2013-12-31
1942
Подразделение песков по гранулометрическому составу
Варианты заданий к задаче 2
ЗАДАЧА 2
ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 1
Определить разновидность глинистого грунта, его консистенцию, а также вычислить коэффициент пористости е, пористость n, плотность сухого грунта ρd, удельный вес грунта γ, удельный вес частиц грунта γs, удельный вес грунта во взвешенном состоянии γв, полную влагоёмкость Wп, используя данные табл. 4.
Таблица 4
Исходные данные к примеру решения задачи 1
| Плотность грунта ρ, г/см3 | Плотность частиц грунта ρs, г/см3 | Влажность грунта, % | ||
| природная W | на границе | |||
| текучести WL | раскатывания Wp | |||
| 1,84 | 2,72 | 17,0 | 23,0 | 14,0 |
Вычисляем число пластичности по формуле (1):
= 23,0-14,0 = 9,0 %.
По табл. 2 определяем разновидность глинистого грунта. При Jр от 7 до 17 глинистый грунт называется суглинком.
Для определения консистенции грунта вычисляем показатель текучести по формуле (2):
JL =
= 
= 0,33.
По табл. 3 при 0,25< JL < 0,50 – суглинок тугопластичный.
|
|
|
Определяем коэффициент пористости по формуле (3):
e = 
( 1 +W) – 1 = 
(1+0,17) – 1= 0,72.
Пористость грунта вычисляем по формуле (4):
n = 
= 
= 0,41.
Плотность сухого грунта находим по формуле (5):
=
=1,57 г/см3.
Удельный вес грунта вычисляем по формуле (6):
= 1,84 ∙ 9,81=18,05 кН/м3.
Удельный вес частиц грунта определяем по формуле (7):
=2,72 ∙ 9,81= 26,68 кН/м3.
Удельный вес грунта во взвешенном состоянии вычисляем по формуле (8):
=
=9,80 кН/м3.
Полную влагоёмкость определяем по выражению (9):
100 = 
= 26,47 %.
Определить разновидность песка и степень неоднородности гранулометрического состава по данным, приведённым в табл. 5.
Таблица 5
| Номер варианта | Содержание фракций, %, размерами, мм | ||||||||
| 2,0-10,0 | 2,0-1,0 | 1,0-0,5 | 0,5-0,25 | 0,25-0,10 | 0,10-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | Менее 0.005 | |
| 0,4 | 2,7 | 8,3 | 44,6 | 26,8 | 6,6 | 5,4 | 4,4 | 0,8 | |
| - | 1,6 | 3,4 | 28,0 | 45,6 | 10,0 | 6,0 | 3,0 | 2,4 | |
| 29,7 | 26,0 | 27,3 | 3,8 | 4,2 | 2,5 | 2,5 | 2,8 | 1,2 | |
| - | 1,2 | 5,0 | 45,8 | 18,4 | 17,6 | 5,7 | 4,3 | 2,0 | |
| - | - | 3,3 | 5,0 | 30,7 | 43,8 | 10,2 | 6,0 | 1,0 | |
| 1,8 | 5,4 | 8,6 | 9,2 | 6,4 | 56,2 | 8,0 | 1,6 | 2,8 | |
| 31,2 | 25,3 | 20,2 | 6,6 | 3,6 | 5,4 | 5,6 | 1,4 | 0,7 | |
| - | - | 23,1 | 27,6 | 26,9 | 5,0 | 4,3 | 10,2 | 2,9 | |
| - | 3,0 | 17,3 | 14,6 | 20,0 | 18,7 | 17,1 | 6,9 | 2,4 | |
| - | 4,5 | 14,2 | 5,0 | 22,8 | 33,5 | 13,0 | 5,6 | 1,4 |
МЕТОДИЧЕСКИЕ УКАЗАНИЯ К РЕШЕНИЮ ЗАДАЧИ 2
Песок – несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером меньше 2,0 мм составляет более 50 %. Образуется в результате разрушения различных горных пород. Состоит из зерен минералов (кварца, полевого шпата и др.), обломков пород и иногда скелетов организмов.
Гранулометрический состав – это соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах.
