рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Определение физических характеристик грунтов

Определение физических характеристик грунтов - раздел Биология, Федеральное Агентство По Образованию   ...

Федеральное агентство по образованию

 

Тверской государственный технический университет

  Кафедра «Автомобильные дороги, основания и фундаменты»  

Лабораторная работа № 1

Определение физических характеристик грунтов Грунт представляет собой многокомпонентную среду: минеральные час­тицы,… Образцы грунта для лабораторной практики отбирают с помощью спе­циальных пробоотборников (грунтоносов) из шурфов или…

Удельный вес грунта во взвешенном состоянии

Цель работы – научиться отбирать образцы грунта нена­рушенной структуры пробоотборником из лаборатории ПЛЛ-9 системы Литвинова   …   Рис.2.2.Устройство грунтоотборника

Таблица 2.2. Результаты ситового анализа

Показатель Масса нвес-ки, г Размеры фракций Суммарная масса
>10 10...5 5…2 2…1 1, 0,5 0,5 0,25 <0,25
Масса фракции, г 11,82 17,72 17,50 45,50 10,72 28,02 67,74 198,32
Уточненная масса грунта, г 11,82 17,72 17,50 45,50 10,72 28,02 70,42
Процентное содержание фракции 5,9 8,86 8,75 22,75 5,36 14,0 35,23

 

2. Метод отмучивания

Грунт, просеянный через сито 1 мм, насыпают в мензурку в таком количестве, чтобы объем его в уплотненном состоянии был равен 10 мл. Уплотнение производят легким постукиванием по дну и боковым граням мензурки. В мензурку наливают такое количество воды, чтобы ее поверхность была на 12 см выше уровня грунта в мензурке.

Грунт с водой тщательно перемешивают, для чего мензурку сверху закрывают ладонью и несколько раз энергично опрокидывают. По окончании перемешивания мензурку с суспензией ставят на стол на 60 с. За это время все частицы крупнее 0,05 мм выпадут в осадок, более мелкие частицы останутся в воде.

По истечении 60 с осторожно слить столб мутной воды. При сливании необходимо следить, чтобы песчаные частицы не уносились из мензурки вместе с водой.

Операции повторяют пока вода с начала отстаивания не будет прозрачной. Замеряют объем оставшегося в мензурке грунта, результат записывают в табл. 2.3. Процентное содержание частиц от 1 до 0,05 мм определяют умножением полученного объема на 10.

Таблица 2.3. Результаты метода отмачивания

Начальный объем грунта, мл Объем оставшегося грунта, мл Содержание песчаной фракции, %
10,0 8,8

3. Метод набухания

Грунт, просеянный через сито 1 мм, засыпать в мензурку и постукиванием по ладони уплотнить до 10 мл.

Грунт разрыхлить, в мензурку налить воду до деления 50...60 см и тщательно перемешать.

Для коагуляции и ускорения оседания глинистой фракции и полученной суспензии добавить 3...4 мл пятипроцентного раствора хлористого кальция. Еще раз перемешать суспензию и оставить для набухания на 24...48 часов. Замерить объем грунта после набухания и вычислить содержание глинистых частиц. Результаты занести в табл. 2.4.

Таблица 2.4. Результаты оценки глинистой фракции

Начальный объем грунта V1, мл Объем набухшего грунта V2, мл Приращение объема ∆V= V2 --V1, мл Относительное приращение объема К=∆V/V1 Содержание глинистых фракций А=22,7∙К, %
0,2 4,54

 

4. Обработка результатов опыта (табл. 2.5)

Вычисляют содержание пылеватой фракции, вычитая из 100% процентное содержание мелкопесчаных и глинистых частиц. Процент содержания мелкопесчаной, пылеватой и глинистой фракций относится не ко всей навеске, а вычислен по отношению к массе фракций размером менее 1мм. Для определения содержания этих фракций производим пересчет по формуле

, (2.3)

где m - процент содержания фракции в навеске; n - то же в грунте, пропущенном через сито с диаметром 1мм; z - процент содержания частиц меньше 1 мм во всей навеске (результаты ситового анализа).

