Установление зависимости между гранулометрическим составом песчаного образца и механических свойствами грунтов
Инженерная геология как наука, изучающая условия инженерного освоения и преобразования геологической среды. Знакомство с особенностями установления зависимости между гранулометрическим составом песчаного образца и механических свойствами грунтов.
Рубрика | Геология, гидрология и геодезия |
Вид | курсовая работа |
Язык | русский |
Дата добавления | 16.12.2013 |
Размер файла | 491,0 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
"Установление зависимости между гранулометрическим составом песчаного образца и механических свойствами грунтов"
Введение
инженерный геология гранулометрический
Инженерная геология - это наука, изучающая условия инженерного освоения и преобразования геологической среды. В современных условиях ни одно сооружение не может быть построено и надёжно эксплуатироваться, а в дальнейшем ликвидировано без достоверных и полных инженерно-геологических материалов. Основной задачей инженерной геологии является прогноз изменения природных условий в связи с хозяйственной деятельностью человека. Целью данной курсовой работы является определение грунулометрического состава песчаных грунтов,испытание этих грунтов на сдвиг прибором ВСВ-25.Установление влияния гранулометрического состава на прочностные характеристики песчаного грунта.
Для поставленной цели были выполнены следующие задачи:
1 Отбор песчаного грунта (3 пробы)
2 Определение гранулометрического состава ситовым способом
3 Проведение среза песчаного материала на приборе ВСВ-25
4 Проведение расчетов, построение графиков
1.Теоретическое обоснование
Таблица 2.1 Нормативные значения удельных сцеплении c, кПа, и углов внутреннего трения ц, град, песчаных грунтов
Песок |
Характеристика |
Значения с и ц при коэффициенте пористости e |
||||
0,45 |
0,55 |
0,65 |
0,75 |
|||
Гравелистый и крупный |
с ц |
2 43 |
1 40 |
0 38 |
- - |
|
Средней крупности |
с ц |
3 40 |
2 38 |
1 35 |
- - |
|
Мелкий |
с ц |
6 38 |
4 36 |
2 32 |
0 28 |
|
Пылеватый |
с ц |
8 36 |
6 34 |
4 30 |
2 26 |
Прочностные показатели песчаных грунтов.
Лабораторные испытания грунтов для определения показателей трения и сцепления производят способом поперечного сдвига путем среза нескольких образцов исследуемого грунта. При этом в зависимости от характера предварительной подготовки образцов к опыту различают : - сдвиг уплотненных образцов, когда образцы перед опытом предварительно уплотняются под разными нагрузками до окончания процесса консолидации - метод консолидированного среза; - сдвиг неуплотненных образцов, когда образцы предварительно не уплотняются - метод неконсолидированного среза. Кроме того, испытания различают по скорости приложения сдвигающего усилия во время опыта: медленный и быстрый сдвиг. При медленном сдвиге усилие прикладывается ступенями и каждая ступень выдерживается до стабилизации деформаций. При быстром сдвиге усилие возрастает с постоянной скоростью и зависит от оборудования. При лабораторном определении прочностных характеристик песчаных и глинистых грунтов на срезных приборах следует руководствоваться положениями.
В результате испытаний на сдвиг каждый опыт дает возможность получить точку для построения графика, по оси абсцисс которого откладывают нагрузку, а по оси ординат - соответствующее ей сдвигающее усилие. Полученная линейная зависимость позволяет определить значения угла внутреннего трения (ср) и удельного сцепления (с). Ф угол внутреннего трения, … °; с - удельное сцепление, МПа. В песчаных грунтах силы сцепления незначительны и практически их можно приравнять нулю. На графике эта зависимость будет изображаться прямой, проходящей через начало координат.
2.Внутреннее сопротивление грунта сдвигу
Внутреннее сопротивление грунта сдвигу происходит в результате действия сил трения между частицами и сцепления между ними:
1. Силы трения. Характеризуют внутреннее сопротивление в идеально сыпучих телах (чистые пески). Трение возникает в точках контакта частиц и зависит от многих факторов, среди которых основными являются: - минеральный состав грунта; - величина зёрен грунта; - форма зёрен (окатанная, пластинчатая, игольчатая); - состояние поверхности (округлая, угловатая); - плотность грунта, степень водонасыщенности и др. Показатель, характеризующий внутреннее трение в грунтах - это угол внутреннего трения (обозначается символом ц , измеряется в градусах).
