Полевые методы исследований свойств грунтов

Под полевыми геокриологическими исследованиями пони­мается комплекс работ, которые производят с целью всестороннего изучения природных криогенных процессов, сезонномерзлых почв (грунтов) и толщ многолетнемерзлых горных пород, а также сопутствующих им образований.

Полевые исследования грунтов следует проводить при изучении массивов мерзлых грунтов с целью:

· оценки пространственной изменчивости свойств мерзлых грунтов;

· расчленения геологического разреза;

· определения физических, деформационных и прочностных свойств мерзлых, протаивающих, промерзающих грунтов и льдов в условиях естественного залегания;

· определения температуры мерзлых грунтов, глубин сезонного промерзания и оттаивания;

· оценки возможности погружения свай в мерзлые грунты и несущей способности свай.

Метод Г.П. Мазурова

На практике используется такой метод определения основных физических характеристик мерзлых грунтов, как метод Г.П. Мазурова

Метод разработан для определения основных физических характеристик мерзлых грунтов, кроме сыпучемерзлых, однако, его можно использовать для определения плотности и влажности талых грунтов, обладающих связностью и медленно размокающих, например, для различных суглинистых грунтов. Объем грунта устанавливается по объему вытесненной им воды, а льдистость - по изменению объема системы «скелет- вода» после растаивания в грунте льда.

Прибор для выполнения опыта (рис 1) представляет собой сосуд вместимостью от 3 до 10 л, снабженный сливным устройством (шлангом с зажимом). Для опыта необходимы также весы чашечные или автоматические циферблатные от 5 до 10 кг.

Рис 1 1. - корпус прибора; 2. - крышка; 3. - сливная трубка; 4. - уровень жидкости; 5. - образец мерзлого грунта.

 

Весы устанавливают на горизонтальную плоскость (стол, помост). На чашку (площадку) весов помещают сосуд при закрытом зажиме на сливном шланге. В сосуд наливают воду выше сливного отверстия. Избыток воды сливается через шланг, затем зажим закрывают, и сосуд с водой взвешивают, определяют массу сосуда с водой g₀.

Все последующие операции (долив и слив воды, погружение грунта в сосуд и взвешивание грунта с водой) производят, не сдвигая и не снимая сосуда с весов до конца опыта.

В сосуд с водой при закрытом зажиме помешают образец (глыбу, часть керна или несколько кусков) мерзлого или талого медленно разминаемого грунта массой более 1 кг и быстро взвешивают, получают массу сосуда с водой и грунтом-монолитом g₁.

Сразу же после взвешивания открывают зажим, сливают избыток воды выше сливного устройства, зажим закрывают, а сосуд c водой и грунтом снова взвешивают, получают массу сосуда с грунтом-монолитом после слива воды g₂. Грунт в сосуде с водой оттаивает; для ускорения оттаивания образец грунта рекомендуется раздробить с помощью металлического стержня, ножа и т.д.

После оттаивания и размокания грунта уровень воды в сосуде опустится ниже сливного отверстия, поэтому следует долить воды несколько выше сливного отверстия, избыток ее слить через шланг, а сосуд с водой и размокшим грунтом взвесить, получим массу сосуда с водой и размокшим грунтом g₃.

Расчет физических характеристик производят так:

Масса образца грунта-монолита: g₄ = g₁ - g₀.

Объем грунта-монолита: V_м = (g₁ - g₂)/r_w.

Плотность грунта (г/см³) - отношение массы грунта к его объему:

r = (g₁ - g₀)r_w/(g₁ - g₂).

При температуре грунта ниже -5 °С на образце грунта может образоваться корка льда. Для учета ее следует взвесить образец после его извлечения из сосуда (перед оттаиванием) - g₅.

Количество образовавшегося льда g₆ находят по разности g₆= g₅- g₄.

Плотность грунта с поправкой на корку льда составит:

Плотность сухого грунта: r_d = (g₃ - g₀)r_s/(r_s - 1).

Величина плотности частиц принимается: для песков 2, 66; супесей 2, 70; суглинков 2, 71; глин 2, 74 г/см³.