 

 

Таблица 2.5. Результаты пересчета гранулометрического состава

 

Содержание мелких фракций
По отношению к массе фракции < 1 мм (т.е. по результатам отмачивания и набухания) Размер фракций, в %
<1 мм 1…0,05 0,05…0,005 < 0,005
7,46 4,54
По всей навеске по пересчету 54,60 48,05 4,07 2,48

 

 

По результатам опыта строится кривая гранулометрического состава грунта, определяется наименование грунта в зависимости от зернового состава, вычисляется коэффициент неоднородности.

По горизонтальной оси откладывают диаметр частиц (фракций), а по вертикальной – суммарное содержание (в %) всех частиц, которое меньше (мельче) данного диаметра.

Построение начинают с того, что на графике откладывают процентное содержание глинистых частиц как наиболее мелких (мельче 0,005 мм). Следующая фракция, которая была выделена, – пылеватая
(0,05 – 0,005 мм), поэтому на графике напротив диаметра 0,05 мм следует отложить суммарное содержание пылеватых и глинистых частиц. Обращаясь к табл. 2.2, видим, что следующая наиболее мелкая выделенная фракция мельче 0,25 мм. Однако она уже включает в себя пылеватые и глинистые фракции (мельче 0,05 мм), поэтому напротив диаметра 0,25 мм следует отложить их процентное содержание, взятое из табл. 2.2. Напротив всех остальных диаметров (0,5; 1; 2; 5; 10 мм) по вертикальной оси откладывают суммарное содержание (в %) частиц, которые меньше данного диаметра (рис. 2.2).

Вывод – песок крупный, неоднородный.


 

 
 


 

 

Рис. 2.2. Графическое изображение результатов опыта

 

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что называют гранулометрическим составом? Для чего он
нужен?

2. Частицы какого размера относят к глинистым (пылеватым, песчаным и т.д.) и как их определяют с помощью опытов?

3. Объясните построение графика гранулометрического состава.

4. Нарисуйте на графике гранулометрического состава произвольную кривую и попытайтесь определить наименование грунта и коэффициент неоднородности.


Лабораторная работа № 3

Характерные влажности глинистого грунта

В настоящее время в грунтоведении различают 3 основных вида консистенции грунта: текучую, пластичную, твердую. Влажности, при которых грунт… . (3.1) По числу пластичности определяют наименование пылевато-глинистого грунта:

Методика проведения опыта

Образец грунта, высушенный на воздухе, измельчают в ступке пестиком и просеивают через сито с диаметром отверстий 1 мм. Просеянный грунт массой… Приготовленную грунто­вую пасту укладывают штапелем в металлический стаканчик,…  

Лабораторная работа № 4

  Углом естественного откоса α песчаного грунта называют максималь­ное… По своей величине этот угол близок к углу внутреннего трения, кото­рый является важнейшей характеристикой грунта при…

Лабораторная работа № 5

Сопротивление грунта сдвигу

(5.1) где τ- удельное сопротивление грунта, кПа; С - удельное сцепление, кПа;… Отрезок, отсекаемый прямой на горизонтальной оси, называют давлением связности Ре:

Рис. 5.2. Прибор плоскостного среза конструкции Н.Н. Маслова

 

Прибор состоит из массивной неподвижной нижней станины 3, в которую сверху вставляют цилиндрическую гильзу 2 площадью 40 см2. В нижней части прибора имеется подвижная каретка 1, которая может перемещаться в горизонтальном направлении. Вертикальное давление на образец 9, помещенный в гильзу 2, передается штампом 4 от рычажного пресса 5 с соотношением рычагов 1:10. Горизонтальное сдвигающее усилие прикладывают к каретке 1 через ворот 7 с соотношением радиусов барабанов 1:10. Грузы укладывают на подвески 6 и 8.

