (mcо- mч), г
|
|
1 2 3 |
1–0,5 0,5–0,25 0,25– 0,1 |
|
|
|
m1= m2= m3= |
Содержание фракций крупнее 1 мм (см. п. 1.3.2) qс = _______ %
Содержание фракций 1–0,5 мм (остаток m1 на сите 0,5 мм)
=
_____________ % (8)
Содержание фракции 0,5–0,25 мм (остаток m2 на сите 0,25 мм)
=
____________% (9)
Содержание фракции 0,25–0,10 мм (остаток m3 на поддоне)
19
Вычисление содержания масс фракций в грунте (0,05; 0,01; 0,005) мм
Вычисления ведут в табличной форме (табл.10).
Таблица 10
|
Способ диспергации – кипячение с NH4OH |
Поправка на стабилизатор kc = | ||||||||
|
Поправка на нулевое показание Ареометра k0 = |
Масса пробы (с учетом Wг) m0 = г | ||||||||
|
Результаты ареометрического анализа |
Результаты гранулометрического анализа | ||||||||
|
Время замера t1 |
Время отстаивания от начала опыта t |
Отсчет по ареометру (без поправок) (R0 –1)·1000 |
Температура суспензии °С |
Температурная поправка kt |
Отсчет по ареометру (c поправками), Rk=R0+kc+kt+k0 |
Содержание частиц размером <d, %
|
Содержание фракций, мм |
Содержание фракций, % | |
|
|
1 мин |
|
|
|
|
|
>0,05 |
q7= | |
|
|
30 мин |
|
|
|
|
|
>0,01 |
q8= | |
|
|
3 ч |
|
|
|
|
|
>0,005 |
q9= | |
Журнал определения масс фракций грунта > (0,05; 0,01;0,005) мм
Содержание фракции 0,1–0,05 мм
=________%
(11)
Содержание фракции 0,05–0,01 мм
=______________________%
(12)
Содержание фракции 0,01–0,005 мм
=______________________%
(13)
Результаты определения гранулометрического состава грунта вносятся в табл. 11.
Результаты определения содержания фракций крупнее 1,0 мм в табл. 11 переносятся из табл. 6.
Таблица 11
Результаты гранулометрического анализа
|
Содержание фракций (%) размерами, мм |
Сумма | |||||||||
|
гравийной |
песчаной |
пылеватой |
глинистой | |||||||
|
>5 |
5–2 |
2–1 |
1–0,5 |
0,5–0,25 |
0,25–0,10 |
0,10–0,05 |
0,05–0,01 |
0,01–0,005
|
<0,005 |
|
|
q1 |
q2 |
q3 |
q4 |
q5 |
q6 |
q10 |
q11 |
q12 |
q9 |
100
|
20
2. Определение показателей физических свойств грунтов
Физические свойства дисперсных грунтов оцениваются целым рядом показателей, которые называются физическими характеристиками грунта. Некоторые (основные характеристики) являются независимыми. Их значения устанавливаются только в лаборатории или в полевых условиях. Другие (производные характеристики) вычисляются по формулам через значения, полученные опытным путем.
Число основных характеристик соответствует фазности грунта.
Так, для грунтов трехфазных (состоящих из минеральных частиц, воды в жидком состоянии и воздуха) число независимых (основных) характеристик равно трем. К ним относятся: плотность грунта, плотность частиц грунта и его влажность в естественном состоянии. У грунтов двухфазных (насыщенных водой) независимых характеристик две: плотность частиц грунта и влажность.
К производным показателям физических свойств грунтов, определяемым через основные, относятся: коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения, плотность сухого грунта, удельный вес грунта, удельный вес частиц грунта, удельный вес во взвешенном состоянии и некоторые другие показатели.
Физические характеристики грунтов используются на практике при проектировании и строительстве фундаментов зданий и инженерных сооружений.
Так, знание удельного веса грунта необходимо для определения напряжений от собственного веса грунта (природного давления) при расчетах осадок оснований, для определения давления грунтов на ограждающие конструкции. Он используется также в расчетах устойчивости оснований и грунтовых откосов, в определении прочности оснований по теоретическим и эмпирическим формулам и т.п.
Естественная влажность грунта непосредственно используется при оценке способности грунтов к уплотнению в насыпях, при оценке состояния глинистых грунтов, от которой зависят их прочностные свойства грунта.
З
21
Коэффициент водонасыщения служит для оценки степени заполнения пор водой и определения его фазности. Он используется при выборе методов искусственного уплотнения грунтов, оценке их просадочности и т.п.
Плотность сухого грунта является основным показателем, по значению которого оценивается качество возведения различных сооружений из грунта (насыпи, дамбы, искусственные основания и т.п.).
Существует определенная связь между перечисленными выше физическими характеристиками и механическими характеристиками грунта, такими как: модуль деформации, угол внутреннего трения и сцепления. Определив значения физических показателей грунта, можно по таблицам норм установить приближенные значения его механических характеристик.