2. Силы сцепления. Характеризуют сопротивление структурных связей всякому перемещению связываемых ими частиц, независимо от величины внешнего давления. Сцепление (связность) в грунте определяется: - наличием капиллярного давления в грунте; - силами молекулярного притяжения между частицами грунта; - наличием в грунте вяжущих веществ (известь, минеральные смолы, соли). Показатель, характеризующий сцепление в грунтах - удельное сцепление (обозначается символом c , измеряется в паскалях). Каким образом определить внутреннее сопротивление грунта сдвигу, характеризуемое показателями ц и c?
3.Метод определения прочностных характеристик грунта
Сопротивление грунта сдвигу может быть установлено различными способами, среди которых наиболее простым и распространённым является способ испытания образца на прямой сдвиг (срез). Последовательность испытания:
1. Цилиндрический образец грунта помещается в кольцо так, чтобы одна его половина оставалась неподвижной, а другая могла перемещаться горизонтально под действием прикладываемой к ней горизонтальной сдвигающей нагрузки;
Рис. 1. N - сжимающая сила; T - сдвигающая сила; Площадь поперечного сечения образца - A
2. К образцу прикладывается нормальная к поверхности среза сжимающая нагрузка N;
3. Сдвигающую касательную к поверхности среза нагрузку T прикладывают к срезывателю ступенями до тех пор, пока не произойдёт срез и скольжение одной части грунта по другой;
4. одновременно с приложением нагрузки и во всё время испытания производятся замеры горизонтальных деформаций (смещений)
Рис. 2.
5. Проводят несколько испытаний на срез при различных значениях вертикальной (сжимающей) нагрузки N. То есть каждой ступени нагрузки уi будет соответствовать своё сопротивление сдвигу фi.
6. Данные опытов наносят на график, выражающий зависимость между нормальным напряжением у и касательным напряжением ф. Опыты показывают, что в общем случае зависимость оказывается линейной.
Таблица 2.2. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов по гранулометрическому составу
Грунт |
Размер частиц, мм |
Масса частиц, % от массы воздушно-сухого грунта |
|
Крупн.: валунный (глыбовый) галечниковый (щебенистый) гравийный (дресвяный) |
> 200 > 10 > 2 |
> 50 |
|
Песок: гравелистый крупный средней крупности мелкий пылеватый |
> 2 > 0,5 > 0,25 > 0,1 > 0,1 |
> 25 > 50 > 50 ? 75 < 75 |
В условиях лаборатории на отобранных пробах грунта проводят различные испытания для определения основных физико-механических свойств. Гранулометрический состав является одним из главных показателей, характеризующих особенности почвы, поскольку он показывает содержание относительного количества частиц разной величины в образце в весовых процентах. Также гранулометрический состав влияет и на другие характеристики грунта, такие как: пористость, высота капиллярного поднятия, водопроницаемость, величину поглотительной способности, усадку грунта, набухание, водный, тепловой и воздушный режимы.
Выполняя инженерно-геологические изыскания важно учитывать все вышеперечисленные показатели почвы для получения максимально детальной информации об участке исследования.
Определение гранулометрического состава в лабораторных условиях
Гранулометрический состав определяется как в полевых, так и в лабораторных условиях. Наиболее точным методом вычисления данной характеристики все же является лабораторный метод. Важно перед началом испытаний тщательно подготовить образец. Для этого пробу грунта лаборанты разделяют на элементарные частицы, после чего растирают ее и обрабатывают различными щелочами и кислотой. В конечном итоге отобранный образец грунта проходит кипячение.
В условиях лаборатории проводить исследования грунта на гранулометрический состав возможно следующими способами:
ситовой (без промывки водой);
ситовой (с промывкой водой);
ареометрический способ;
лазерный способ (лазерный гранулометр);
пипеточный способ (применяется только для специальных целей по требованию заказчика).
Ситовой способ «с» и «без промывки водой» чаще используется на песчаных грунтах, а пипеточный и ареометрический способы в свою очередь - на глинистых.
