Задание 7. Вычисление расчетных характеристик грунта

Министерство образования и науки Российской Федерации

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Ижевский государственный технический университет

имени М.Т. Калашникова»

 

 

Методические указания

 по выполнению лабораторных работ

по дисциплине «Механика грунтов»

для студентов, обучающихся по направлению "Строительство"

 

 

 


Ижевск

Издательство ИжГТУ

2013


УДК 624.133

 

Р е ц е н з е н т Хетагури К.Б., главный инженер ООО "Строй-Эксперт"

 

С о с т а в и т е л и: Турчин В.В., канд. техн. наук; Крутиков В.А., канд. техн. наук; Токарев Ю.В., канд. техн. наук

 

Рекомендовано Советом факультета «Инженерно-строительного» к использованию в качестве учебно-методических материалов для использования в учебном процессе для направления 270100 «Строительство» по дисциплине «Механика грунтов» (протокол № 6 от «29.10.13»)

 

Рекомендовано к изданию на заседании кафедры "Геотехника и строительные материалы" ИжГТУ (протокол № 9 от 16.10.13 )

 

Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Механика грунтов» для студентов очной и заочной форм обучения по направлению «Строительство» / сост. В. В. Турчин, В. А. Крутиков, Ю. В. Токарев. - Ижевск: Изд-во ИжГТУ, 2013. – 20 с: ил.2

 

                                                                                           УДК 624.133

 

© Турчин В.В., Крутиков В.А., Токарев Ю.В., составление, 2013

© Издательство ИжГТУ, 2013


ВВЕДЕНИЕ

Лабораторные занятия по дисциплине «Механика грунтов» являются необходимой частью освоения курса. Методические указания разработана в соответствии с госу­дарственным образовательным стандартом и призвана ознакомить студента с основными задачами механики грунтов, определением напряженно-деформированного состояния грунтового массива в зависимости от действующих внешних факторов: статических и динамических нагрузок, предельного состояния грунтов, давления грунтов на ограждающие сооружения.


Лабораторная работа №1

ФИЗИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ГРУНТОВ

Для использования грунтов в инженерно-строительных целях необходимо знать следующие характеристики, определяющие их состояние и возможное его изменение под влиянием различных факторов. Физическое состояние грунтов устанавливается по основным физическим характеристикам (плотность грунта, плотность частиц грунта, природная влажность, границы пластичности – для глинистых грунтов).

Задание 1. Определение плотности грунта (естественной ненарушенной структуры) ρ и удельного веса грунта γ.

Плотностью грунта называется отношение массы грунта к занимаемому им объему [т/м3, г/см3].

Удельным весом грунта называется вес единицы объема грунта в его естественном состоянии [кН/м3].

Для определения плотности грунта необходимо измерить массу образца и определить его объем, сохранив естественное состояние грунта. Для связных грунтов используем метод режущего кольца, который состоит в задавливании в грунт цилиндрической обоймы известного объема, масса образца грунта находится по разности массы кольца с грунтом и собственной массой кольца, взвешенной заранее. Для определения массы грунта используют технические весы с точностью взвешивания до 0,01 г. Для определения размеров режущего кольца используется штангенциркуль.

Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу. Проводится не менее 3 опытов. В качестве расчетного значения плотности грунта принимается среднеарифметическое значение.

 

Таблица 1. Определение плотности

№ п/п

Размеры режущего кольца, см

Масса, г

Плотность г/см3

Высота

Диаметр

Объем см3

Кольца

Кольца с грунтом

Грунта

1

 

 

 

 

 

 

 

2

 

 

 

 

 

 

 

3

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность грунта_______________________ г/см3.

Удельный вес грунта γ = g *ρ = 9.81* ρ=____________________

 

Задание 2. Определение природной влажности грунта W.

 

Влажностью грунта называется отношение массы воды, содержащейся в порах грунта, к массе частиц грунта исследуемого образца.

Влажность определяется высушиванием образца грунта естественной влажности в сушильном шкафу - термостате при температуре 105°С до его постоянной массы.

Результаты испытаний заносятся в таблицу. Проводится не менее 3 опытов. В качестве расчетного значения влажности фута принимается среднеарифметическое значение.

 

Таблица 2. Определение влажности образцов

№ бюксов

 

Масса бюкса, г

Масса, г

Влажность грунта, % W=100m1/m2

пустого

с влажным грунтом

с сухим грунтом

воды в грунте, m1

сухого грунта, m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влажность грунта W=                   % ,

в относительных единицах _________________________ .

