Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Скачать 1.6 Mb.

Название	Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»
страница	3/14
Тип	Руководство

rykovodstvo.ru > Руководство ремонт > Руководство

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

;
где, g₁- масса стаканчика с крышкой и грунтом высушивания, г

g₂- тоже, после высушивания до постоянной массы, г

g_о- масса стаканчика с крышкой без грунта, г

Погрешность вычисления должна быть в пределах 0,01.

Для каждого образца грунта следует произвести не менее двух параллельных определений влажности. При расхождении результатов более чем на 10% количество определений необходимо увеличить до трех и более.

Влажность образцов грунта следует вычислить как среднее арифметическое результатов параллельных определений.

Данные анализа и вычислений заносятся в журнал (Табл. 5).

Таблица 5

Журнал определения влажности весовым способом

№ весового стаканчика	Масса весового стаканчика g_о, г	Масса весового стаканчика с влажн. грунтом g_1,_I,г	Масса весового стаканчика с высушенным грунтом g₂, г				Влажность грунта
			I, g^I₂	II, g^II₂	III, g^III₂	IV, g^IV₂

Определение влажности грунта пикнометрическим способом.

Необходимое оборудование:
Пикнометр;

Весы лабораторные по ГОСТ 19491-74 с гирями по ГОСТ 7328-82;

Песчаная баня;

Щипцы.
Ход определений.

Отобрать пробу анализируемого грунта массой не менее 15 г и поместить ее в предварительно хорошо высушенный и взвешенный пикнометр

(с массой g_о).

Взвесить пикнометр с грунтом (g₁).
В пикнометр с грунтом налить дистиллированной воды примерно до половины его объема кипятить на песчаной бане для удаления воздуха из грунта. Время кипения принимается от начала кипения воды до глинистых грунтов в течении 1 часа и для песчаных грунтов в течении 30 мин.
Пикнометр с содержимым остудить до первоначальной температуры воды, довести уровень жидкости до мерной черты и определить массу пикнометра с водой и грунтом (С).

Рис.4 Схема определения влажного грунта пикнометрическим способом.

1- пикнометр; 2- риска; 3- мениск; 4- дистиллированная вода.

Содержимое пикнометра вылить, пикнометр тщательно промыть, налить чистой дистиллированной воды до мерной черты и взвесить (А).
Все взвешивания надлежит производить на лабораторных весах с точностью до ± 0,01 г.
Вычислить влажность образца W.

Обозначим:

В= g₁ – g_о – масса влажного грунта, г;

А – масса пикнометра с чистой водой , г;

С – масса пикнометра с водой и грунтом, г;

Х – масса воды в грунте, г;

В-Х – масса сухого грунта, г;

V – объем твердых частиц грунта, равный объему

вытесненной воды, см³;

ρ_S – плотность частиц грунта, г/см³;

Среднее значение плотности частиц для различных видов грунта можно определить по табл. 6.

Таблица 6

Ориентировочные значения плотности минеральных частиц песчаных и глинистых грунтов, не содержащих водорастворимых солей и

растительных остатков.

Вид грунтов	Среднее значение плотности ρ_S, г/см³
Пески Супеси Суглинки Глины	2,66 2,70 2,71 2,74

Составим два уравнения для определения объема твердых минеральных частиц грунта.

Решая эти уравнения найдем массу воды в грунте:

откуда,

.

Погрешность вычислений должна быть в пределах 0,001.

Для каждого образца грунта следует произвести не менее двух параллельных определений влажности. При расхождении результатов более 10% количество определений необходимо увеличить до трех и более.

Влажность образцов грунта следует вычислять как среднее арифметическое результатов параллельных определений.

Данные анализа и вычислений заносят в журнал (Табл. 7).

Таблица 7

Журнал определения влажности пикнометрическим способом.

№ пикно-метра	Масса пикно-метра, г	Масса пикно-метра с грун- том, г	Масса пикно-метра с грунтом и водой, г	Масса пикно-метра с чистой водой, г	Плот- ность частиц грунта , г/см³	Масса влаж-ного грунта, г	Масса воды в грун- те	Влаж- ность грунта
	g_о	g₁	С	А	ρ_S	В	Х	W

Вопросы для самопроверки.

В каком состоянии может находиться вода в грунте?
Какая вода, находящаяся в порах грунта, называется свободной?
Что понимают под максимальной гигроскопической влажностью грунта?
Что понимают под максимальной молекулярной влагоемкостью?
Что называется весовой влажностью грунта?

Что называется объемной влажностью грунта?

