Архитектура Аудит Военная наука Иностранные языки Медицина Металлургия Метрология
Образование Политология Производство Психология Стандартизация Технологии


Определение характеристик физических свойств грунта, получаемых расчетом



 

На основании полученных из опытов результатов плотности ρ и влажности W требуется рассчитать по формулам следующие характеристики физических свойств грунта.

1. Плотность сухого грунта (скелета грунта) ρ d, представляющую собой массу минеральных частиц в единице объема грунта нарушенной или ненарушенной структуры и определяемую по формуле:

, г/см3; т/м3,

где W – влажность в долях единицы.

 

2. Удельный вес грунта γ – вес единицы объема грунта. Определяется по формуле

, кН/м3,

где g ≈ 10 м/с2 – ускорение свободного падения.

 

3. Удельный вес твердых частиц грунта – вес единицы объема минеральных частиц

, кН/м3,

где ρ s – плотность твердых частиц грунта.

 

Плотностью твердых частиц грунта называется масса единицы объема минеральных частиц в плотном теле, т.е. ρ s представляет собой отношение массы минеральных частиц грунта только к их объему. Определяется опытным путем.

Для большинства грунтов ρ s меняется в незначительных пределах – от 2, 20 до 2, 95 г/см3 и в среднем может быть принята равным для песчаных грунтов – 2, 65, для глинистых – 2, 70 г/см3.

 

4. Удельный вес сухого грунта (скелета грунта) γ d – вес минеральных частиц в единице объема грунта

, кН/м3.

5. Коэффициент пористости е – отношение объема пор к объему минеральных частиц в грунте, выраженное в долях единицы.

Определяется по одной из следующих формул:

 

6. Пористость грунта n – отношение объема пор к объему всего грунта, выраженное в % или долях единиц

или .

7. Степень влажности Sr (коэффициент водонасыщенности) – отношение природной влажности грунта к его полной влагоемкости, соответствующей полному заполнению пор грунта водой, т.е.

или

где ρ w=1 г/см3, т/м3 – плотность воды, γ w=10 кН/м3 – удельный вес воды.

 

По ГОСТ 25100-96 крупнообломочные и песчаные грунты по степени влажности подразделяются на:

· маловлажные при 0< Sr ≤ 0, 5;

· влажные0, 5< Sr ≤ 0, 8;

· насыщенные водой 0, 8< Sr ≤ 1.

 

При неполном водонасыщении (Sr< 1) грунт представляет трехфазную систему: твердые минеральные частицы, вода и газы.

 

При полном водонасыщении (Sr=1) неуплотненные грунты, в большинстве случаев залегающие ниже уровня грунтовых вод (пески, супеси, слабые суглинки и глины, илы при наличии в порах свободной, гидравлически непрерывной воды), представляют двухфазную систему, называемую грунтовой массой.

 

8. Удельный вес грунта с учетом взвешивающего действия воды

или , кН/м3.

 

Примечание. Точность вычислений: n 0, 1; ρ d, Sr, γ sb 0, 01; е 0, 001.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №7

Определение зернового (гранулометрического) состава песчаного грунта и степени неоднородности зернового состава (ситовый метод)

Зерновым (гранулометрическим) составом грунта называется содержание по массе групп частиц (фракций) различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе сухой навески, взятой для анализа.

Гранулометрический состав является одним из важных показателей, определяющих физико-механические свойства грунта. От него зависят такие свойства, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, водопроницаемость и др.

Для крупнообломочных и песчаных грунтов зерновой состав является основным классификационным показателем, по которому последним присваивается строительное наименование или тип (таблица 2 ГОСТ 25100-82).

Определение зернового состава заключается в разделении грунта на фракции (группы частиц), близкие по крупности, и установлении их процентного содержания.

Зерновой (гранулометрический) состав песчаных грунтов определяется ситовым методом, т.е. путем просеивания их через набор калиброванных сит. Размер фракций определяется размерами отверстий двух смежных сит, а масса этих фракций – взвешиванием остатков на каждом сите.

