Результати визначення водно-фізичних властивостей ґрунтів

Назва ґрунту	Маса кільця m, г	Маса кільця з ґрунтом m1, г	Щільність ґрунту , г/см3	№ бюкса	Маса порожнього бюкса m2, г	Маса бюкса з вологим ґрунтом m3, г	Маса бюкса з сухим ґрунтом m4, г	Вологість ґрунту %	Щільність часток ґрунту ρs, г/см3	Коефіцієнт пористості e0
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11

З а в д а н н я: В результатi виконаної роботи потрiбно визначити щільність та вологість таких найбiльш поширених інженерних ґрунтів, як пісок, лес, глина.

Піддослідні моноліти ґрунтів з визначеним коефіцієнтом пористості поміщають у ексикатори на зберігання для подальшого використання в лабораторній роботі №5.

Лабораторна робота № 5 на тему: ”Визначення стисливості дисперсних ґрунтів у компресійному приладі”

Загальне ознайомлення з поняттями, що характеризують стисливість ґрунтів здійснюється вивченням підрозділа 4.1. підручника.

Основні показники, які характеризують стисливість ґрунтів і які найчастіше використовуються для визначення їх деформацій, є коефіцієнт стисливості ґрунту m₀, модуль деформації Е і структурна міцність ґрунту на стиск Р_str. Ці показники визначають лабораторними або польовими методами. В лабораторних умовах їх визначають за результатами випробувань зразків ґрунту в компресійних приладах в умовах одноосьового статичного ступеневого навантаження без можливості поперечного розширення.

Д а н о: моноліт ґрунту з визначеним в лабораторній роботі №4 коефіціентом пористості, компресійний прилад (одометр), ніж з прямим лезом, вага, ексикатор, паперові фільтри, індикатори, годинник.

Для випробувань використовують зразки ґрунту непорушеної будови та природної вологості, або зразки порушеної будови з заданими значеннями щільності і вологості.

Зразок, як правило, повинен мати форму циліндра діаметром не менше 7,1 см і відношенням висоти до діаметра 1:3,5.

Кільця компресійного приладу (одометра) мають розміри: діаметр ‒ 8,74 см; площу ‒ 60 см², висоту ‒ 2,5 см.

Виконання дослідів проводиться на тарованому компресійному приладі.

Х і д р о б о т и:.

1. Вирізують з моноліту ґрунтовідбірним кільцем ґрунт непорушеної структури і природної вологості або готують зразок порушеної будови із заданими значеннями щільності і вологості.

2. Кільце з ґрунтом накривають з відкритих торців паперовими фільтрами і встановлюють на перфорований металевий диск різальним краєм вгору.

3. Закріплюють ґрунтовідбірне кільце (7) направляючим кільцем і встановлюють на ґрунт штамп (5) (див. рис. 4.8).

4. Всю систему одометра розміщують на станині (6) компресійного приладу.

5. Для вимірювання деформацій зразка ґрунту встановлюють два індикатори (4). Стрілки індикаторів виводять в положення 0.00.

6. Вертикальний тиск Р на зразок ґрунту передають ступенями за допомогою важеля (3), рами (6) і штампа (5) (див. рис. 4.8). Кожний ступінь тиску витримують до повної стабілізації деформації, коли величина стиснення (деформації ґрунту) не перевищує 0,01 мм за 16 годин, глинистих ґрунтів, 4 години для пилуватих і дрібних пісків, та 2 години ‒ для органо-мінеральних і органічних ґрунтів.

За умов відсутності поперечного розширення ґрунту і збільшенні вертикального тиску стисливість ґрунту буде характеризуватись зміненням коефіцієнта пористості е. Початкові ступені навантаження під час визначення стисливості пилуватих і дрібних пісків слід вибирати залежно від їхнього коефіцієнта пористості за таблицею 8.8.

Т а б л и ц я 8. 8.

Початкові ступені навантаження

Коефіцієнт пористості, е	е ≥ 0,75	0,75 > е > 0,6	е ≤ 0,6
Перші ступені тиску, Р, МПа	0,0125	0,025	0,05

Ступені тиску під час випробування пісків повинні бути рівними 0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа і далі з інтервалом 0,1 МПа до необхідного значення тиску.

При випробуванні глинистих ґрунтів, в тому числі органо-мінеральних, для визначення їхньої структурної міцності на стиск Р_str, першу і наступну ступені тиску приймають рівними 0,0025 МПа до початку стиску зразка ґрунту. За початок стиску слід вважати відносну вертикальну деформацію зразка ґрунту ε > 0,005.

При подальшому навантажуванні за черговий ступінь тиску приймають найближче більше значення тиску (0,0125; 0,025; 0,05; 0,1 МПа і далі з інтервалом 0,1 МПа до кінцевого).

7. Після докладання кожного ступеня тиску покази індикаторів слід фіксувати через 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; 20; 30; 60 хвилин і далі через кожну годину до досягнення умовної стабілізації деформації зразка.

Під час навчальних занять за браком часу дозволяється прийняти скорочені терміни умовної стабілізації до 3-5 хв., а ступені тиску на ґрунт Р прийняти 0,05; 0,10; 0,20 і 0,40 МПа. Для цього на підтримувач важіля 3 встановлюються гирі загальною масою

, кг (8.5)

де р ‒ тиск в МПа;

А ‒ площа зразка (60 см²);

m ‒ маса тягової рами приладу (2,3 кг); п ‒ кратність збільшення навантаження важелем (n = 10); 10 ‒ перевідний коефіцієнт.

Наприклад, щоб отримати тиск на ґрунт Р = 0,05МПа на підтримувач треба покласти гирю масою

кг. (8.6)

8. Довівши тиск до максирисьного (в нашому випадку до 0,4 МПа), починають зменшувати його, розвантажуючи зразок тими ж ступенями, якими відбувалось завантаження.

При розвантажуванні останній ступінь повинен відповідати тиску, який створюється тільки вагою штампа і змонтованого на ньому вимірювального обладнання.

9. Значення тиску Р і відповідні покази індикаторів, зафіксовані після настання умовної стабілізації, записують в таблицю 8.9 Туди ж записують з тарувальної таблиці величину деформації приладу δ, що відповідає даному тиску.

З а в д а н н я: в результатi виконаної роботи потрiбно визначити величину абсолютної деформації зразка ґрунту, коефіцієнт пористості ґрунту для кожного ступеня навантаження, побудувати компресійну і декомпресійну криві, вирахувати коефіцієнт стисливості ґрунту і компресійний модуль деформації10. За результатами випробувань ґрунту в компресійному приладі на основі записів в графах 1- 6 таблиці 8.9 визначають:

а) величину абсолютної деформації зразка ґрунту для кожного ступеня навантаження ∆h_і = ∆ħ – δ_і;

б) коефіцієнт пористості ґрунту для кожного ступеня навантаження за формулою

, (8.7)

де е₀ – коефіцієнт пористості зразка ґрунту до початку випробувань (табл. 8.7);

h – початкова висота зразка ґрунту (h = 25 мм);

∆h_і – деформація зразка ґрунту для кожного ступеня навантаження.

Т а б л и ц я 8. 9.