Материал: Механика грунтов. методические указания для выполнения лабораторных работ по теме «Физические свойства глинистых и песчаных грунтов». Янина О.И., Ким М.С

Министерство образования и науки РФ

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Воронежский государственный архитектурно-строительный университет

Кафедра строительных конструкций, оснований и фундаментов

МЕХАНИКА ГРУНТОВ

Методические указания для выполнения лабораторных работ по теме

«Физические свойства глинистых и песчаных грунтов» для студентов специальности

270102 - «Промышленное и гражданское строительство»

Воронеж 2010

1

УДК 624.131 ( 07) ББК 38.58 я7

Составитель О.И. Янина

Механика грунтов: метод. указания к выполнению лабораторных работ по теме «Физические свойства глинистых и песчаных грунтов» для студ. спец. 270102 /Воронеж. гос. арх.-строит. ун-т; сост.: О.И. Янина. - Воронеж, 2010. - 26 с.

Приведены краткие теоретические сведения и порядок выполнения лабораторных работ по дисциплине «Механика грунтов»

Предназначены для студентов специальности 270102 « Промышленное и гражданское строительство » всех форм обучения.

Ил. 8. Табл. 20. Библиогр.: 7 назв.

УДК 624.131 ( 07) ББК 38.58 я7

Печатается по решению редакционно-издательского совета Воронежского государственного архитектурно-строительного университета

Рецензент – М.С. Ким, к.т.н., доц. кафедры строительных конструкций, оснований и фундаментов ВГАСУ

2

ВВЕДЕНИЕ

Настоящие методические указания предназначены для подготовки и выполнения лабораторных работ по дисциплине «Механика грунтов» в соответствии с государственным образовательным стандартом высшего профессионального образования Министерства образования и науки РФ №12 от 07 марта 2000 г. и учебным планом ВГАСУ по специальности 270102 «Промышленное и гражданское строительство».

В работе приведены краткие теоретические сведения о физических свойствах глинистых и песчаных грунтов, необходимые для получения представления об исследуемых показателях.

Методики лабораторного определения показателей физических свойств глинистых и песчаных грунтов, изложенные в данной работе, соответствуют ГОСТ 5180-84 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик» [1]. В приложениях представлены классификации, определяющие разновидности глинистых и песчаных грунтов по ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация» [2].

Лабораторные работы оформляются в журналах: делаются записи о процессе выполнения лабораторных работ, о результатах обработки и анализируются полученные значения показателей свойств грунтов.

ТЕМА 1. ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

Основными характеристиками физических свойств глинистых грунтов являются плотность, влажность и пластичность.

Влажность грунта W - отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц грунта. Единица измерения влажности W - проценты (%) или доли единицы.

Пластичность грунта - способность грунта изменять свою форму без разрыва сплошности или образования трещин под влиянием внешнего воздействия и сохранять эту форму после прекращения этого воздействия. В зависимости от изменения влажности грунт может находиться в трех различных состояниях (консистенциях) - твердом, пластичном и текучем.

Количественно пластичность грунта характеризуется значениями влажностей на границах текучести WL и раскатывания WP . Граница текучести WL - влажность, при которой грунт находится на границе между пластичным состоянием и текучим. Граница раскатывания WР - влажность, при которой грунт находится на границе между пластичным состоянием и твердым.

Единица измерения влажностей WL и WP - проценты (%).

Плотность грунта ρ - это отношение массы грунта при естественной влажности и сложения к объему, занимаемому этим грунтом.

3

Плотность частиц грунта ρS - масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта.

Единица измерения плотностей ρ и ρS - г/см3.

Показатели физических свойств глинистых грунтов W, WL , WP , ρ и ρS определяются при лабораторных исследованиях [1]. Эти показатели называют

лабораторными.

Производные (расчетные) показатели физических свойств глинистых грун-

тов: число пластичности IP , показатель текучести IL , плотность скелета грунта ρd , коэффициент пористости е и коэффициент водонасыщения Sr -

рассчитываются по формулам [2, 3] по нормативным значениям W, WL , WP и ρ. Число пластичности IP - разность влажностей на границе текучести WL и границе раскатывания WP. Оно определяет диапазон влажностей, в котором

грунт находится в пластичном состоянии. Единица измерения IP - проценты (%). Показатель текучести IL - отношение разности влажностей, соответствующих состояниям грунта при естественной влажности и влажности на границе раскатывания к числу пластичности. Этот показатель характеризует пластическое

состояние (консистенцию) грунта.

Плотность скелета грунта ρd - это плотность сухого грунта, определяемая отношением массы грунта за вычетом массы воды в его порах к его первоначальному объему. Единица измерения плотности ρd - г/см3

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

Коэффициент водонасыщения Sr - степень заполнения пор грунта водой.

Выполнение лабораторных работ и обработка полученных результатов производится в определенной последовательности, представленной на рис. 1.

Лабораторные определения показателей физических свойств глинистого грунта W, WL , WР , ρ - см. лаб. раб. № 1…5

Расчет производных показателей физического состояния глинистого грунта IP , IL , ρd , e , Sr - см. лаб. раб. № 6

Определение разновидностей глинистого грунта по IP и IL

по ГОСТ 25100-95 - см. табл. П.1.1…П.1.3

Рис.1. Алгоритм выполнения работ

4

Лабораторная работа № 1

Определение влажности грунта W методом высушивания до постоянной массы

1.1.Цель работы

Определение влажности грунта W.

1.2.Приборы, оборудование и материалы

Шкаф сушильный с термометром со шкалой от 0о до 200оС, эксикатор с хлористым кальцием CaCl2, бюксы, шпатель, нож, щипцы тигельные и весы лабораторные.

1.3.Порядок выполнения работы

1.Взвесить пустой бюкс с точностью до 0,01 г (m0) .

2.Поместить в бюкс пробу грунта массой 15…50 г, закрыть крышкой и

взвесить (m1).

3. Открыть бюкс и вместе с крышкой поставить в сушильный шкаф. Сушить бюкс в шкафу при температуре t равной 105оС+2оС в течение 5 ч.

4.Охладить бюкс после высушивания в эксикаторе с хлористым кальцием CaCl2 до комнатной температуры и взвесить (m2).

5.Провести повторное высушивание бюкса с грунтом в течение 2 ч и взвесить. Расхождение результатов двух последующих взвешиваний не должно превышать 0,02 г.

5