Лабораторная работа № 10

Определение набухания

Увеличение объема грунта при взаимодействии с водой называется набуханием.

Грунт считается набухающим, если при взаимодействии с водой без нагрузки относительное увеличение его объема ε_sw≥0.04.

Испытаниям подвергаются образцы ненарушенной структуры в приборе Знаменского ПНЗ – 1 (рис.10.1).

Рис. 10.1. прибор Знаменского ПНЗ – 1. 1 – ванночка, 2 – обойма, 3 – винт, 4 – индикатор часового типа, 5 – поддон, 6 - перфорированный штамп, 7 – перфорированный поддон

Необходимое оборудование: прибор ПНЗ – 1, весы с разновесами, фильтры бумажные, индикатор часового типа, нож с прямым лезвием, сушильный шкаф, эксикатор.

Методика испытаний:

1. Режущим кольцом отобрать пробу подготовленного к испытанию (подсушенного консистенции W_p) грунта, ножом срезать излишки, взвесить кольцо на технических весах с точностью 0.01г.

2. Уложить на перфорированный поддон, смоченный водой, бумажный фильтр, поместить кольцо с грунтом режущей частью вверх в поддон 5 и накрыть влажным фильтром.

3. Установить на образец грунта перфорированный штамп 6, закрепить обойму 2 в поддон, установить индикатор часового типа 4 винтом 3 так, чтобы ножка индикатора была в растянутом состоянии и стрелка совпадала с нулевой отметкой шкалы.

4. Собранный прибор установить в ванночку 1, налить в неё до метки питьевую воду.

5. Отметить время заливки воды и брать отсчеты по индикатору через 10, 20, 30 минут, 1 час… Опыт считается законченным, если приращение показаний индикатора не превышает 0.02 мм/сутки.

6. По окончании опыта прибор разгрузить и определить влажность набухшего образца Wн.

Обработка результатов испытаний:

1. По индикатору определяют приращения высоты образца в мм. Δh.

2. Определяют относительное набухание

, где

h – начальная высота образца природной влажности.

В соответствии с ГОСТ 25100 – 82 грунты делятся на:

- Ненабухающие

- Слабонабухающие 0.04≤

- Средненабухающие <

- Сильнонабухающие

3. Влажность набухания определяют по уравнению:

, где

m₀ – масса кольца, г.

m₁ – масса кольца с набухшим грунтом, г.

m₂ – масса грунта с кольцом после сушки, до твердой консистенции.

Испытания на набухание образцов грунта можно выполнить в компрессионном приборе. Для этого заряжают одометр образцом грунта, как указано выше, устанавливают индикаторы выводом начала отсчета на нули, замачивают образец дистиллированной водой снизу вверх и выполняют наблюдения и обработку результатов.

Испытания на набухание образцов глинистого грунта нарушенной структуры выполняют в следующем порядке.

Воздушно-сухой грунт растирают в ступке. Просеивают через сито с отверстиями 0,5 мм, замачивают дистиллированной водой до консистенции предела раскатывания, выдерживают в течение четырех часов и заполняют грунтовым тестом режущее кольцо. Дальнейшие исследования выполняются так же,как и для образцов не нарушенной структуры.

Давление набухания грунтов можно определить в компрессионных приборах. Для этого подготовленным в указанном выше порядке образец помещают в одометр, устанавливают арретирный винт и собранный таким образом одометр помещают в компрессионный прибор после замачивания образца в дистиллированной воде. Затем приступают к нагружению образца по схеме, приведенной в лабораторной работе №8 с построением графика e=f(p). Давление набухания снимают с графика, как показано на рис. 10.2

Рис. 10.2 график компрессионной кривой для определения давления набухания грунтов.

Точка А на графике соответствует началу уплотнения образца после преодоления давления набухания грунта.