Для определения гранулометрического состава песка выполняют анализ, заключающийся в разделении грунта на фракции и установлении их процентного содержания. Фракциями называют частицы одной группы размеров (например, от 0,5 до 0,25 мм). Фракции размером до 0,10 мм определяют рассевом пробы грунта на ситах с отверстиями различного диаметра. Фракции размером менее 0,10 мм определяют ареометрическим методом, основанным на различной скорости падения разных по размеру частиц в жидкой среде [2].
|
|
|
Разновидность песка определяют по табл. 6
Таблица 6
| Разновидность песка | Размер зерен частиц d, мм | Содержание зерен частиц, % по массе |
| Гравелистый Крупный Средней крупности Мелкий Пылеватый | >2 >0,5 >0,25 >0,10 <0,10 | >25 >50 >50 > 75 <75 |
Для установления разновидности песка последовательно суммируют проценты содержания фракций: сначала крупнее 2 мм, затем крупнее 0,50 мм, крупнее 0,25 мм и.т.д.
Разновидность песка определяют по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в табл. 6.
Степень неоднородности гранулометрического состава СV, т.е. показатель неоднородности гранулометрического состава, определяют по формуле
CV =
d 60 / d 10, (10)
где d 60, d 10 – диаметры частиц, мм, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе) частиц.
По степени неоднородности гранулометрического состава пески подразделяют:
– на однородный СV < 3;
– на неоднородный СV > 3.
Для определения d 60 и d 10 строят суммарную кривую гранулометрического состава грунта в полулогарифмическом масштабе. При построении суммарной кривой гранулометрического состава откладывают по оси абсцисс логарифмы значений диаметров частиц в миллиметрах. В начале координат ставят число 0,001. Затем, принимая lg10 равным произвольному отрезку, откладывают этот отрезок вправо от начала координат четыре раза, делая метки и ставя против них числа 0,01; 0,10; 1,0; 10,0. Расстояние между каждыми двумя метками делят на девять частей пропорционально логарифмам чисел 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 и 9. В первом от начала координат выделенном отрезке будут абсциссы, соответствующие диаметрам частиц от 0,001 до 0,01 мм, в четвёртом – от 1,0 до 10 мм.
Например, если принять, что lg10, равный единице, соответствует отрезку длиной 5 см, то lg2=0,301 будет соответствовать отрезку 0,301∙5=1,505 см; lg3=0,447 – отрезку 0,447∙5=2,38 см; lg4=0,602 – отрезку 0,602∙5=3,01 см и т.д. Указанные отрезки откладывают по оси абсцисс от начала координат и от каждой метки, ограничивающей отрезок длиной 5 см. По оси ординат откладывают содержание частиц от 0 до 100 %.
Затем последовательно суммируют содержание частиц, начиная с более мелкой и кончая наиболее крупной, и по этим числам строят суммарную кривую. Каждое из полученных чисел показывает суммарное содержание фракций меньше определённого диаметра.
Диаметр частиц, меньше которого в грунте содержится 60 %, т.е. d60, определяют следующим образом: из точки по оси ординат, соответствующей 60 %, проводят прямую линию параллельно оси абсцисс до пересечения с кривой; из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось абсцисс; полученная на оси абсцисс точка покажет значение диаметра частиц, меньше которого в грунте содержится 60 %. Аналогично находят d 10, проводя прямую линию параллельно оси абсцисс из точки на оси ординат, соответствующей 10 %, и опуская перпендикуляр из точки пересечения этой линии с кривой на ось абсцисс (рис. 2).
ПРИМЕР РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ 2
Определить разновидность песка и степень неоднородности гранулометрического состава по данным, приведенным в табл. 7.
Таблица 7
| Содержание фракций, %, размерами, мм | ||||||||
| 2,0-10,0 | 2,0-1,0 | 1,0-0,5 | 0,5-0,25 | 0,25-0,10 | 0,10-0,05 | 0,05-0,01 | 0,01-0,005 | Менее 0,005 |
| 16,6 | 18,8 | 11,8 | 1,3 | 1,3 | 1,15 | 2,05 |
По суммарному содержанию частиц крупнее 0,5 мм в количестве 63,6 (20,0 + 27,0 + 16,6) %, т.е. более 50 %, определяем по табл. 6 наименование песка – песок крупный. Чтобы определить степень неоднородности гранулометрического состава песка, строим суммарную кривую гранулометрического состава.
|
|
|
Для построения суммарной кривой гранулометрического состава берём отрезок длиной, например 5 см, и откладываем этот отрезок вправо от начала координат четыре раза, делая метки и ставя против них числа 0,01; 0,10; 1,0 и 10,0 (см. рис. 2).
Находим значения логарифмов чисел от 2 до 9 и умножаем их на длину отрезка 5 см (табл. 8).
Таблица 8
