4893

-песок гравелистый, если содержание в нём частиц крупнее 2 мм составляет более 25%;

-песок крупный, если содержание частиц крупнее 0,5 мм составляет более 50%;

-песок средней крупности, если содержание частиц крупнее 0,25 мм составляет более 50%;

-песок мелкий, если содержание частиц крупнее 0,1 мм составляет более 75%;

-песок пылеватый, если содержание частиц крупнее 0,1 мм составляет менее 75%.

Для определения типа грунта последовательно суммируются проценты,

определённые для частиц крупнее 2 мм, затем крупнее 0,5 мм, далее крупнее

0,25 мм и т.д. Тип грунта принимается по первому показателю,

удовлетворяющему требованиям классификации.

Пример. Определение типа песка.

6. График гранулометрического состава (рис. 1.2), используется для определения степени неоднородности песчаного грунта, от которой зависят фильтрационные свойства и способность песков уплотняться. Степень неоднородности определяется отношением:

Cu = d60 / d10 ; (1.2)

где: d60 – диаметр частиц, мельче которого в грунте содержится 60% частиц

(контролирующий диаметр);

11

d10 – диаметр частиц, мельче которого в грунте содержится 10% частиц

(действующий диаметр).

d60 и d10 определяются по графику гранулометрического состава (см.

рис. 1.2).

При Cu<=3 грунт в соответствии с ГОСТ 25100-82 [4] считается однородным; при Сu>3 - песок неоднородный. Неоднородные пески с Сu>3

лучше уплотняются, однако, в ряде случаев, могут быть подвержены механической суффозии.

12

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №2

Определение плотности грунта

Цель работы: определить естественную плотность грунта методом режущего кольца.

Плотностью грунта называется масса единицы объёма грунта,

находящегося в естественном (природном) состоянии.

Плотность определяется как отношение массы образца грунта к его объёму и измеряется в г/см3 или т/м3.

Определение плотности методом режущего кольца выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-2015 [2].

Последовательность определения

1.Измерьте при помощи линейки внутренний диаметр (d) и высоту (h)

режущего кольца с погрешностью не более 0,1 мм. Вычислите его объём с

точностью до 0,01 см3 по формуле:

2.Определите массу кольца и 2-х пластинок из оргстекла, взвесив их на технических весах с точностью до 0,01 г4.

3.Уплотните исследуемый песок, используя для этого металлическую трамбовку5.

4.Зачистив и выровняв горизонтальную поверхность монолита грунта,

установите на ней режущую кромку кольца. Если грунт несвязный (песок),

кольцо следует плавно, без перекосов врезать в монолит. После того, как столбик грунта выступит над краем кольца, грунт вокруг кольца удалите и,

4 При выполнении лабораторных работ, ввиду отсутствия необходимости транспортировать образец,

допускается использовать только одну пластинку из металла или оргстекла.

5 Т.к. один и тот же песок используется в лабораторных работах многократно, для придания ему плотности близкой к естественной, выполняется предварительное уплотнение песка трамбовкой. В реальных исследованиях образец вырезается из монолитов грунта ненарушенного сложения.

13

подхватив снизу ножом с широким лезвием или лопаткой, отделите его от монолита.

Если приходится работать со связным глинистым грунтом, кольцо,

установленное режущей кромкой на заранее зачищенную и выровненную по-

верхность монолита, слегка вдавливают в грунт и остро отточенным ножом обрезают грунт снаружи кольца на глубину 5-10 мм ниже его режущей кромки. Таким образом, вырезают столбик грунта высотой 5-10 мм и диаметром на 1-2 мм больше наружного диаметра кольца. Кольцо лёгким нажимом насаживают на столбик, не допуская перекосов, и затем опять подрезают грунт на 5-10 мм ниже режущей кромки кольца и т.д.

Как только столбик грунта выступит над верхней кромкой кольца,

грунт подрезают на 8-10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его от монолита.

4. Отделив образец от монолита, зачистите грунт вровень с краями кольца, и закройте торцы образца пластинками. Тщательно удалите частицы грунта снаружи кольца и с пластинок.

5. Подготовленную пробу грунта взвесьте вместе с кольцом и пластинками на технических весах с точностью до 0,01 г.

14

Рис.2.1. Вырезание образца грунта с помощью режущего кольца.

Обработка результатов исследований

Вычислите плотность грунта по формуле:

15

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №3

Определение плотности частиц грунта

Цель работы: определить плотность частиц грунта.

Плотностью частиц грунта называется масса единицы объёма,

заполненного материалом минеральных частиц грунта.

Эта характеристика определяется как отношение массы твердых минеральных частиц к их собственному объёму и измеряется в г/см3 или т/м3.

Плотность частиц характеризует только твёрдую часть грунта и не зависит от соотношения его твёрдой, жидкой и газообразной составляющих.

Для большинства глинистых грунтов плотность частиц изменяется в пределах 2,68.. .2,76 г/см3, а для песков - в пределах 2,65...2,67 г/см3.

Определение плотности частиц грунта выполняется с помощью пикнометра (рис.3.1), в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-2015 [2].

Последовательность определения

1.Возьмите навеску из заранее приготовленного высушенного грунта6 из расчёта 15 г на каждые 100 мл ёмкости пикнометра.

2.Определите массу пикнометра, взвесив его на технических весах с точностью до 0,01 г.

