2.5. Выбор метода полевых исследований свойств горных пород
Задание № 5
Дано: наименование показателей, характеризующих свойства и состояние песчаных и глинистых пород- влажность, плотность, консистенция и плотность сложения; химический, минеральный и зерновой составы; временное сопротивление одноосному сжатию, сдвигающее усилие, сцепление и угол внутреннего трения; модуль деформации, абсолютная и относительная просадочность, давление набухания, расчетное давление на основание и несущая способность свай; коэффициенты выветрелости и фильтрации.
Требуется выделить те показатели, которые можно определить полевым методом, указанным в варианте.
Вариант |
Методы полевых исследований |
Гост |
1 |
Статическое зондирование |
20069-81 |
2 |
Динамическое зондирование |
19912-81 |
3 |
Испытание грунтов штампом |
20276-85 |
4 |
Испытания прессиометром |
20276-81 |
5 |
Испытания на срез целиков грунта |
23741-79 |
6 |
Испытание эталонной сваей |
24942-81 |
7 |
Испытание свай в грунте |
5686-78 |
8 |
Опытное замачивание грунтов |
20276-85 |
9 |
Опытная откачка из скважины |
23278-78 |
10 |
Вращательный срез |
21719-80 |
11 |
Поступательный срез |
21719-80 |
Пример ответа. С помощью статического зондирования дается предварительная оценка следующих свойств песчано-глинистых грунтов: нормативные угол внутреннего трения и модуль деформации, расчетное давление на основание, несущая способность свай для глинистых и плотность сложения для песчаных грунтов.
2.6. Обработка результатов лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород
Задание № 6
По приведенным ниже результатам ситового анализа несвязанных пород построить интегральную кривую зернового состава, определить степень неоднородности и дать наименование пород
Зерновой состав частиц % по массе |
Вариант |
|||||||||
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
|
Более 200мм |
4 |
2 |
62 |
4 |
53 |
- |
3 |
- |
- |
1 |
200-100 -//- |
- |
4 |
17 |
4 |
33 |
2 |
3 |
6 |
6 |
3 |
100-60 -//- |
- |
2 |
3 |
6 |
4 |
1 |
1 |
- |
- |
2 |
60-40 -//- |
5 |
3 |
1 |
5 |
2 |
2 |
4 |
5 |
15 |
40 |
40-20 -// |
9 |
6 |
3 |
11 |
- |
8 |
- |
10 |
- |
4 |
20-10 -//- |
28 |
14 |
2 |
43 |
- |
8 |
20 |
5 |
- |
10 |
10-5 -//- |
33 |
28 |
3 |
19 |
- |
27 |
30 |
35 |
40 |
20 |
5-2 -//- |
15 |
17 |
3 |
4 |
3 |
41 |
15 |
20 |
30 |
10 |
менее 2 -//- |
6 |
24 |
6 |
4 |
5 |
11 |
24 |
19 |
9 |
10 |
Степень окатанности Частиц |
ОК |
Н |
ОК |
Н |
Н |
ОК |
|
|
|
|
Примечание: ОК-окатанные; Н- неокатанные. |
||||||||||
Решение варианта 1. Для определения названия породы по зерновому (гранулометрическому) составу последовательно определяют суммарное содержание частиц (%), начиная от наиболее крупных фракций, и сравнивают его с табличными значениями (ГОСТ 25100-82): крупнее 200 м -4%, или менее 50 % -значит порода не валунная; крупнее 10 мм-(4+5+9+28)= 46% или менее 50%; значит порода не галечниковая; крупнее 2 мм - (46+33+15)=94% или более 50%, следовательно порода гравийная (с учетом преобладания окатанных частиц). Для построения интегральной кривой гранулометрического состава вычисляют суммарное содержание частиц (%), начиная от самых мелких и результаты сводят в таблицу
Диаметры частиц, мм |
<2 |
<5 |
<10 |
<20 |
<40 |
<60 |
<100 |
<200 |
Суммарное содержание частиц А,% |
6 |
21 |
54 |
82 |
91 |
96 |
96 |
96 |
По этим данным строят кривую (рис. 7 а), откладывая по оси абсцисс диаметры частиц, а по оси ординат суммарное содержание частиц (%) менее данного диаметра. С целью сокращения горизонтального размера графика, особенно при наличии в породе частиц, отличающихся по размеру на несколько порядков, по оси абсцисс откладывают не диаметры, а их логарифмы (рис. 7 б). Эффективные диаметры d10 и d60 находят графически, проводя горизонтальные прямые через точки на оси ординат, соответствующие 10 и 60% суммарного содержания частиц, до пересечения с интегральной кривой, и опускают перпендикуляр из точек пересечения на ось абсцисс (рис. 76). По графику определяют: d10«3,3 мм; d60«11,5 мм и вычисляют степень неоднородности Сн=d60/d10=1 1,5/3,3=3,5. Следовательно, порода крупнообломочная, гравийная, неоднородная.