Суммарная влажность - отношение массы воды к массе сухого грунта: w_tot = [(g₁ - g₀)(r_s - 1)]/(g₃ - g₀)r_s.

Объем льда: V_i = 12, 5(g₃ - g₂) = (g₃ - g₂)/(r_w - r_i)

Льдистость объемная - отношение объема льда к объему грунта-монолита: i_i = [12, 5(g₃ - g₂)r_w]/(g₁ - g₂)

Масса льда: g_i = 11, 5(g₃ - g₂).

Масса льда с поправкой на мерзлую корку g_i¢ составит: g_i¢ = g_i - g₆.

Льдистость весовая - отношение массы льда к массе скелета грунта

Льдистость относительная - отношение весовой льдистостик суммарной влажности: i_i-2 = i_i-1/w_tot

Количество незамерзшей воды в грунте: w_w = w_tot - i_i-2

Мерзлые песчаные грунты в воде иногда размокают. В этом случае перед определением плотности мерзлого грунта образец парафинируют, а его объем определяют методом гидростатического взвешивания

Метод полевого определения удельных касательных сил морозного пучения

Удельную касательную силу морозного пучения определяют как отношение измеренной при испытаниях на специальных установках максимальной касательной силы морозного пучения, действующей на образец фундамента, к его боковой поверхности, находящейся в промерзающем грунте.

Удельную касательную силу морозного пучения определяют в целях:

· назначения глубины заложения и выбора типа фундаментов зданий и сооружений;

· разработки мероприятий, уменьшающих силы и деформации морозного пучения и исключающих возможность появления недопустимых деформаций оснований и фундаментов.

Максимальные касательные силы морозного пучения определяют не менее чем для двух одинаковых образцов фундамента на испытательных установках, расположенных на площадках, очищенных в течение всего периода испытаний от растительного покрова и снега на расстоянии (в радиусе) не менее 2 м от боковой поверхности образца фундамента.

За максимальную касательную силу морозного пучения принимают наибольшее значение, полученное в результате испытаний образцов фундамента.

Места расположения испытательных установок с учетом факторов, влияющих на процессы морозного пучения грунта (положение уровня подземных вод, наличие обводненных участков и т.д.), и размещения существующих и проектируемых зданий и сооружений.

В состав установки для определения удельных значений касательных сил морозного пучения должны входить:

· образец фундамента:

· анкерное устройство (с центральным анкером, с анкерными сваями);

· силоизмерительное устройство (шариковый индикатор, тензометрический динамометр с записывающим устройством и др.);

· приборы для измерения размеров отпечатков на верхней пластине шарикового индикатора (отсчетный микроскоп МПБ-2, лупа Польди и др.).

 

Схемы установок для определения удельных касательных сил морозного пучения

⇐ Предыдущая123456789Следующая ⇒

Поделиться:

Популярное:

1. Авторское видение роли специалиста по ОРМ в обеспечении социальной безопасности молодежи: итоги авторских исследований, проектов, модели.
2. Активные формы кислорода – классификация и свойства.
3. Аминокислоты, их состав и химические свойства: взаимодействие с соляной кислотой, щелочами, друг с другом. Биологическая роль аминокислот и их применение.
4. Анализирующее скрещивание и его значение для генетических исследований. Закон «чистых гамет» и его цитологическое обоснование.
5. Антрагликозиды по физическим свойствам представляют собой
6. АНТРАГЛИКОЗИДЫ, КАК ПРАВИЛО, ОБЛАДАЮТ ВЫРАЖЕННЫМИ ФАРМАКОЛОГИЧЕСКИМИ СВОЙСТВАМИ
7. апреля 2010 председатель правительства России В. В. Путин сообщил, что до 2012 года государство выделит не менее 38 млрд рублей на поддержку научных исследований в вузах.
8. Ароматические углеводороды. Бензол, структурная формула, строение, свойства. Применение бензола и его гомологов.
9. Ассортимент товаров, понятие, свойства и показатели.
10. Б1.В.ОД.11 Методы педагогических исследований
11. Биологические свойства и значение жирных кислот определяются их строением, физическими и химическими свойствами.
12. Важнейшее специфическое свойство биологического пространства