В гильзу 2 отобрать образец ненарушенной структуры и установить ее на прибор, так чтобы оси гильзы и каретки совпадали. На образец установить штамп 4, легким надавливанием усадить образец до упора, положить на подвеску 6 груз требуемой массы, под этим давлением образец выдерживают до прекращения вертикальных деформаций (2мин.). Не снимая вертикального давления, к образцу прикладывают ступенями горизонтальное сдвигающее усилие до разрушения образца. Сдвигающее усилие следует прикладывать ступенями по 5-10 кПа до момента резкого сдвига каретки (около 10мм). Результаты испытаний заносят в табл. 5.1.

Таблица 5.1. Результаты испытаний

Масса груза на подвеске m1, кг Удельное вертикальное давление σ, кПа Масса груза на подвеске ворота m2, кг Удельное сдвигающее усилие, τ, кПа
4,2
6,0
7,8

 

2.Обработка результатов опыта

Удельное сдвигающее усилие определяют по формуле

τ= m2 ·10 · g / А (Па)= 0,001 · m2 · 10 · g (кПа)= 25 · m2 (кПа), (5.3)

где m2 - масса груза на подвеске ворота, кг; 10 - отношение радиусов барабанов ворота; g - ускорение силы тяжести; А= 40 см2 = 40 · 10- 4 м2 сечение образца.

По результатам опыта строят график (рис.5.3).Определяемые характеристики сдвиги занести в табл. 5.2.

Таблица 5.2. Значение характеристик сдвига

Удельное сцепление С, кПа Коэффициент внутреннего трения f= tg φ Угол внутреннего трения φ Давление связности Pe, кПа
0,45

τ

200

 

φ
100

 

 

С

 

σ

Pe= 133 0 100 200 300

Рис.5.3. Графическое изображение характеристик сдвига

 

Определение сопротивления грунта сдвигу на приборе плоскостного среза ПГС – 2 м

Здесь: 1 - верхняя подвеска; 2 - строповая шпилька; 3 - секторный рычаг; 4 - противовес; 5 - рычаг противовеса; 6 - упор; 7 - противовес; 8 -… Срезатель III (рис. 5.5) состоит из массивной неподвижной нижней обоймы 3, в…  

Рис. 5.5. Конструкция срезателя

 

На рис. 5.5: 1 - установочный вкладыш; 2 - гнездо под нижнюю обойму; 3 - нижняя обойма; 4 - стопорная шпилька; 5 - установочная шпилька; 6 - штамп; 7 - кронштейн натяжного устройства; 8 - стакан натяжного устройства; 9 - винт подъемный; 10 - маховичок к хвостику штампа; 11 - хвостик штампа; 12 - гайка; 13 - упор индикатора; 14 - тяговой цилиндр; 15 - обойма верхняя; 16 - гильза верхняя; 17 - гильза нижняя; 18 - вкладыш перфорированный; 19 - днище нижней обоймы; 20 - винт установочный; 21 - коромысло верхнее.

В верхнюю гильзу 16 отобрать образец ненарушенной структуры и установить ее на прибор. На образец установить штамп 6, легким надавливаем усадить образец до упора, под этим давлением образец выдерживают до прекращения вертикальных деформаций (2мин.). Не снимая вертикального давления, к образцу прикладывают ступенями горизонтальное сдвигающее усилие, доводя образец до разрушения. Сдвигающее усилие следует прикладывать ступенями по 5-10 кПа до момента резкого сдвига каретки (около 10 мм).

Методики проведения экспериментов и обработки результатов испытаний аналогичны.

Вопросы для самопроверки

1. Из каких характеристик складывается сопротивление грунта сдвигу?

2. Какова физическая природа сцепления в связных грунтах?

3. Запишите закон Кулона для связных (сыпучих, идеально связных) грунтов с учетом и без учета нейтрального давления и изобразите его графически. Покажите на графике С, φ, Ре.

4. Устройство приборов плоскостного среза.

5. Изложите методику определения С и φ в приборах плоскостного среза.

Изложите методику испытаний грунтов на сдвиг по обратной ветви компрессионной зависимости.

6. В каких расчетах используют характеристики прочности грунтов?

