Определение физических характеристик грунтов: Методические указания по выполнению лабораторных работ

ФЕДЕРАЛЬНОЕ АГЕНТСТВО ПО ОБРАЗОВАНИЮ

 ГОСУДАРСТВЕННОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ

ВЫСШЕГО ПРОФЕССИОНАЛЬНОГО ОБРАЗОВАНИЯ

«КУЗБАССКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ»

Кафедра автомобильных дорог

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

Методические указания по выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов» для студентов специальностей 291000

«Автомобильные дороги и аэродромы», 290300

«Промышленное и гражданское строительство» всех форм обучения

Составители  В. А. Шаламанов

Н. В. Крупина

А. А. Журавель

Утверждены на заседании кафедры

Протокол № 7  от 16.03.2004

Рекомендованы к печати

учебно-методической комиссией специальности 291000

Протокол № 7  от 16.03.2004

Электронная копия находится

в библиотеке главного корпуса

ГУ КузГТУ

Кемерово 2005

ЦЕЛЬ ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

Цель лабораторных работ – ознакомление студентов с методами определения плотности и влажности, расчетом удельного веса, пористости, степени влажности, пластичности и других физико-механических характеристик грунтов.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ

К физическим характеристикам грунтов относятся:

-  плотности удельного веса (плотность грунта, плотность частиц грунта, удельный вес грунта, удельный вес частиц грунта);

-  плотности сложения (плотность и удельный вес сухого грунта, пористость, коэффициент пористости);

-  влажности (природная влажность, степень влажности);

- пластичности пылевато-глинистых грунтов (влажность границы раскатывания, влажность границы текучести, число пластичности, показатель текучести).

Перечисленные характеристики определяются как опытно-экспериментальным, так и расчетно-теоретическим способами. К числу характеристик, определяемых опытно-экпериментальным путем, относятся: плотность частиц грунта, влажность, влажность границы раскатывания, влажность границы текучести. С помощью физических характеристик определяют: вид, состояние, прочность, несущую способность и осадку основания, давление на ограждающие конструкции и т.д.

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТОГО

ГРУНТА МЕТОДОМ РЕЖУЩЕГО КОЛЬЦА

1. Теоретические положения

Плотностью () называется величина, равная отношению массы грунта (m) ко всему занимаемому им объему (V), выражается в тоннах на кубический метр (т/м³), в граммах на кубический сантиметр (г/см³):

(1)

Для большинства грунтов, встречающихся в практике строительства, плотность составляет 1,4–2,2 г/см³.

Существует несколько лабораторных методов определения плотности грунта:

- метод режущего кольца;

- метод парафинирования;

- метод непосредственных измерений;

- метод взвешивания в нейтральной жидкости.

В полевых условиях плотность грунта определяется зондированием или радиоизотопным методом, а для крупнообломочных грунтов – методом «шурфа-лунки».

2. Необходимое оборудование и материалы

Монолит грунта, режущее кольцо с заточенной кромкой с внутренним диаметром более 50 мм, штангенциркуль, нож с прямым лезвием длиной более диаметра кольца, плоское стекло 10×10 см, технические весы с разновесами, технический вазелин.

3. Ход работы

1.  При помощи штангенциркуля определить высоту (h) и внутренний диаметр (d) режущего кольца.

2.  Определить внутренний объем кольца (V) по формуле

                                                (2)

где  = 3,14.

Точность определения внутреннего объема кольца 0,1 см.

3.  Смазать с внутренней стороны техническим вазелином пустое
режущее кольцо (m₁, г).

4.  Поверхность монолита грунта зачистить ножом.

5.  В средней части монолита установить режущее кольцо и слегка вдавить его в грунт. Затем грунт снаружи кольца обрезать на глубину 5–10 мм ниже режущего края кольца, формируя столбик диаметром на 1–2 мм больше наружного диаметра кольца. Периодически, по мере срезки грунта, легким нажатием насаживать кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезать на 8–10 мм ниже режущего края кольца и отделить его от монолита.

6.  Кольцо с грунтом установить на стеклянную пластину режущей
кромкой вверх. Грунт, выступающий выше режущей кромки кольца, осторожно отрезать и поверхность обреза зачистить ножом вровень с краем кольца. Зачистку произвести от центра
к периферии. Мелкие раковины зашпаклевать грунтом (без нажима).

7.  Кольцо с грунтом перевернуть и поместить зачищенной стороной на стекло. Произвести зачистку грунта с другой стороны, как указано в п. 6. После этого объем грунта станет равным внутреннему объему кольца.

8.  Тщательно очистить наружную поверхность кольца и взвесить его вместе с грунтом (m₂, г).

9.   Данные измерений занести в табл. 1 и определить плотность грунта по формуле (1). Точность определения плотности 0,01 г/см³.

Таблица 1

Определение плотности грунта