Также стоит отметить, что несущая способность грунтов песчаных обусловлена в первую очередь наличием трения между их частицами, поскольку песок является сыпучим веществом. Несущая способность песчаных грунтов имеет свойство увеличиваться с ростом плотности грунта и его крупности. И в этом случае гранулометрический состав играет важную роль, поскольку с его помощью можно определить крупность зерен песчаного грунта.
Ситовой метод гранулометрического анализа Данный метод заключается в разделении образца грунта на гранулометрические фракции при помощи набора специальных сит и с их последующим взвешиванием.
Ареометрический метод гранулометрического анализа. Заключается в измерении плотности готовой суспензии глинистого грунта при помощи ареометра (специальный прибор) в ходе ее отстаивания.
Пипеточный метод гранулометрического анализа Для проведения испытаний данным методом необходима специальная аппаратура (помимо ареометра), утвержденная ГОСТом 12536-79 и другие вспомогательные инструменты (пипетка, весы, аспиратор, колба, штатив). Данный метод используется только лишь для решения конкретно поставленных задач и не является обязательным.
Зависимость физических свойств грунта от гранулометрического состава
Физические свойства грунтов напрямую зависят от механического показателя гранулометрического состава. При уменьшении показателя отдельных частиц в грунте повышается и его гигроскопичность, емкость поглощения, высота капиллярного водоподъема. Если в пробе грунта при лабораторных испытаниях был получен размер частиц более 0,005 мм, специалисты могут смело делать выводы о том, что пластичность, набухание и липкость в нем практически отсутствуют.
Выполнять геологические изыскания необходимо в комплексе с лабораторными исследованиями. Только в этом случае результаты изысканий смогут дать максимально достоверную информацию об участке и его геологических особенностях.
При всех нагрузках происходило значительное дробление песчаных частиц. Интенсивность этого дробления зависит от минералогического и гранулометрического состава песков и их влажности. Дробление частиц сопровождалось характерным потрескиванием.
В чистых кварцевых песках дробление зерен шло менее интенсивно, чем в полиминеральных песках. Чем больше в песках содержится физически прочных минералов, тем меньше изменяется их дисперсность под нагрузками.
В однородных по минералогическому составу песках степень дробления частиц под нагрузками обусловливается величиной частиц: чем крупнее песчаные частицы, тем больше степень их разрушения под одним и тем же давлением. С ростом давления разница в дроблении песков различного гранулометрического состава уменьшается.
При этом для песков различного минералогического состава и степени дисперсности наблюдается закономерность: под воздействием нагрузок в большинстве случаев уменьшается содержание частиц >0,1 мм и возрастает количество частиц <0,1 мм. Исключение составляют лишь некоторые, главным образом кварцевые, пески, у которых благодаря большой прочности частиц происходит увеличение их содержания уже во фракции 0,25--0,1 мм. Во всех более крупных фракциях содержание частиц уменьшается.
В результате разрушения частиц >0,1 мм в основном образуются частицы тонкозернистого песка (0,1--0,05 мм) и пылеватые частицы (0,05--0,01 мм); содержание в песке глинистых частиц увеличивается нeзнaчитeльно. В песках, исследованных Е. М. Сергеевым, первоначальное содержание частиц во фракции 0,1--0,05 мм не превышало 13%, пылеватых частиц -- 5% и глинистых -- 2,15%. После давления в 3000 кг/см2 максимальное содержание частиц увеличилось: во фракции 0,1--0,05 мм до 51%, пылеватых до 23% и глинистых до 5,42%. Проведенные исследования также показывают, что образование глинистых частиц в природных условиях в результате механического разрушения более крупных гранулометрических элементов, по-видимому, протекает в весьма ограниченных размерах.
Влажность песков может оказывать влияние на дробление песчаных частиц лишь при воздействии на них определенных нагрузок. Но при больших нагрузках (3000 кг/см2) влажность практически не влияет на изменение дисперсности песков, а при воздействии на влажные пески нагрузкой в 200 кг/см2 это влияние имеет место и зависит от их минералогического состава.
Если пески состоят преимущественно из минералов, обладающих большой прочностью (например, кварц), то увеличение влажности уменьшает дробление частиц. В этих песках наибольшее изменение дисперсности наблюдалось в сухом их состоянии. Объяснить это можно тем, что вода, не уменьшая прочности самих кварцевых частиц, выполняет роль «смазки», помогающей частицам легче перемещаться под влиянием нагрузки, что ведет к значительному уменьшению пористости и более плотной упаковке частиц, при которой разрушение их происходит не так сильно.
