Osnovnoy_text

шенных компонентов, mS2 может быть получена из выражения

ms2 = тп + тг, г,

(26.5)

где тп - масса сухого песка, г;

У

тг - масса сухой глины, г.

Т

Разница между msi и т$2 не должна составлять более 5%.

Н

Количество растительных остатков вычисляют по формуле (26.3).

Задание

Б

й

собом.

р

3. Оценить содержание растительных остатков в грунте в соот-

в'^тствии с СТБ 943-93.

о

и

Вопросы для самопроверки

и

з

для определения гумуса в грун-

1. Какие методы применяютсят

отличаетс

тах, содержащих его более и менее 10%?

2. Чем

я мокрый способ определения растительных ос-

п

татков от сухого?

Л а б о р а т о р н а я р а б о т а № 27

ОПРЕДЕЛЕНИЕе

МОДУЛЯ ОБЩЕЙ ДЕФОРМАЦИИ ГРУНТА

Р

Цель работы:

27.1. Механические свойства горных пород

У

Механическими называются такие свойства горных пород, кото-

рые определяют их поведение под воздействием внешних усилий и

проявляются в сопротивлении разрушению и деформированию.

Свойство горных пород воспринимать в определенныхТпределах

Б

и условиях нагрузки, не разрушаясь, называется прочностью.

Изменение формы сложения и объема горныхНпород под нагруз-

кой называется деформацией.

й

свойств горных пород необходимо исследовать определенные зави-

и

симости, характеризующие закономерности возникновения дефор-

маций и изменения

р

.

Скальные породы обладаю

упругими свойствами, полускальные -

о

прочности

частично упругими. Рыхлым обломочным несвязным и глинистым

грунтам не свойственны большие величины упругости.

модул

деформационных свойств горных по-

Основными показателямии

п

зь упругости, модуль деформации, коэффициент

род являются:

сжимаемости.

е

Для скальных, полускальных и связных глинистых уплотненных

Р

Т а б л и ц а 30.1

Основные характеристики механических свойств горных пород

№

Условное

Еди-

лаб.

Показатели

Зависимость

ница

обозначе-

ра-

изме-

ние

боты

рения

а =

Е-е0

27

Закон Гука

а

МПа

28

Модуль деформации

Ео

2

x

У

«0

Т

7

АР

1 27

Efd

Н

-V )K -D~ МПа

Относительная

Ah

безраз-

|

27

е0

е о

мерная

деформация

= ~ Г

й

h

! 27

Удельная нагрузка

р

МПа

Бп ю-Q

ry

10-F

о

|

28

Модуль упругости

МПа

Б, и

„

nPD(\-

V2)

т

J

р

Ь

'

4

£y

1 29

Модуль осадк

еР

ep

= 1000 e0

мм/м

з

j 29

Коэффициент

а

£p. . - p.l

уплотнения и

j

30

Степен

г

i+1

i

МПа

r=(Jtg<p + C

ь консолида-

p

29

ции о

К

K -

AKnu100

%

е

Сопротивление

Р

сдвигу

ное с уплотнением грунта (сами грунтовые частицы при давлениях,

У

встречающихся в строительной практике, как правило, не деформи-

руются);

Т

взаимного соприкасания глинистых и пылеватых частиц;

5) сжатие и частичное растворение в воде пузырьков

воздуха,

защемленных в порах грунта, при невозможностиБих выжимания.

и

Деформационные свойства определяют поведение грунта под на-

р

грузкой, не превышающей критического йзначения. Они могут характе-

ризоваться модулем деформация и коэффициентом Пуассона.

Модуль деформации

о

грунта связывает сжимающее напряжение а

т

и вызываемую им относительную деформацию е0:

и

з

е0 ,

(27.1)

о

п

Ah

е

где ео - относительная деформация (включающая упругие и пластиче-

ские деформации), определяемая из выражения

Р

Рис. 27.1. Деформация образца

У

Выражение (27.1) записано исходя из закона Гука, устанавли-

Т

вающего связь между напряжением и модулем деформации с уче-

том относительной деформации:

Н

а = Е0-е0.

Б

(27.3)

Модуль общей деформации используется при расчетах осадки

й

сооружений, т.е. при действии статических нагрузок. Поэтому

для глинистых грунтов - в пределахнаходитс5... 75 МПа при средних значе-

осадки под опорами мостов и путепроводов определяют исходя из

от их крупности и плотности

я в пределах 10...50 МПа,

ниях 20 МПа.

р

Относительная деформация может быть продольной и поперечной.

Взаимосвязь между

о

устанавливает коэффициент Пуассона.

т

Коэффициент Пуассона представляет собой отношение относи-

тельной поперечной деформации к относительной продольной при

ним

сжатии или растяжении, т.е. коэффициент пропорциональности между

з

относительными поперечными деформациями (расширением) и отно-

сительными опродольными (сжатием). Чем больше значение коэффи-

циента Пуассона, тем больше порода может деформироваться.

