Обработка результатов испытаний образцов грунта

СОДЕРЖАНИЕ

      

1.Исходные данные  для РГР №1        2

2.Определение W, W_p, W_L          4

3.Определение плотности грунта ρ        6

4.Определение ρ_s с помощью пикнометра       7

5.Определение m_{0, н-к}, m_v, E_{0, н-к}         8

6.Определение φ и C          10

7.Сводная таблица характеристик физико-механических свойств грунта 11

Список использованной литературы       12

 

2. Определение W, W_p, W_l

Влажностью грунта W называется отношение массы воды, содержащейся в

объёме грунта к массе  высушенного грунта, выраженное  в процентах.

Влажность грунта вычисляется  по формуле:

,

где m  – масса пустого стаканчика,

      m₁ – масса стаканчика с грунтом,

      m₀ – масса стаканчика с высушенным грунтом.

,

.

За величину влажности  образца грунта принимают среднее арифметическое результатов определений:

.

Граница раскатывания W_p – влажность, при которой паста, изготовленная из исследуемого грунта  и воды, раскатанная в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на отдельные кусочки длиной 3-10 мм.

,

.

За границу раскатывания грунта принимают среднее арифметич еское значение результатов параллельных определений влажности:

.

Граница текучести W_L – влажность пасты, изготовленной из исследуемого грунта и воды, при которой балансный конeц погружается под действием собственного весы за 5 секунд на глубину 10 мм.

,

,

.

 

Разность между пределом текучести W_l и пределом раскатывания W_p называется числом пластичности J_p . По числу пластичности устанавливается наименование пылевато-глинистого грунта.

J_p = W_l – W_p ,

J_p = 39% – 18,05% = 20,95%.

J_p >17%, значит исследуемый грунт – глина.

Сравнение естественной влажности  грунта с влажностью на границе раскатывания и текучести позволяет устанавливать  его состояние по показателю текучести J_l.

,

.

0 ≤ J_l ≤ 0,25 – исследуемый грунт – тугопластичная глина.

 

3. Определение плотности грунта ρ

 

Плотность грунта ρ  естественной структуры равна отношению массы грунта к объёму:

,

где m  – масса грунта до парафинов г,

      m₁ – масса с парафиновой оболочкой г,

      m₂ – масса с парафиновой оболочкой в воде г,

ρ_p – плотность парафина, равная 0,900 г/см³,

ρ_w – плотность воды, равная 1 г/см³.

 

 г/см³,

 г/см³,

 г/см³.

 

4. Определение ρ_s с помощью пикнометра

Плотность твёрдых частиц грунта ρ_s равна отношению массы твёрдых частиц к их объёму:

,

где m₀  – масса грунта в пикнометре г,

      m₂ – масса пикнометра с грунтом и водой г,

      m₃ – масса пикнометра с водой г.

г/см³,

г/см³.

За величину ρ_s принимают среднее арифметическое значение:

г/см³.

При известных величинах W, ρ_s , ρ вычисляем коэффициент пористости образца грунта в природном состоянии:

,

.

По плотности грунта можем найти  удельный вес грунта по формуле:

,

 кН/м³.

По аналогии удельный вес твёрдых  частиц грунта найдётся по формуле:

,

 кН/м³.

 

5. Определение m_{0, н-к}, m_v, E_{0, н-к}

Изменение коэффициента пористости после  уплотнения от каждой ступени нагрузки определяют по формуле:

,

где h₀ – начальная высота образца грунта.

Dh₀=25 мм

,

Dh₀=0,00

,

,

,

.

Коэффициент пористости, соответствующий  каждой ступени давления, вычисляется по формуле:

,

,

,

,

,

.

 

 

Компрессией называется сжатие образца  грунта без возможности бокового расширения. График зависимости e = f(p) называется компрессионной кривой. Для количественной оценки деформационных свойств грунтов по компрессионной кривой определяют коэффициент m₀ , называемый коэффициентом сжимаемости (см. рис. 1).

 МПа^-1,

МПа^-1,

 МПа^-1,

 МПа^-1.

        В ряде случаев удобно пользоваться параметром, называемым коэффициентом относительной сжимаемости:

,

 МПа^-1,

МПа^-1,

МПа^-1.

В качестве деформационной характеристики грунта часто используют модуль общей  деформации E₀.

,

где β – коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения:

.

Для глинистых грунтов ν = 0,42.

.

 МПа,

МПа,

МПа,

МПа.

Определение полевого модуля деформации осуществляется по формуле:

,

 МПа,

 МПа,

 МПа.

Состояние грунта по водонасыщенности устанавливается в зависимости от степени влажности, которая равна отношению естественной влажности грунта к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой, т.е. полной влажности:

,

,

,

,

,

.

Т.к. 0,5<S 0,8 грунт влажный.

Отношение объёма пор в образце  к объёму самого образца  обозначается n и называется пористостью грунта:

,

,

 

6.Определение φ и C

График зависимости  называется прямой Кулона и выражается уравнением (см. рис. 2):

.

При оценке результатов опыта предполагается, что касательные напряжения по всей плоскости среза распределяется равномерно и при этих условиях τ определяется по формуле:

,

 кг/см² = 55 кПа,

 кг/см² = 70 кПа,

, .

По найденному значению tgφ определяют угол внутреннего трения  φ = =8,53°

Удельное сцепление вычисляют  при найденном значении tgφ по формуле:

,

кПа.

 

 

 

 

 

 

 

7. Сводная таблица характеристик физико-механических свойств грунта

Наимено вание грунта	γ, кН/м3	γs, кН/м3	W, %	Предел пластичности		Jp, %	Jl, %	e, д.е.	m0, МПа-1	E, МПа	φ, град	С, кПа
				Wl,	Wp,
Глина	16, 6	33,1	21,2	39	18,05	20,95	0,15	1,36	0,2	32,2	8,53	40

 

Вывод. По результатам лабораторных испытаний установлено, что исследуемый  грунт – тугопластичная влажная глина средней сжимаемости.

Может быть использован в качестве естественного основания.   
Список использованной литературы

1. Бартоломей А.А. Механика грунтов: Учебное издание/ АСВ, Москва,                  2004. 304 с.
2. Цытович Н.А. Механика грунтов (краткий курс): Учебник для строительных вузов – 4-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. Шк., 1983. 288 с.
3. Малышев М.В., Болдырев Г.Г. Механика грунтов. Основания и фундаменты (в вопросах и ответах): Учебное пособие. – ПГАСА;           изд-во АСВ. – М., 1999. – 320 с.
4. Кузнецов А.Н., Муратова Н.В. Лабораторный практикум по определению физико-механических характеристик грунтов. Учебное пособие. – Пенза: ПГАСА, 1998. – 32 с.
5. Механика грунтов, Основания и фундаменты: Учебное пособие для строит. Спец. Вузов / С.Б. Ухов, В.В. Семенов, В.В. Знаменский и др.; Подред. С.Б. Ухова – 2-е изд., перераб. и доп. – М.: Высш. шк., 2002. -

565 с.

6. Основания, фундаменты и подземные сооружения/ М.И. Горбунов – Посадов, Ильичёв, Крутов и др.; Под – общ. Ред. Е.А. Сорочана и Ю.Г. Трофименкова. –М.: Стройиздат, 1985. – 480 с.
7. ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация». – М: Минстрой России, 1996г.
8. Кузнецов А.Н., Муратов Н.В. Примеры расчёта и проектирования фундаментов: Учебное пособие. – Пенза. ПГАСА, 1999.-40 с.: ил.