Присутствие в песках глауконита, кальцита, слюд, полевых шпатов и некоторых других минералов приводит к тому, что дисперсность их при давлении в 200 кг/см2 в наибольшей мере возрастает при максимальной молекулярной влагоемкости. Это объясняется тем, что с увеличением влажности прочность глауконитовых и кальцитовых частиц уменьшается.
Дробление частиц способствует их дальнейшему перемещению и более плотной упаковке, в результате чего уменьшается пористость песков. При давлении в 3000 кг/см2 пористость песков, имевшая до уплотнения разное значение (36--48%), становится более однородной (21-28%).
В крупнообломочных грунтах (гравийных и галечниковых) деформации при высоких давлениях происходят вследствие разрушения частиц, главным образом в виде скола.
Влияние плотности упаковки несвязных грунтов на их сжимаемость.
Плотность упаковки частиц песка оказывает сильное влияние на его сжимаемость: чем выше плотность, тем меньше он сжимается. С увеличением плотности характер сжимаемости изменяется, компрессионная кривая становится более пологой. Поэтому при создании насыпей и плотин из песков и других несвязных грунтов их следует уплотнять с целью уменьшения деформации и повышения устойчивости.
Влияние давления на сжимаемость. Относительная деформация в несвязных грунтах связана с давлением степенной зависимостью вида e = KPN где К, N -- параметры зависимости. Величина коэффициента пропорциональности К для крупнообломочных и песчаных грунтов изменяется от 3*10-3 до 25*10-3 см/кг и зависит в основном от плотности упаковки частиц и влажности: чем выше плотность упаковки частиц, тем К ниже,и для влажных грунтов больше, чем для сухих. Показатель степени изменяется в сравнительно узких пределах, примерно от 0,2 до 1, и зависит главным образом от размера частиц.
Влияние вибрации. Рыхлые пески уплотняются при вибрации, сотрясениях, взрывах. Это используется для придания пескам высокой плотности и прочности.
Несвязные грунты, особенно рыхлые, не пригруженные пески, при вибрации приобретают подвижность, так как смещение частиц относительно друг друга облегчается в силу уменьшения трения между ними.
Вибрация, облегчая смещение частиц относительно друг друга, способствует уплотнению несвязных грунтов. Уплотнение песка при увеличении ускорения колебаний не зависит от способа увеличения ускорения -- возрастания амплитуды или уменьшения периода колебаний. В обоих случаях вибрация оказывает на грунт действие, аналогичное возрастанию нагрузки, вследствие чего процесс уплотнения называется вибрационной компрессией, а изменение пористости песка при вибрации выражается виброкомпрессионной кривой. Виброуплотняемость несвязных грунтов зависит от дисперсности, формы зерен И их окатанности. Наибольшейвиброуплотняемостью обладают мелкозернистые пески. Пески, состоящие из окатанных частиц, в большей степени способны к виброуплотнению, чем угловатые.
Кроме перечисленных факторов виброуплотнение зависит от пригрузки и ускорения. Наличие пригрузки на грунт уменьшает их уплотняемость при вибрации. Увеличение ускорения колебаний способствует более интенсивному уплотнению песков.
Сжимаемость песчаных грунтов
Для крупнозернистых и песчаных грунтов характерна каркасная структура, в которой частицы находятся в непосредственном твердом контакте друг с другом. Величина площади контакта может быть очень небольшой. При сравнительно небольших нагрузках на грунт, измеряемых десятками кг/см2, в точках контактов может возникнуть высокое давление, превышающее прочность материала частиц. В результате этого частицы будут раскалываться, образуя более дисперсную систему, чем первоначальная.
При сжатии грунта происходит более плотная упаковка частиц, а также их деформация. При снятии нагрузки с грунта происходит его расширение, что приводит к увеличению объема пор, которое, однако, оказывается меньшим, чем изменение объема при уплотнении грунта, вследствие наличия значительной остаточной деформации грунта.