Как влияет увеличение влажности грунта на его строительные свойства?
Как определяется весовая влажность?
В чем заключается методика высушивания грунта до постоянного веса в процессе определения влажности?
В чем заключается сущность методики определения влажности грунта в пикнометрах? В чем состоят преимущества и недостатки этого способа?

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Определение границ текучести и раскатывания

глинистого грунта.
При изменении влажности глинистых грунтов изменяется их состав и свойства, что особенно важно для оценки строительных свойств оснований. Частицы грунта обладают поверхностной энергией, что объясняется наличием свободных ненасыщенных валентностей у поверхностного слоя ионов, образующих кристаллическую решетку минералов частицы. Чем меньше частицы, тем больше удельная поверхность их и следовательно, больше поверхностная энергия. В наибольшей степени поверхностные явления сказываются в глинистых грунтах, частицы которых характеризуются сложной формой, малыми размерами ( менее 0,005 мм) и огромной удельной поверхностью. Например, частицы глинистого минерала коалита имеют удельную поверхность 10 м²/г, а монтмориллонита – 800 м²/г. Глинистые частицы находятся в водной дисперсной среде, в которой содержатся ионы различных растворенных веществ. Попадая в поле действия электрического потенциала глинистой частицы или катиона, молекулы воды, представляющие собой диполи, заряженные положительно на одном конце и отрицательно на другом, притягиваются к поверхности частицы или катиона: происходит так называемая гидратация частиц и катионов. Непосредственно у поверхности минеральной частицы диполи воды притягиваются настолько сильно, что вода приобретает свойства твердого тела. Этот слой состоит из нескольких рядов молекул и носит название прочно связанной воды. Перемещение прочно связанной воды возможно только после перехода в парообразное состояние.

За слоем прочно связанной воды следует второй слой, в котором вода находится в так называемом рыхлосвязанном состоянии. Рыхлосвязанная вода удерживается силами электрического поля частицы, но уже значительно меньше, чем в первом слое, и быстро убывающими по мере удаления от ее поверхности. Перемещение такой воды возможно под действием внешнего давления иногда до нескольких десятков МПа.

Наконец, молекулы воды, находящиеся вне сферы действия электромолекулярных сил взаимодействия с поверхностью минеральных частиц, будут образовывать свободную - гравитационную воду, движение которой может происходить под действием силы тяжести.

В зависимости от количества и качества воды содержащейся вокруг минеральных частиц глинистый грунт может находиться в твердом, пластичном и текучем состоянии. При высокой влажности, когда в порах, кроме связной, находится достаточно большое количество свободной воды и плотность грунта невелика, поведение его сходно с поведением вязкой жидкости. Такое состояние грунта характеризуется как текучее. Такое состояние и соответственно увеличение плотности грунт постепенно переходит в пластичное состояние, а затем и в твердое состояние.

Под пластичностью грунтов понимается их способность изменять свою форму (например, форму образца) без разрыва сплошности в результате внешних воздействий и сохранять полученную при деформировании новую форму после прекращения внешних воздействий.

Пластичное состояние глинистых грунтов возникает уже при наличие рыхлосвязанной и некоторого количества свободной воды. В твердом состоянии глинистый грунт содержит в основном прочносвязанную воду и часть рыхлосвязанной воды.

Состояние глинистого грунта (твердое, пластичное, текучее), отражающее степень подвижности его частиц при механических воздействиях и в зависимости от влажности, получило наименование консистенции.

При увлажнении твердого глинистого грунта твердая консистенция переходит в пластичную, а пластичная далее в текучую.

Таким образом, пластичные свойства грунтов тесно связаны с влажностью и изменяются в зависимости от количества и качества находящейся в грунте воды. Переход глинистой породы из одной формы консистенции в другую совершается при определенных значениях влажности, которые получили название характерных влажностей или пределов.

В инженерной практике наибольшее распространение получили верхний и нижний пределы пластичности.

Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее, называется верхним пределом пластичности, или границей текучести (W_L).

Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояния в твердое, называется нижним пределом пластичности, или границей раскатывания (W_р).

Разность между значениями влажности, отвечающими верхнему и нижнему пределам пластичности, называется числом пластичности (J_р)

J_р = W_L- W_р

Число пластичности широко используется в инженерной практике при классификации глинистых грунтов. Многочисленными опытами было установлено, что между числом пластичности и гранулометрическим составом глинистых грунтов существует определенная взаимосвязь: при увеличении содержания глинистых частиц число пластичности возрастает, и наоборот, с уменьшением количества глинистых частиц число пластичности убывает.

Необходимо подчеркнуть, что предел и число пластичности косвенно указывает на минералогический состав, форму и степень дисперсности частиц.