п

Модуль деформации грунта определяют в соответствии с ГОСТ

20276е-85 методом испытания грунта штампом.

77 ^ ЛГТПАТТ^ТТРЦПР lirtir^mrr тгрАлт/fjTttit» ттгтхтл

Р w I , vilpw^viliwlluv ITJiv/j,J vxy* /fvyupiuui^lixi

UlU

У

Т

Н

Б

Рис. 27.2. Схема рычажного пресса

Пресс состоит из следующих основныхйузлов: станины 1; оголи-

ка 2 для установки образца,

о пресса 3, штампа 4, крон-

и

штейнов 5 для крепления индикаторов; индикаторов 6; образца

рычажног

грунта 7. Отношение плеч рычажного пресса - 1:10.

Для проведения

я выбираем образец грунта, имеющий

о

следующие соотношения между диаметром штампа и высотой и

диаметром образца:

испытани

и

h>3d,

зD>4d;

где D - диаметрообразца;

d - диаметр штампа;

п

h - высота образца.

е

необходимо для того, чтобы

Соблюдение этих соотношений

Отобранную навеску увлажняют водой с учетом данных, приве-

У

денных в табл. 16.1, в количестве 8% от массы грунта, тщательно

перемешивают до однородного состояния.

Т

Емкость, имеющую соотношения между

габаритными разм

Н

ми, указанные выше, взвешивают с точностью до 0,01 г и заполня-

ют с помощью лабораторного ножа на глубину 1... 2 мм, заполняют

й

емкость до верхней кромки, излишек грунта срезают кожем. по-

и

верхность образца заглаживают. Одновременно отбирают навеску

грунта массой 10... 15 г для определенияр

влажности грунта весовым

табл. 14.2. Определяют:

сухог

плотность грунтаи- по выражению (14.1);

влажность грунтаз- по выражению (13.1);

плотность

о грунта - по выражению (14.4).

е

Емкость с грунтом устанавливают на столик 2 рычажного прес-

Р

са. На грунтпустанавливают штамп, на который укладывают шарик,

Т а б л и ц а

27.2

Результаты определения модуля деформации грунта

Вре-

Показания

Зна-

Приращение

Прираще-

мя от-

индикато-

давления на

ние осадки

чение

Мо-

На-

Пло-

Удель-

счета

ров

коэф-

штамп, МПа

штампа, см

дуль

по

фи-

де-

груз-

щадь

ное

инди-

S9

«Г и

циен-

с?

я?

фор-

ка на

штам-

давле-

ка-

та

|

Ч

|

ма-

пресс

па F,

ние Р,

тору

левогоS„

| i

V

а

К

конечноеS*

У

см2

МПа

t,"

Пуас-

1

f

1

ции

4 кг

мин

сона

1

Т

Е,

0,05

5

Н

10

0,10

5

й

!0

Б

0,15

5

10

5

р

10

и

0,25

5

о

10

т

и

Учитывая, что соотношение плеч рычажного пресса равно 1:10,

удельную нагрузку, передаваемую прессом на образец, рассчиты-

з

вают по формуле

о

p = 1 0 J ?

j ^ k

4 )

е

10-F

Р

где

- удельнаяпнагрузка на образец, МПа;

дикаторов допускается в пределах 15...20%. Результаты измерений

заносят в табл. 27.2.

У

Для вычисления модуля деформации строим графикТзависимости

ные значения S (рис. 27.3), в масштабе:

Б

по горизонтали: 40 мм - 0,1 МПа давления Р;

по вертикали: 10 мм - 1 мм осадк

штампа S.

й

р

П С

ЛЛТТо

Г0

I fa

* .

и

р

о

т

и

з

о

S, мм

п

еРис. 27.3. Образец графического оформления результатов

Р

E„=(l-v2)KrD^,

дS

МПа,

(27.5)

У

где V— коэффициент Пуассона, принимаемый: 0,27 - для крупнообло-

мочных грунтов; 0,3 -

для песков и супесей; 0,35 -

для суглинков;

0,42 - для глин;

0,79 для жесткогоТкруглого

К< - коэффициент,

принимаемый

штампа;

Б

Н

D - диаметр штампа, см;

й

АР - приращение давления на штамп,

л п — v

п

\,mu

~ 2 И -

-I 0 ,

iVii л»,

р

прямой

AS - приращение осадки штампа,исоответствующее АР, см, опре-

деляемое на осредняющей

.

т

з

AS = S„ - So, см.

При обработке результатов испытаний модуль деформации вы-

точность

числяют с

ию до 0,1 МПа.

2. Определить плотность и влажность грунта.

Задание

1.

ь модуль деформации грунта на рычажном прессе.

3.еПостроить график зависимости осадка от давления.

Р

Вопросы для самопроверки