Расширение в скелетных грунтах при снятии нагрузки определяется исключительно силами упругости кристаллических решеток минералов. Осадка сооружений, воздвигнутых на песках и из песков различной дисперсности, плотности и минералогического состава, может достигать заметной величины и не заканчивается в строительный период.
Сжимаемость крупнообломочных и песчаных грунтов зависит от значительного количества факторов, из которых наиболее существенными являются: минералогический состав; структурно-текстурные особенности грунта (размер частиц, форма, характер их поверхности, взаимоотношение частиц и их упаковка); степень влажности; величина давления; условия деформирования (статическая, динамическая нагрузка).
Влияние минералогического состава несвязного грунта на сжимаемость. Минералогический состав песков и крупнообломочных грунтов влияет на их сжимаемость через форму частиц, характер шероховатости на их поверхности и прочность частиц. Наиболее сильное влияние на сжимаемость песков оказывает наличие в них частиц слюды, которые в силу пластинчатой формы и гибкости значительно увеличивают сжимаемость песков и величину обратимой деформации.
Значительная часть деформации сжатия носит обратимый, упругий характер. Но для песчаных фракций кварца, полевого шпата и других минералов большую часть составляют необратимые деформации.
Наличие в несвязном грунте глинистых минералов, органических веществ и гидратов окислов железа, покрывающих оболочкой крупные частицы, увеличивает не только сжимаемость грунтов, но также продолжительность их деформации под нагрузкой. Присутствие глауконита в песке также увеличивает его сжимаемость благодаря малой прочности частиц глауконита и увеличению пористости грунта.
Влияние размера частиц на сжимаемость. Под нагрузкой крупные фракции деформируются в большей степени, чем мелкие. Это объясняется тем, что в грунте, состоящем из крупных частиц, количество контактов в единице объема меньше, чем в грунте из мелких частиц. Следовательно, величина давления, приходящаяся на каждый контакт, будет выше для крупных частиц и может быть достаточной для их раскалывания, поэтому деформация будет протекать главным образом в результате раздробления частиц и обламывания острых углов. Количество контактов между частицами (помимо их размера) зависит также от степени неоднородности частиц по размеру, форме и характеру поверхности.
Раздробление частиц несвязных грунтов при компрессии. Перемещение песчаных частиц под нагрузкой сопровождается их дроблением. М. М. Филатов (1936) писал, что в результате давления в 530 кг/см2 большинство песчаных зерен получило трещины и многие из них превратились в пыль. Некоторые более крупные зерна оказались сколотыми по граням и углам.
Е. М. Сергеев (1946) исследовал изменение дисперсности песков различного минералогического и гранулометрического состава при сжатий их различным по величине давлением.
При всех нагрузках происходило значительное дробление песчаных частиц. Интенсивность этого дробления зависит от минералогического и гранулометрического состава песков и их влажности. Дробление частиц сопровождалось характерным потрескиванием.
В чистых кварцевых песках дробление зерен шло менее интенсивно, чем в полиминеральных песках. Чем больше в песках содержится физически прочных минералов, тем меньше изменяется их дисперсность под нагрузками.
В однородных по минералогическому составу песках степень дробления частиц под нагрузками обусловливается величиной частиц: чем крупнее песчаные частицы, тем больше степень их разрушения под одним и тем же давлением. С ростом давления разница в дроблении песков различного гранулометрического состава уменьшается.
При этом для песков различного минералогического состава и степени дисперсности наблюдается закономерность: под воздействием нагрузок в большинстве случаев уменьшается содержание частиц >0,1 мм и возрастает количество частиц <0,1 мм. Исключение составляют лишь некоторые, главным образом кварцевые, пески, у которых благодаря большой прочности частиц происходит увеличение их содержания уже во фракции 0,25--0,1 мм. Во всех более крупных фракциях содержание частиц уменьшается.
В результате разрушения частиц >0,1 мм в основном образуются частицы тонкозернистого песка (0,1--0,05 мм) и пылеватые частицы (0,05--0,01 мм); содержание в песке глинистых частиц увеличивается нeзнaчитeльно. В песках, исследованных Е. М. Сергеевым, первоначальное содержание частиц во фракции 0,1--0,05 мм не превышало 13%, пылеватых частиц -- 5% и глинистых -- 2,15%. После давления в 3000 кг/см2 максимальное содержание частиц увеличилось: во фракции 0,1--0,05 мм до 51%, пылеватых до 23% и глинистых до 5,42%. Проведенные исследования также показывают, что образование глинистых частиц в природных условиях в результате механического разрушения более крупных гранулометрических элементов, по-видимому, протекает в весьма ограниченных размерах.