Задание 3. Определение влажности глинистого грунта на грани­це текучести WL.

Влажность грунта на границе текучести соответствует влажности, при которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее. Эта влажность соответствует такой влажности грунтовой пасты, при которой стандартный балансирный конус (массой 76 г с углом при вершине 30) погружается в грунт от собственного веса на глубину 10 мм.

После приготовления однородной массы грунта влажность на границе текучести определяется в той же последовательности, что и природная влаж­ность грунта.

 

Таблица 3. Определение влажности грунта

№№ бюксов

 

Масса бюкса, г

Масса, г

Влажность грунта, % W=100m1/m2

пустого

с влажным грунтом

с сухим грунтом

воды в

грунте, m1

сухого грунта, m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влажность на границе текучести =                                   %

в относительных единицах         ______________.

Задание 4. Определение влажности глинистого грунта на грани­це раскатывания Wр.

Влажность на границе раскатывания соответствует влажности, при которой грунт теряет пластичность и переходит в твердое состояние.

Влаж­ность на границе раскатывания определяется раскатыванием грунта в шнур. Качественно WР соответствует такому состоянию, когда шнур, сделанный из влажного грунта, при раскатывании до диаметра 3 мм (подсыхая при раска­тывании) начинает крошиться на отдельные кусочки по 1 см длиной. Кусочки грунта, потерявшие пластичность, собирают и помешают в подготовленные к опытам бюксы.

 

Таблица 4. Определение влажности на границе раската.

№№ бюксов

 

Масса бюкса, г

Масса, г

Влажность грунта, % W=100m1/m2

пустого

с влажным грунтом

с сухим грунтом

воды в грунте, m1

сухого грунта, m2

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Влажность на границе текучести =_________ %

в относительных единицах         ______________.

Задание 5. Определение наименования и консистенции глини­стого грунта.

Число пластичности грунта характеризует величину интервала влаж­ности, в пределах которого грунт сохраняет пластичное состояние. Величина числа пластичности грунта отражает «глинистость» грунта, т.е. содержание в нем глинистых и коллоидных частиц.

По ГОСТ 25100-82 глинистые грунты в зависимости от числа пла­стичности подразделяются на:

1. Супеси Iр < 0.07

2. Суглинки IР = 0.07-0.17

3. Глины Iр>0.17

Число пластичности грунта Ip=WL-Wp =______________

 

По ГОСТ 25100-82 определяем наименование глинистого грунта.

Исследуемый грунт:_________________

Показателем консистенции называют числовую характеристику, по­казывающую в каком состоянии находится грунт в условиях естественного залегания.

 

Таблица 5. Классификация глинистых грунтов по консистенции.

Супеси

Суглинки и глины

Консистенция

IL

Консистенция

IL

Твердая

< 0

Твердая

< 0

Пластичная

0 – 1

Полутвердая

0 – 0,25

Текучая

>1

Тугопластичная

0,25 – 0,50

 

 

Мягкопластичная

0,50 - 0,75

 

 

Текучепластичная

0,75 - 1

 

 

Текучая

>1

Показателем консистенции или индексом текучести служит выражение IL=(W-Wp) / Iр = (__________)/__________ =____________

По ГОСТ 25100-82 определяем, что исследуемый грунт имеет консистенцию

 

Полная классификационная характеристика исследуемого грунта:
_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________

Задание 6. Определение плотности частиц грунта ρs и удельного веса частиц грунта γѕ.

Плотностью частиц грунта называется отношение массы частиц образца грунта, высушенного при температуре 1050С до постоянной массы к их объёму [т/м3, г/см3].

Масса частиц грунта определяется взвешиванием на технических весах. Для определения объема частиц грунта используется пикнометр – тонкостенная колба из термостойкого стекла строго определенного объема.

Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу. Проводится не менее 3 опытов. В качестве расчетного значения плотности частиц грунта принимается среднеарифметическое значение.

Плотность частиц грунта вычисляется по формуле: 

ρs = ρw*mo/(mo+ m3+ m4)= _____________г/см3,

где ρw  - плотность воды (1 г/см3)

 

Таблица 6. Определение плотности частиц грунта

№№ пик-ном.