3.Высушенную навеску грунта через бумажную или сухую стеклянную воронку всыпьте в пикнометр и определить массу пикнометра с грунтом,

взвесив его на технических весах с точностью до 0,01 г. По разности массы

6 Подготовка грунта по ГОСТ 5180-2015:

1)воздушно-сухой образец грунта размельчить в фарфоровой ступке. Из размельчённого грунта методом квартования отобрать среднюю пробу массой 100 – 200 г и просеять её через сито с отверстиями диаметром 2 мм. Остаток на сите растереть в ступке, просеять и добавить к уже просеянной пробе:

2)из просеянной, тщательно перемешанной пробы грунта взять навеску из расчёта 15 г на каждые 100 мл ёмкости пикнометра и, поместив в стеклянный бюкс, высушить её в термостате при температуре 100 – 105‘С до постоянной массы, после чего охладить в эксикаторе до комнатной температуры.

16

пикнометра с грунтом и массы пустого пикнометра определите массу сухого

грунта в пикнометре (с учётом возможных потерь при высыпании).

Рис.2.1. Работа с пикнометром.

4.Пикнометр с грунтом заполните водой приблизительно на 1/3 объёма,

после чего осторожно взболтайте для удаления воздуха из грунта7.

7По ГОСТ 5180-2015 для удаления воздуха пикнометр с грунтом и водой кипятят на песчаной бане:

-в течение 30 минут при исследовании песков и супесей:

-в течение 1 часа при исследовании суглинков и глин.

После кипячения пикнометр охлаждают до комнатной температуры. Для сокращения времени на

выполнение работы, кипячение пикнометра студентами не выполняется.

17

5.В пикнометр долейте воду8, установив мениск воды точно по мерной риске на горлышке пикнометра удаляя или добавляя воду с помощью пипетки.

6.Тщательно протрите пикнометр снаружи и его горлышко внутри фильтровальной бумагой свёрнутой в трубочку. Взвесьте пикнометр на технических весах с точностью до 0,01 г и определите массу пикнометра с грунтом и с водой.

7.Взболтайте содержимое пикнометра и вылейте суспензию в фарфоровую чашку. Тщательно промойте пикнометр, заполните его до риски водой, протрите пикнометр снаружи и его горлышко внутри фильтровальной бумагой свёрнутой в трубочку и определите массу пикнометра с водой,

взвесив его с точностью до 0,01 г.

Обработка результатов исследований

8. Определите плотность частиц грунта по формуле:

ρw= 1 г/см3 – плотность воды.

8 По ГОСТ 5180-2015 требуется применить дистиллированную воду. Если исследуемый грунт содержит водорастворимые соли, дистиллированную воду следует заменить нейтральной жидкостью

(профильтрованным и обезвоженным керосином), а удаление воздуха из грунта осуществить вакуумированием.

18

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №4

Исследование пластичности пылевато-глинистых грунтов

Цель работы: определить тип и разновидность пылевато-глинистого грунта путем оценки пластических свойств образца при изменении его весовой влажности.

Пластичностью называется способность образца грунта изменять свою форму без разрыва сплошности при механическом воздействии, и сохранять принятую форму после снятия нагрузки.

Свойство пластичности характерно только для глинистых грунтов,

которые в зависимости от влажности могут быть текучими, пластичными или твёрдыми. Характерные значения влажности, при которых изменяется консистенция грунта, называются влажностью на границе раскатывания (WP)

и влажностью на границе текучести (WL).

Определение влажности (W) и влажности на границах пластичности

(WL и WP), необходимых для определения классификационных характеристик: числа пластичности (IP) и показателя текучести (IL),

выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-2015 [2].

В общем случае, влажностью грунта (весовой) (W) называется отношение массы воды, содержащейся в образце грунта, к массе высушенного образца грунта. Измеряется в процентах (%) или в долях единицы.

4.1Определение природной влажности образца Последовательность определения

1.Определите массу бюкса (алюминиевого или стеклянного стаканчика),

взвесив его на технических весах с точностью до 0,01 г.

2. Из предназначенного для исследования грунта естественной влажности отберите пробу массой 15...30 г и поместите её в заранее взвешенный бюкс.

Определите массу бюкса с влажным грунтом, взвесив его с точностью до

0,01 г.

19

3.Поместите бюкс с пробой грунта в сушильный шкаф (термостат),

температура в котором должна быть равной 105 ± 2° С. Грунт в термостате

высушивается до постоянной массы пробы9.

4.2Определение влажности на границе текучести

Влажностью на границей текучести (WL) называется влажность,

соответствующая переходу грунта из пластичного состояния в текучее.

Измеряется в процентах или в долях единицы.

Опыт выполняется в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-2015 [2]

с помощью балансирного конуса. Параметры конуса: угол при вершине - 30°,

высота - 25 мм, масса - 76 г (рис. 4.1).

Влажность грунта соответствует границе текучести, если балансирный конус под действием собственного веса за 5 секунд погружается на 10 мм в пасту, приготовленную из исследуемого грунта.

9 Высушивание производится до постоянной массы пробы грунта, которая контролируется периодическим взвешиванием. Первое взвешивание выполняют через 3 часа от начала высушивания для песчаных грунтов и через 5 часов для глинистых грунтов. Второе - через 1 час для песчаных и через 2 часа для остальных грунтов.

Высушивание производится до тех пор, пока разница масс грунта в двух последних взвешиваниях не будет превышать 0,02 г. Перед каждым взвешиванием грунт охлаждается до комнатной температуры в эксикаторе с хлористым кальцием. В результате получают массу бюкса с высушенным грунтом.

В рамках работы студентам необходимо только подготовить образцы грунта соответствующей влажности,

промаркировать их при помощи бумажной вкладки с надписью типа «ФИО исполнителя, группа,

обозначение образца (W, WL или WP в зависимости от образца)» и передать образцы преподавателю или лаборанту. Высушивание и взвешивание сухих образцов производят лаборанты кафедры. Результаты взвешивания через 2 – 3 дня после выполнения опыта отображаются в соответствующем журнале,

находящемся в лаборатории.

20