Влажность песков может оказывать влияние на дробление песчаных частиц лишь при воздействии на них определенных нагрузок. Но при больших нагрузках (3000 кг/см2) влажность практически не влияет на изменение дисперсности песков, а при воздействии на влажные пески нагрузкой в 200 кг/см2 это влияние имеет место и зависит от их минералогического состава.
Если пески состоят преимущественно из минералов, обладающих большой прочностью (например, кварц), то увеличение влажности уменьшает дробление частиц. В этих песках наибольшее изменение дисперсности наблюдалось в сухом их состоянии. Объяснить это можно тем, что вода, не уменьшая прочности самих кварцевых частиц, выполняет роль «смазки», помогающей частицам легче перемещаться под влиянием нагрузки, что ведет к значительному уменьшению пористости и более плотной упаковке частиц, при которой разрушение их происходит не так сильно.
Присутствие в песках глауконита, кальцита, слюд, полевых шпатов и некоторых других минералов приводит к тому, что дисперсность их при давлении в 200 кг/см2 в наибольшей мере возрастает при максимальной молекулярной влагоемкости. Это объясняется тем, что с увеличением влажности прочность глауконитовых и кальцитовых частиц уменьшается.
Дробление частиц способствует их дальнейшему перемещению и более плотной упаковке, в результате чего уменьшается пористость песков. При давлении в 3000 кг/см2 пористость песков, имевшая до уплотнения разное значение (36--48%), становится более однородной (21-28%).
В крупнообломочных грунтах (гравийных и галечниковых) деформации при высоких давлениях происходят вследствие разрушения частиц, главным образом в виде скола.
Влияние плотности упаковки несвязных грунтов на их сжимаемость.
Плотность упаковки частиц песка оказывает сильное влияние на его сжимаемость: чем выше плотность, тем меньше он сжимается. С увеличением плотности характер сжимаемости изменяется, компрессионная кривая становится более пологой. Поэтому при создании насыпей и плотин из песков и других несвязных грунтов их следует уплотнять с целью уменьшения деформации и повышения устойчивости.
Влияние давления на сжимаемость. Относительная деформация в несвязных грунтах связана с давлением степенной зависимостью вида e = KPN где К, N -- параметры зависимости. Величина коэффициента пропорциональности К для крупнообломочных и песчаных грунтов изменяется от 3*10-3 до 25*10-3 см/кг и зависит в основном от плотности упаковки частиц и влажности: чем выше плотность упаковки частиц, тем К ниже,и для влажных грунтов больше, чем для сухих. Показатель степени изменяется в сравнительно узких пределах, примерно от 0,2 до 1, и зависит главным образом от размера частиц.
Влияние вибрации. Рыхлые пески уплотняются при вибрации, сотрясениях, взрывах. Это используется для придания пескам высокой плотности и прочности.
Несвязные грунты, особенно рыхлые, не пригруженные пески, при вибрации приобретают подвижность, так как смещение частиц относительно друг друга облегчается в силу уменьшения трения между ними.
3.Методика проведения испытаний
Испытания грунта на сдвиг
Определение прочностных свойств грунта производится с помощью портативного сдвигового прибора ВСВ-25. Он позволяет устанавливать сопротивление песчано-глинистых грунтов одноплоскостному сдвигу как в быстром, так и в медленном режиме.
Прибор состоит из срезывателя с подвижной нижней обоймой 1, верхней панели 2, динамометра 3 типа ДОСМ-3-1, откидных крепежных винтов 4, корпуса 5, арретирного винта 6, индикатора часового типа 7, стойки 8, динамометра 9 типа ДОСМ-3-0.2, редуктора сдвигающего усилия 10, рукоятки редуктора сдвигающего усилия 11, рукоятки редуктора вертикального давления 12,редуктора вертикального давления 13, подъемной гайки 14, рычагов включения редукторов 15.