7. По результатам испытаний грунта на сдвиг получено:

- предельное сопротивление сдвигу 100 кПа при нормальном давлении 300 кПа;

- предельное сопротивление сдвигу 60 кПа при нормальном давлении 140 кПа.

Вычислить: сцепление, угол внутреннего трения, давление связности.

 

8. Дано: давление связности 100 кПа, сцепление 25 кПа.

Вычислить: предельное сопротивление сдвигу при уплотняющем давлении 200 кПа.

9. Дано:

удельное сцепление грунта - 30 кПа;

нормальное уплотняющее давление - 0,25;

коэффициент трения грунта по грунту - 0,6.

Вычислить: предельное сопротивление сдвигу.

Лабораторная работа № 6

 

Компрессионные испытания грунта

Для установления основных показателей сжимаемости грунтов производят испытания их на уплотнение под нагрузкой в условиях, исключающих его боковое… Изменение коэффициента пористости (6.1)

Лабораторная работа № 7

Исследование развития деформации грунтов во времени

Cкорость осадки грунта зависит от скорости выдавливания воды из пор грунта. Теория, описывающая закономерности уплотнения грунта во времени только лишь за… Согласно ТФК, для случая одномерной задачи эффективные сжимающие напряжения σz в любой точке грунта, находящейся…

Рис.7.1. Схема одометра

Таблица 7.1. Результаты испытания образцов грунта

Время t, мин Деформация образца St, мм Степень консолидации U= St / S
0,15 0,20 0,426
0,30 0,20 0,426
0,45 0,21 0,447
0,22 0,468
1,5 0,225 0,470
0,23 0,489
0,28 0,596
0,30 0,638
0,32 0,681
0,34 0,723
0,36 0,766
0,375 0,798
0,39 0,830
0,41 0,872
0,42 0,894
0,43 0,915
0,44 0,936
0,45 0,957
0,46 0,979
0,47

2. Обработка результатов опыта

Для каждого момент времени вычисляют степень консолидации по формуле (7.4). За конечную деформацию принимают деформацию образца, соответствующую последнему отсчету. Строят график St= f(t) (рис.7.2).

 

Nbsp;   Рис. 7.2. Кривая консолидации грунта

 

Для степени консолидации U= 0,80; 0,85; 0,90 вычисляют осадку St= U∙S и определяют время t, соответствующее принятой степени консолидации.

Вычисляют коэффициент консолидации по формуле (7.3).

Рассчитывают среднее значение Сv, которое и принимают для дальнейших расчетов. Результаты вычисления представляют в табличной форме (высота кольца 30мм), (табл. 7.2).

 

Таблица 7.2. Вычисление коэффициентов консолидации

Степень консолидации U St= U∙S, мм t (из графика) Показатель N* Коэффициент консолидации Cv= =(4∙h2∙N)/(π2∙t); см2 / мин Среднее значение Cv, см2 / мин
0,80 0,375 1,23 1,06 1,22
0,85 0,401 1,97 1,33
0,90 0,423 2,09 1,26

*Примечание. Показатель N принимают в зависимости от схемы уплотнения и степени консолидации.

По результатам опытов решают задачу аналогичную приведенной ниже. Исходные данные задаются преподавателем.

Задача. Для фундаментов ограниченных размеров вычислить время, необходимое для достижения осадки слоя мощностью 8,5 м, если степень консолидации U= 0,9.

t = (4∙h2) / (π2∙ Сv).

 

Вопросы для самопроверки

 

1. Что называется консолидацией грунта?

2. Назовите причины консолидации.

3. Что называется степенью консолидации?

4. Как вычислить коэффициент консолидации и от каких характеристик грунта он зависит?

5. Нарисуйте график зависимости осадки грунта во времени.

6. От каких характеристик грунта зависит в основном скорость осадки грунта?

7. Назовите предпосылки (допущения) теории фильтрационной консолидации (ТФК).

8. Что описывает теория фильтрационной консолидации?

9. Расскажите об устройстве одометра и изложите методику проведения испытаний.

