МИНИСТЕРСТВО ОБРАЗОВАНИЯ И НАУКИ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«ПЕНЗЕНСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙУНИВЕРСИТЕТ АРХИТЕКТУРЫ И СТРОИТЕЛЬСТВА»

Кафедра «Основания и фундаменты»

Расчетно – графическая работа

по дисциплине «Механика грунтов»

на тему: «Обработка результатов испытаний образцов грунта в лаборатории механики грунтов»

Автор работы: Гнидарев И.В.

Специальность: 270109 Группа ТГВ – 41

Обозначение: 2069059 – 270109 – 081408

Руководитель работы: Кочеткова М.В.

Работа защищена: Оценка:

ПЕНЗА 2011

СОДЕРЖАНИЕ

1.Исходные данные для РГР №1 2

2.Определение W, W_p, W_L 4

3.Определение плотности грунта ρ 6

4.Определение ρ_sс помощью пикнометра 7

5.Определение m_{0, н-к}, m_v, E_{0, н-к} 8

6.Определение φ и C 12

7.Сводная таблица характеристик физико-механических свойств грунта 13

8.Список использованной литературы 14

2. Определение W, W_p, W_l

Влажностью грунта W называется отношение массы воды, содержащейся в

объёме грунта к массе высушенного грунта, выраженное в процентах.

Влажность грунта вычисляется по формуле:

,

где m– масса пустого стаканчика,

m₁ – масса стаканчика с грунтом,

m₀ – масса стаканчика с высушенным грунтом.

ω₁ = *100% = *100% = 17%

ω₂ = *100% = 100% = 19%

За величину влажности образца грунта принимают среднееарифметическое результатов определений:

ω = = 18%

Граница раскатывания W_p– влажность, при которой пастаизготовленнаяиз исследуемого грунта и воды, раскатанная в жгут диаметром 3 мм,начинает распадаться на отдельные кусочки длиной 3-10 мм.

ω_р1 = 100%= 100% = 11%

ω_р2 = 100%= 100% = 13%

За границу раскатывания грунта принимают среднее арифметическое значение результатов параллельных определений влажности:

ω_р = = 12%

Граница текучести wl – влажность пасты, изготовленной из исследуемогогрунта и воды, при которой балансный конeц погружается поддействием собственного весы за 5 секунд на глубину 10 мм.

ω_L1 = 100%= 100% = 29%

ω_L2 = 100%= 100% = 31%

ω_L = = 30%

Разность между пределом текучести W_lи пределом раскатывания W_pназывается числом пластичности I_p. В соответствии с ГОСТ 25-100-95 по числу пластичности определяется тип глинистого грунта. Так как I_p >18% , то исследуемый грунт - супесь.

I_p = ω_L - ω_р

I_p = 30-12 = 18%

Сравнение естественной влажности грунта с влажностью на границе раскатывания и текучести позволяет устанавливать его состояние по показателю текучести I_l.

I_L = = = =0,33

Так как 0,25<I_l<0, 5 – то исследуемый грунт тугопластичная супесь.

3. Определение плотности грунта ρ

Плотность грунта ρ естественной структуры равна отношению массы грунта к объёму:

,

где m– масса грунта до парафинов г,

m₁ – масса с парафиновой оболочкой г,

m₂– масса с парафиновой оболочкой в воде г,

ρ_p– плотность парафина, равная 0,900 г/см³,

ρ_w – плотность воды, равная 1 г/см³.

ρ= = = 1,78 г/см³

ρ= = = 1,72 г/см³

^{Среднее значение плотности равно:}

ρ= = 1,75г/см³

4. Определение ρsс помощью пикнометра

Плотность твёрдых частиц грунта ρ_s равна отношению массы твёрдых частиц к их объёму:

,

где m₀– масса грунта в пикнометре г,

m₂ – масса пикнометра с грунтом и водой г,

m₃ – масса пикнометра с водой г.

ρ_s1 = 1= =2,65 г/см³

ρ_s1 = 1= =2,67 г/см³

За величину ρ_s принимают среднее арифметическое значение:

ρ_s = = 2,66 г/см³

При известных величинах W, ρ_s , ρ вычисляем коэффициент пористости образца грунта в природном состоянии:

,

е_о = *(1+0,01*18)-1 = 0,79

По плотности грунта можем найти удельный вес грунта по формуле:

,

γ = 1,75*9,81 = 17,2 кН/м³

По аналогии удельный вес твёрдых частиц грунта найдётся по формуле:

,

γ = 2,66*9,81 = 26,1 кН/м³

5. Определение m0, н-к, mv, e0, н-к

Изменение коэффициента пористости после уплотнения от каждой ступени нагрузки определяют по формуле:

,

где h₀ – начальная высота образца грунта.

h₀=25 мм

,

h₀=0,00

∆h₂=0.11-0.00=0.11 мм ∆h₃=0.27-0.01=0.26 мм ∆h₄=0.39-0.01=0.38 мм ∆h₅=0.49-0.02=0.47 мм

Зная деформацию образца грунта, найдём изменение коэффициента пористости после уплотнения от каждой степени нагрузки

∆е₁= = 0,00 ∆е₂= = 0,01

∆е₃= = 0,019 ∆е₄= = 0,026 ∆е₅= = 0,03

Коэффициент пористости, соответствующий каждой ступени давления, вычисляется по формуле:

,

е₁=0.00

е₂=0.58-0.01=0.57 е₃=0. 58-0.019=0.56 е₄=0. 58-0.026=0.554 е₅=0. 58-0.03=0.55

График зависимости е=f()

Компрессией называется сжатие образца грунта без возможности бокового расширения. График зависимости e = f(p) называется компрессионной кривой. Для количественной оценки деформационных свойств грунтов по компрессионной кривой определяют коэффициент m₀ , называемый коэффициентом сжимаемости (см. рис. 1).

,

m_0,н-к = = = 0,2 МПа m_0,н-к = = = 0,06 МПа

m_0,н-к = = = 0,04 МПа

В ряде случаев удобно пользоваться параметром, называемым коэффициентом относительной сжимаемости:

,

m_v = = 0,13 МПа m_v = = 0,04 МПа m_v = = 0,02 МПа

В качестве деформационной характеристики грунта часто используют модуль общей деформации E₀.

,

где β – коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения:

.

Для глинистых грунтов ν = 0,42.

β = 1 - = 0,25

Определение полевого модуля деформации осуществляется по формуле:

,

_Е0,н-к = = 2,03 МПА Е_0,н-к = = 6,8 МПА Е_0,н-к = = 10,15 МПА

m_e = 4,5 – *(0,58-0,55) = 5

Е_n= 5.0* 2,03 = 10,15 МПа Е_n= 5.0* 6,8 = 34 МПа Е_n= 5.0*10,15= 50,75 МПа

Состояние грунта по водонасыщенности устанавливается в зависимости от степени влажности, которая равна отношению естественной влажности грунта к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой, т.е. полной влажности:

S_r= = S_r1= = 0,229 S_r2= = 0,233 S_r3= = 0,238 S_r4= = 0,239 S_r5= = 0,242

Так как, 0,5< S_r<0,8 – то грунт маловлажный

Отношение объёма пор в образце к объёму самого образца обозначается nи называется пористостью грунта:

n = *100% = n₁ = *100% = 36,75% n₂ = *100% = 36,34% n₃ = *100% = 35,83% n₄ = *100% = 35,72%

n₅ = *100% = 35,42%