 

Необходимое оборудование и материалы:

o песчаный грунт в воздушно-сухом состоянии;

o набор сит с размерами отверстий 2; 0, 5; 0, 25; 0, 1 мм, поддон и крышка;

o технические весы с разновесами;

o нож, кисточка для сметания частиц с сит.

Подготовительные работы

Грунт со строительной площадки доведен до воздушно-сухого состояния; отдельные комки осторожно растерты в фарфоровой ступке резиновым пестиком во избежание разрушения отдельных зерен.

 

Ход работы:

1. Предварительно проверив чистоту каждого сита, собрать набор сит в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий.

2. Отобрать по методу квадратов среднюю пробу песчаного грунта для анализа. Для этого рассыпать грунт тонким слоем на листе плотной бумаги или картоне, провести ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность грунта на квадраты, и отобрать понемногу грунта из каждого квадрата. Масса средней пробы должна составлять около 100 г (взвесить с точностью до 0, 1 г).

3. Взвешенная проба грунта высыпается на верхнее сито, закрывается крышкой и просеивается через весь набор сит в течение 5 минут.

4. Остатки грунта на ситах и в поддоне взвешиваются с точностью до 0, 1 г и результаты записываются в таблицу 3. Сумма масс всех фракций (остатков на ситах) сравнивается с массой, взятой на анализ пробы. При расхождении массы более чем на 0, 5% анализ повторяют.

5. Вычисляется процентное содержание каждой фракции с точностью до 1%, как отношение остатка на сите к суммарной массе всех остатков, а также содержание частиц в %% нарастающим итогом, начиная с меньшего диаметра частиц. Все данные заносятся в таблицу.

 

Таблица 3. Форма записи результатов определения зернового гранулометрического состава песчаного грунта (с примером)

 

Диаметр фракций, мм Остатки на ситах Диаметр частиц, мм Содержание частиц, %   Примечание  
г %
  > 2   2-0, 5   0, 5-0, 25   0, 25-0, 1   < 0, 1     12, 2   14, 2   30, 5   40, 6   4, 1                 ―   < 2   < 0, 5   < 0, 25   < 0, 1     ―             Масса пробы m=102 г   Сумма остатков на ситах m1=101, 6 г   Проверка:  

 

6. По полученным данным в соответствии с ГОСТ 25100-82 устанавливается тип песчаного грунта: песок гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый.

Результат определения зернового (гранулометрического) состава: т.к. содержание частиц крупнее ……..мм составляет (по массе) более …….%, песок _(название).

Наименования крупнообломочных и песчаных грунтов, установленные по ГОСТ, должны дополняться указанием о степени неоднородности их зернового состава.

Для определения степени неоднородности крупнообломочных и песчаных грунтов строят кривую распределения зернового состава (рис. 2).

На оси абсцисс откладывают диаметры частиц в мм (для сокращения размеров графика по горизонтали рекомендуется логарифмический масштаб), а по оси ординат – процентное содержание частиц нарастающим итогом, начиная с меньшей фракции.

Степень неоднородности гранулометрического состава песчаного грунта определяется по формуле:

 

где d60 – диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится (по массе) 60% частиц; d10 – диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится (по массе) 10% частиц.

При Сu≥ 3 к наименованию крупнообломочных и песчаных грунтов добавляют слово «неоднородный», Сu< 3 – «однородный».

 

Что называется зерновым (гранулометрическим) составом грунта?

 

Рисунок 2 - Кривая распределения зернового (гранулометрического)

состава песчаного грунта

 

По кривой распределения зернового состава песчаного грунта определяются d10, d60 и вычисляется степень неоднородности.

 

Результат:

 

 

песок ___________________(тип песчаного грунта с указанием степени неоднородности)

 

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №8


Поделиться:



Популярное:

Последнее изменение этой страницы: 2017-03-10; Просмотров: 600; Нарушение авторского права страницы


lektsia.com 2007 - 2024 год. Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав! (0.027 с.)
Главная | Случайная страница | Обратная связь