Принятая в Советском Союзе классификация глинистых грунтов по числу пластичности приведена в табл. 8.

Таблица 8

Виды глинистых грунтов	Число пластичности
Супесь Суглинок Глина	0,01≤ J_р≤ 0,07 0,07< J_р≤ 0,17 J_р> 0,17

Консистенция глинистых грунтов в зависимости от их плотности и влажности характеризуется показателем консистенции J_L, который определяется по формуле

,

где W- влажность грунта природного залегания.

Глинистые грунты различаются по показателю консистенции табл. 9.

Таблица 9

Наименование глинистых грунтов по показателю консистенции	Показатель консистенции J_L
Супеси: твердые пластичные текучие Суглинки и глины: твердые полутвердые тугопластичные мягкопластичные текучепластичные текучие	J_L<0 0≤ J_L≤ 1 J_L>1 J_L<0 0≤ J_L≤ 0,25 0,25< J_L≤ 0,50 0,50L≤ 0,75 0,75< J_L≤ 1 J_L>1

По показателю консистенции может производиться предварительное, а в некоторых случаях и окончательное назначение прочностных и деформационных характеристик грунта.

Для определения пределов пластичности предложено много методов, из которых наибольшее распространение получил метод балансирного конуса для определения границ текучести и метод раскатывания для определения нижнего предела пластичности глинистых грунтов.
Определение границ текучести- верхнего предела

пластичности методом балансирного конуса

(по ГОСТ 5183-77)
Оборудование и материалы необходимы для испытаний границы текучести грунтов:

- Балансирный конус;

- Ступка фарфоровая;

- Пестик с резиновым наконечником;

- Чашка фарфоровая;

- Шпатель;

- Сито с отверстиями;

- Сосуд стеклянный с крышкой;

- Чаша металлическая цилиндрической формы диаметром 40 мм и высотой не менее 20 мм с плоским дном;

- Стаканчик алюминиевый с крышкой;

- Шкаф сушильный;

- Весы лабораторные с гирями;

- Нож;

- Вазелин технический.

Описание прибора.
Балансирный конус (см. рис. 5) должен состоять из следующих частей:

а) Конус 1 из нержавеющей стали, полированный, с углом при вершине 30^о, высотой 25 мм, с круговой риской 2 на расстоянии 10 мм от вершины, с ручкой 3, закрепленной в основании;

б) Балансирное устройство, состоящее из двух металлических грузов стального прута 5, согнутого в полуокружность и закрепленного в основании конуса.

Общая масса конуса должна быть 76 ± 0,2 г.

При работе конус опускается на поверхность грунтовой пасты 6, помещенной в металлическую чашу 7 на подставку 8.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

Похожие:

	Методические указания по выполнению лабораторных работ по междисциплинарному курсу мдк02. 01 ПМ02. Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования		Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по курсу моделирование... Рассчитать коэффициенты передаточной функции управляемого объекта по заданным исходным данным
	Методические указания по выполнению лабораторных работ Издательство Инженерная геодезия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители: Шешукова Л. В., Тютина Н. М., Клевцов Е....		Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная...
	Методические указания к выполнению kjrcobou и дипломной работ по курсу Методические указания к выполнению курсовой и дипломной работ по курсу «Экономика и организация производства на предприятия приборостроения»:...		Стандартное задание 7 Расширенное задание 8 Рекомендации по выполнению... Данное методическое пособие представляет собой руководство по установке и настройке необходимого программного обеспечения и выполнению...
	Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ		Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит...
	Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпот. 001 Рбэ (901) Руководство предназначено для использования при подготовке к проведению лабораторных работ в высших и средних профессиональных образовательных...		Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических... Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ для студентов 2-го курса
	Сборник методических указаний для студентов по выполнению лабораторных работ дисциплина «химия» Методические указания для выполнения лабораторных работ являются частью основной профессиональной образовательной программы Государственного...		Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Изыскания и основы проектирования, автомобильных дорог. Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы...
	Библиография по технической мелиорации грунтов. Часть III. Глубинная... Завершают третью часть обзора публикации по различным методам контроля инъекционного закрепления грунтов		Руководство по проектно-конструкторским работам: Стабилизация слабых грунтов ct97-0351 Разработка и реализация методов стабилизации слабых грунтов органического происхождения
	Учебное пособие по выполнению лабораторных работ разработано в соответствии... Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства: учебное пособие по выполнению лабораторных работ / И. П. Машкарева,...		Коновалов В. М. К64 Пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине... К64 Пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине «Прикладное программное обеспечение». Выпуск М.: Мгту га, 2002 г. 36 с

Руководство, инструкция по применению

rykovodstvo.ru