Масса пикнометра, г

Масса навески сухого грунта, г

Плотность частиц грунта, г/см3

пустого

с сухим грунтом

с грунтом и водой налитой до кольцевой риски

до кипячения

после кипячения

m1

m2

m3

m4

mo= m2- m1

ρs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Плотность частиц грунта ρs =_________________г/см3

Удельный вес частиц грунта γs = g* ρs = 9.81* ρs  =________кН/м

Плотность частиц грунта может быть определена по среднему значению для данного вида грунта по таблице.

 

Таблица 7. Среднее значение плотности частиц грунта

Наименование грунтов

Среднее значение ρs, г/см3

пески

2,66

супеси

2,7

суглинки

2,71

глины

2,74

 

Плотность частиц исследуемого грунта ρs =______________г/см3

Задание 7. Вычисление расчетных характеристик грунта.

1. Плотность сухого грунтаρd (скелета грунта) - отношение массы образца грунта, высушенного при температуре 105°С до постоянной массы, к объему образцаненарушенной структуры до высушивания.

ρd = ρ/(1+W)=__________________ г/см3,

где W - влажность грунта в относительных единицах.

 

2. Коэффициент пористости грунта е - отношение объема пор к объему твердых частиц грунта.

е= (ρs - ρd)/ ρd= ________________

 

3. Пористость грунта n - отношение объема пор к объему всего образца.

n=e*100%/(1+e) =_________________%

 

4. Степень влажности грунта Sr - отношение природной влажности грунта(W) к его полной влагоемкости (Wmах), соответствующей полному заполнению пор грунта водой.

Sr= W/ Wmах= W* ρs/e* ρw=________________.

 

5. Удельный вес грунта, ниже уровня грунтовых вод с учетом взвешивающего действия воды γsb

γsb=g(ρs –ρw)/(1+e)=_________________кН/м3

Типы крупнообломочных и песчаных грунтов в соответствии с ГОСТ 25106-82 определяются в зависимости от гранулометрического состава этих грунтов (по процентному составу в фунте частиц различной крупности). Для выделения зерен крупностью от 10 до 0,1 мм применяется ситовой метод с промывкой водой (используются сита с размерами отверстий 10; 5; 2; I; 0.5; 0.25; 0.1 мм). Испытания проводятся по ГОСТ 12536-79.

 

Задание 8. Определение условного расчетного сопротивления

грунта Ro по таблицам СНиП 2.02.01-83.

Для пылевато-глинистых грунтов условное расчетное сопротивление грунта может быть определено по приложению 3 СНиП 2.02.01-83 в зависи­мости от наименования грунта, коэффициента пористости и показателя конси­стенции.

Условное расчетное сопротивление грунта используется для предварительного определения размеров подошвы фундамента и допускается его использование для окончательного выбора размеров фундаментов зданий и сооружений III класса.

Ранее определены: тип грунта _________________;

Коэффициент пористости е _________.

Консистенция IL= __________________________.

По табл. 3 приложения 3 СНиП 2.02.01-83 : Ro =____________кПа.

Значения Ro для пылевато-глинистых (непросадочных) грунтов

 

Таблица 8. Определение Ro

Наименование грунта

 

Коэф-т пористости е

Ro (кПа) при показателе консистенции

IL=0

IL=1

супеси

0,5

0,7

300

200

300 200

суглинки

0,5

0,7

1

300

250

200

250 180 100

глины

0,5

0,6

0,8

1,1

600

500

300

250

400 300 200 100

 

 Значения Ro (кНа) для песчаных грунтов средней плотности сложения (табл.2, прил.З СНиП 2.02.01-83):

Пески крупные - 500(600); пески средней крупности - 400(500); Пески мелкие маловлажные - 300(400), влажные и насыщенные водой - 200(300); Пески пылеватые маловлажные - 250(300), влажные - 130(200), насыщенные водой - 100(150).

Примечание: в скобках указано Ro  для плотных песчаных грунтов.

Значение Ro соответствует расчетному сопротивлению грунта под подошвой фундамента, имеющего ширину 1 м и глубину заложения 2 м.

Уточнение расчетного сопротивления грунта производится по формуле 7 СНиП 2.02.01-83.

Работу выполнил___________________

Работу принял_______________________       

Дата «____» ____________ 201_ г. 

 

 

Лабораторная работа № 2


Дата добавления: 2018-02-28; просмотров: 171;