Задание № 7
В лабораторных условиях определены: плотность частиц грунта ум , естественная влажность W, плотность грунта , максимальная молекулярная влагоемкость Wм, влажность на границе текучести W , влажность на границе раскатывания W . Требуется вычислить указанные ниже показатели.
Ва ри ан т |
Рм, г/см3 |
Р, г/см3 |
W |
Wм |
WL |
W |
Вычислить |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
1
|
2,75 |
2,03 |
0,24 |
0,16 |
0,40 |
0,20 |
Коэффициент пористости, полную влагоемкость, консистенцию. |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
2 |
2,69 |
1,89 |
0,21 |
0,15 |
0,31 |
0,22 |
Пористость, недостаток насыщения, число пластичности. |
3 |
2,67 |
1,83 |
0,11 |
0,08 |
0,20 |
0,15 |
Полную влагоемкость, консистенцию, плотность сухого грунта, пористость, степень влажности. |
4
|
2,72
|
1,94
|
0,30
|
0,21
|
0,37
|
0,29
|
Недостаток насыщения полную влагоемкость, коэффициент пористости, пластичность. |
5
|
2,80
|
2,11
|
0,40
|
0,29
|
0,30
|
0,21
|
Объемную влажность, плотность сухого грунта, коэффициент пористости, консистенции, степень влажности. |
6
|
2,80
|
2,15
|
0,35
|
0,27
|
0,30
|
0,27
|
Степень влажности, коэффициент водоотдачи, пористость, число пластичности. |
7 |
2,65 |
1,91 |
0,27 |
0,17 |
0,21 |
0,12 |
Плотность сухого грунта, коэффициент водоотдачи, консистенцию |
8
|
2,79
|
2,01
|
0,41
|
0,29
|
0,35
|
0,26
|
Полную влажность, коэффициент пористости, недостаток насыщения, степень влажности. |
9
|
2,68
|
2,10
|
0,29
|
0,14
|
0,28
|
0,19
|
Объемную влажность, плотность сухого грунта, пористость, консистенцию, относительную влажность. |
Порядок работы. Показатели физико-механических свойств грунтов вычисляют по формулам (табл. 2).
Таблица 2
Физические величины и классификационные показатели грунтов
№ |
Характеристика |
Определение характеристики |
Обозначение, формула |
1 |
2 |
3 |
4 |
1 |
Плотность частиц грунта, г/см3 |
Отношение массы сухого грунта к объему его твердой части |
Рм |
2 |
Плотность грунта, г/см |
Отношение массы грунта (включая массу воды в его порах) к занимаемой этим грунтом объему. |
р |
3 |
Влажность |
Отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе сухого грунта. |
W |
4 |
Плотность сухого грунта, г/см3 |
Отношение массы сухого грунта к объему занимаемому этим грунтом (включая объем пор) |
|
5 |
Пористость |
Отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры |
|
6 |
Коэффициент пористости |
Отношение объема пор к объему твердой части скелета грунта
|
|
7 |
Относительная влажность (степень влажности) |
Отношение объема воды к объему пор грунта - степень заполнения пор водой в -плотность воды, г/см3
|
|
8 |
Полная влагоемкость
|
Влажность грунта, соответствующая полному заполнению пор водой
|
|
9 |
Естественная влажность |
Влажность грунта в природном состоянии |
W |
10 |
Максимальная молекулярная влагоемкость |
Влажность грунта при максимальной толщине пленок связанной воды |
Wм |
11 |
Объемная влажность |
Отношение объема воды, содержащейся в грунте, к общему объему грунта |
W0=Wck |
12 |
Коэффициент водоотдачи |
Разность между полной влагоемкостью и максимальной молекулярной |
=Wn-Wм=ев-Wм |
13 |
Недостаток насыщения |
Отношение объема пор, не заполненных водой, к общему объему грунта |
н=м(Wn-W) |
14 |
Граница текучести |
Влажность, при которой связный грунт переходит из пластичного состояния в текучее и наоборот |
WТ |
15 |
Граница раскатывания |
Влажность, при которой связный грунт переходит из твердого состояния в пластичное и наоборот |
Wp |
16 |
Число пластичности |
Разность влажностей на границах текучести и пластичности |
In=WT-Wp |
|
Консистенция |
Показатель состояния грунта нарушенной структуры |
|