10. Как вычислить коэффициент консолидации по результатам испытаний?

11. Решить задачи:

Дано:

коэффициент фильтрации 2 х 10-6 см/с;

коэффициент относительной сжимаемости 0,16 МПа-1;

мощность сжимаемой толщи 4 м;

фильтрация воды односторонняя (двухсторонняя);

конечная осадка 10 см.

Вычислить (в сутках) время, необходимое для достижения осадки 6 см под фундаментом размерами 1,5 x 2,0 м2.

 

Для уплотнения образца грунта высотой 4 см до степени консолидации U=0,4 потребовалось время 2 часа. Вычислить время, необходимое для уплотнения такого же грунта высотой 12 см, в тех же условиях: а) до той же степени консолидации; б) до степени консолидации 0,6.


Лабораторная работа № 8

Фильтрационные свойства грунта

Скорость движения грунтовых вод зависит от размеров пор грунта, сопротивлений по пути фильтрации и величины действующих напоров. В грунтах в… I= (Н1-Н2) / L= ∆Н / L, (8.1) где ∆H – падение напора, L – длина пути фильтрации.

– Конец работы –

Используемые теги: определение, физических, характеристик, грунтов0.073

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Определение физических характеристик грунтов

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным для Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Еще рефераты, курсовые, дипломные работы на эту тему:

ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА
ТАБЛИЦА РЕЗУЛЬТАТОВ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА...

Определение физико-механических характеристик грунтов………………………
Введение... Исходные данные...

Определение физико-механических характеристик грунтов
На сайте allrefs.net читайте: "Определение физико-механических характеристик грунтов"

РАЗДЕЛ I. ОБЩИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ И МЕТОДИКУ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ Основные понятия теории и методики физической культуры
РАЗДЕЛ I ОБЩИЕ ОСНОВЫ ТЕОРИИ И МЕТОДИКИ... ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ... ВВЕДЕНИЕ В ТЕОРИЮ И МЕТОДИКУ ФИЗИЧЕСКОЙ КУЛЬТУРЫ...

Методология физики: физические законы, физические явления, физические величины 4
Вступление... Предмет физики Материя движение материи пространство время...

ПРЕДМЕТ ТЕОРИИ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ Спецификой предмета является изучение закономерностей физического воспитания и управление развитием ребенка от рождения до семи лет
ПРЕДМЕТ ТЕОРИИ ФИЗИЧЕСКОГО ВОСПИТАНИЯ И ЕГО ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ... В системе дошкольного образования теория и методика физического воспитания как... Цель физического воспитания ребенка это подготовка к жизни труду защите Отечества...

Понятие о физической величине. Международная система единиц физических величин СИ
Под значением физической величины понимают ее оценку, выражаемую произведением отвлеченного числа на принятую для данной физической величины… Например, в качестве единиц длины применяют метр, сантиметр и др. Одной из… Производными единицами, не имеющими специального обязательного наименования являются площадь, объем, скорость,…

Общая спортивная и физическая подготовка в системе физического воспитания
Это означает, что так же, как и воспитание в целом, физическое воспитание представляет собой процесс решения определенных… Отличительные же черты физического воспитания определяются прежде всего тем,… В физическом воспитании различают две специфические стороны, или «части»: обучение движениям (двигательным действиям)…

Цель работы: знакомство с методом определения ускорения силы тяжести при помощи физического маятника
ОПРЕДЕЛЕНИЕ УСКОРЕНИЯ СИЛЫ ШЕСТИ ОБОРОТНЫМ МАЯТНИКОМ... Цель работы знакомство с методом определения ускорения силы тяжести при...

Определение сущности БУУ: предмет и метод. Можно дать грубое определение цели УУ: предоставление информации, которая полезна для руководства организации
БУУ часть информационной системы предприятия с одной стороны с другой деятельность целями которой является обеспечение информацией руководства... Можно дать грубое определение цели УУ предоставление информации которая... Сущность УУ заключается в аналитичности информации она собирается группируется идентифицируется и изучается УУ...

0.04
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • По категориям
  • По работам