- •Министерство образования российской федерации
- •Тюменская государственная архитектурно-строительная академия
- •Кафедра механики грунтов, оснований и фундаментов
- •Методические указания к лабораторным работам
- •Содержание
- •Введение
- •Основные понятия механики грунтов
- •1.Физические свойства грунтов
- •1.Механические свойствагрунтов
- •Лабораторная работа № 1 Определение плотности грунта методом режущих колец
- •Лабораторная работа №2 Определение влажности грунта методом высушивания до постоянной массы
- •Лабораторная работа №3 Определение границ пластичности и текучести глинистых грунтов
- •Определение границы текучести глинистых грунтов
- •2.Определение границы раскатывания глинистых грунтов
- •Лабораторная работа №4 Определение максимальной плотности грунта при оптимальной влажности грунта
- •Лабораторная работа № 5 Определение угла естественного откоса песчаного грунта
- •1. Определение угла естественного откоса песков в сухом состоянии
- •2. Определение угла естественного откоса песков в подводном состоянии
- •Лабораторная работа № 6 Определение коэффициента фильтрации песчаного грунта
- •1.Формирование образца
- •2.Насыщение образца водой.
- •3.Проведение испытаний.
- •Лабораторная работа №7 Определение сопротивления грунтов одноплоскостному срезу
- •1. Предварительное уплотнение образца перед срезом при консолидированно-дренированном испытании
- •2. Срез грунта при консолидированно-дренированном испытании.
- •Лабораторная работа №8 Определение компрессионного сжатия грунтов
- •Проведение испытания для определения характеристик mo, е и рstr
- •Литература
1.Механические свойствагрунтов
Деформируемость- изменение формы и объема при воздействии внешних усилий, не приводящих к разрушению. Зависит от вида грунта, его структуры, пористости, состава, влажности.
Прочность - степень сопротивления грунта разрушающему воздействию на него внешних сил.
Сжимаемость– наиболее характерное свойство грунтов, заключающееся в способности грунта, в отличие от массивных горных пород, изменять под влиянием внешних воздействий свое строение (упаковку твердых частиц) за счет уменьшения пористости. Уменьшение пористости грунтов под нагрузкой происходит вследствие смещения частиц относительно друг друга, деформации самих частиц и выдавливания воды из пор грунта.
Сопротивление сдвигу– это наименьшее касательное напряжение, при котором грунт, находящийся при нормальном давлении, срезается. Это сопротивление складывается из двух частей: сил внутреннего трения и сил сцепления, действующих между частицами грунта. Силы трения в грунте пропорциональны нормальному давлению, передаваемому на твердый скелет грунта. Сцепление имеет сплошную природу и зависит от сил связности между частицами (молекулярных, капиллярных, структурных, электромолекулярных и пр.) и возрастает с увеличением дисперсности частиц. Сопротивление грунта сдвигу определяет (обуславливает) прочность и устойчивость оснований и земляныхсооружений, так как их разрушение происходит в результате сдвига частиц грунта.
Лабораторная работа № 1 Определение плотности грунта методом режущих колец
Цель работы:
Определить плотность грунта методом режущих колец
Сущность метода:
Метод режущих колец заключается в отборе проб грунта при помощи колец-пробоотборников. Кольца-пробоотборники изготавливают из стали с антикоррозионным покрытием или из других материалов, не уступающих по твердости и коррозионной стойкости.
Плотность следует определять не менее чем для двух параллельных проб, отбираемых из исследуемого образца грунта. Значение плотности вычисляют как среднее арифметическое из результатов параллельных определений.
Оборудование:
режущие кольца-пробоотборники;
насадка для вдавливания колец;
технический вазелин;
штангенциркуль;
весы, с точностью измерений 0.01 г.
Рис. 2 Вдавливание кольца-пробоотборника в массив грунта
1-насадка для вдавливания колец;
2- кольцо-пробоотборник;
3-проба грунта в кольце.
Порядок работы:
Кольца нумеруют, измеряют внутренний диаметр и высоту с погрешностью не более 0,1мм и взвешивают. По результатам измерений вычисляют объем кольца с точностью до 0,1см3.
Кольцо-пробоотборник смазывают с внутренней стороны тонким слоем вазелина.
На верхнюю зачищенную плоскость образца грунта устанавливают режущий край кольца и вручную через насадку слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу образца для испытаний, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца.
Кольцо с грунтом взвешивают. При обработке результатов испытаний плотность вычисляют с точностью до 0,01г/см3.
Результаты взвешивания и определения физических характеристик записывают в таблицу 3.
Таблица 3 Результаты определения плотности грунта
-
№
п/п
Номер
кольца
Масса кольца с грунтом
m1, г
Масса кольца
m0, г
Масса
грунта, г
Объем грунта
V, см3
Плотность грунта , г/см3
образца
средняя
1
2
3
Обработка результатов:
Плотность грунта ,г/см3, вычисляют по формуле 3.2
(3.2)
где m1 — масса грунта с кольцом, г;
т0 — масса кольца, г;
V— внутренний объем кольца, см3.