2018-01-08
1083
Методические указания
по выполнению лабораторных работ
по дисциплине «Механика грунтов»
для студентов, обучающихся по направлению "Строительство"
 |
Ижевск
Издательство ИжГТУ
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 | ||
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 γ s = 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