На каждый динамометр предварительно должен быть составлен тарировочный график зависимости показаний индикатора от нагрузки (в кг). Сдвиг по песку проводится в быстром режиме при нормальном давлении 1, 2 и 3 кгс/см2.
Рис.
Последовательность работы.
1. Кольцо с образцом грунта, покрытое с обеих сторон фильтровальной бумагой, вставляется в верхнюю неподвижную обойму срезывателя. Вращением редуктора вертикального давления на образец передается заданное нормальное давление 1. Отпускается арретирный винт.
2. Вращением рукоятки редуктора сдвигающего усилия его передают на образец, увеличивая до полного сдвига. Сдвиг фиксируется по индикатору динамометра ДОСМ-3-0.2, либо считается состоявшимся при смещении подвижной относительно неподвижной части обоймы на 5 мм. Показания индикатора должны быть переведены в кгс, по тарировочному графику.
3. Операции п.п. 1,2 повторяют, изменяя нормальное давление до значений 2 и 3.
4. Данные опытов заносят в журнал.
Угол внутреннего трения и удельное сцепление определяют графоаналитическим способом.
3(1)
где - предельное сопротивление грунта сдвигу (кгс/см2), - нормальное давление (кгс/см2), - угол внутреннего трения (град.), - удельное сцепление (кгс/см2).
i= Qi/S,
где Qi- усилие при котором происходит сдвиг (кгс), S - площадь кольца (40см2).
Определение гранулометрического состава песчаных грунтов.
Проводится в грунтовой лаборатории ВГУ ситовым методом. При этом используется стандартный набор сит диаметром 10, 5, 2, 1, 0.5, 0,25 и 0.1 мм.
Подготовка образца:
В течении 1-2 суток песок сушится на листе бумаги. Затем грунт растирается в ступке при помощи резинового пестика.
Высушенный на воздухе и растертый образец тщательно перемешать. При помощи линейки распределить грунт на листе бумаги в виде слоя толщиной несколько мм. Методом квартования отобрать 100 г грунта.
Отобранную пробу взвесить на технических весах с точностью до 0,01 г. Результаты взвешивания занести в рабочий журнал.
Ход опыта:
Сита собрать в колонну так, чтобы их диаметр уменьшался сверху вниз. Под нижнее сито подставить поддон. В верхнее сито высыпать грунтовую пробу, надеть крышку. Просеивание осуществлять с помощью легких боковых ударов ладонями до полной сортировки частиц.
Содержимое каждого сита, начиная с крупных, перенести в отдельную ступку и дополнительно обработать резиновым пестиком, после чего вновь просеять через то же сито над листом бумаги. Мелкие частицы, которые пройдут через него перенести на следующее сито и продолжать обработку до полного прекращения разрущения микроагрегатов.
Содержимое каждого сита и поддона высыпать в предварительно взвешенные фарфоровые чашечки и взвесить с точностью 0,01 г. Данные записать в журнал.
Результаты анализа выразить в процентах.
Согласно ГОСТ 25100-95. по гранулометрическому составу выделяются следующие разновидности песков:
Классификация грунтов по данным гранулометрического анализа.
Таблица 3.1.
Разновидность песка |
Размер зерен в мм |
Содержание в % по массе |
|
- гравелистый |
>2 |
>25 |
|
- крупный |
>0,50 |
>50 |
|
- средней крупности |
>0,25 |
>50 |
|
- мелкий |
>0,10 |
>=75 |
|
- пылеватый |
>0,10 |
<75 |
4.Результаты проведения исследований
Результаты определения гранулометрического состава.
Таблица 4.1.
№ пробы |
Содержание фракций в % |
Наименование грунта |
|||||
>1 мм |
1-0,5 мм |
0,5-0,25 мм |
0,25-0,1 мм |
<0,1 мм |
|||
1 |
2,4 |
13,98 |
41,51 |
35,96 |
6,12 |
Песок среднезернистый |
|
2 |
1,63 |
5,11 |
30,39 |
59,97 |
2,87 |
Песок мелкозернистый |
|
3 |
1,5 |
10,14 |
45,18 |
34,85 |
8,31 |
Песок среднезернистый |
Журнал по проведению испытаний на сдвиг.
Таблица 4.2.
№ шурфа |
Нормальное давление |
Сопротивление сдвигу |
|||
Показ. индикатора |
i, кгс/см2 |
Показ. индикатора |
i, кгс/см2 |
||
1 |
1,25 |
1 |
2,10 |
0,89 |
|
1,51 |
2 |
2,65 |
1,35 |
||
1,76 |
3 |
3,36 |
1,92 |
||
2 |
1,25 |
1 |
1,50 |
0,40 |
|
1,51 |
2 |
2,10 |
0,89 |
||
1,76 |
3 |
3,24 |
1,80 |
||
3 |
1,25 |
1 |
1,55 |
0,45 |
|
1,51 |
2 |
2,12 |
0,91 |
||
1,76 |
3 |
3,17 |
1,77 |
Заключение
По итогам проведенных лабораторных работ, была установлена зависимость между гранулометрическим составом песчаных образцов и механическими свойствами грунтов. Результат опытов согласуется с теоритической частью. В следствии гранулометрического анализа, были определены размеры фракций: первый образец средней крупности, второй образец мелкий и третий- средней крупности.
По результатам срезовых испытаний, установилась зависимость: при увеличении глинисто-пылеватой фракции снижается значение ф и увеличивается показатель с.
Литература
1.Трофимов В.Т. грунтоведение: учебник, издательство мгу, 2005г.
2.Курилович А.Э. методическое пособие грунтоведение, издательско-полиграфический центр ВГУ, 2009г.
3.Практикум по грунтоведению/ под.ред. в.т. трофимова-м.: издательство мгу 1993г.
1. Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Построение геологической колонки, изучение напластований грунтов. Классификация песчаного грунта. Определение нормативных значений прочностных и деформационных свойств грунтов и значение условного расчетного сопротивления грунта. Испытание на сдвиг.
курсовая работа [563,2 K], добавлен 25.02.2012Состав и строение грунтов, типы просадки. Методы устранение просадочности лессовых грунтов. Лессовые просадочные грунты западной Сибири. Изменения физико-механических характеристик лессовых грунтов г. Барнаула в зависимости от сроков эксплуатации зданий.
реферат [633,7 K], добавлен 02.10.2013Оценка инженерно-геологических условий строительной площадки. Расчет физико-механических свойств грунтов. Определение показателей текучести слоя, коэффициента пористости и водонасыщенности, модуля деформации. Разновидности глинистых грунтов и песка.
контрольная работа [223,4 K], добавлен 13.05.2015Величина углов внутреннего трения песчаного грунта в зависимости от его гранулометрического состава и плотности. Непостоянство коэффициента трения для одной породы в зависимости от ее состояния, кривые изменения в связи с изменением состояния грунта.
курсовая работа [1002,1 K], добавлен 24.06.2011Проведение оценки строительных свойств грунтов и выделение их таксономических единиц. Классификация песчаного грунта по водонасыщению и коэффициенту пористости. Схема определения мощности пласта. Расчет пластичности и консистенции глинистого грунта.
курсовая работа [162,8 K], добавлен 17.09.2011Инженерная геология в проектировании и строительстве промышленно-гражданских сооружений и их эксплуатации. Показатели физических свойств грунтов, их единицы измерения. Грунтовые воды. Закон Дарси, коэффициент фильтрации. Трещинные подземные воды.
контрольная работа [129,0 K], добавлен 18.03.2008Значение инженерной геологии для проектирования и строительства. Задачи, решаемые этой наукой. Происхождение, минералогический и химический составы, структура, текстура и условия залегания. Основные физико-механические показатели свойств горных пород.
контрольная работа [260,9 K], добавлен 14.07.2010Характеристика крупнообломочных и песчаных грунтов. Анализ влияния состава, структуры, текстуры и состояния грунтов на их свойства. Инженерно-геологическая классификация грунтов. Характер связей между частицами в породах. Механические свойства грунтов.
контрольная работа [27,9 K], добавлен 19.10.2014Обоснование роли инженерной геологии для строительства железных дорог и их эксплуатации. Анализ физико-механических свойств горных пород, необходимых для проектирования и строительства. Методы определения абсолютного и относительного возраста пород.
контрольная работа [1,8 M], добавлен 26.04.2010Особенности набухания и пластичности глинистых грунтов. Определение набухания, верхнего и нижнего пределов пластичности. Исследование влияния на свойства грунта замачивания и высушивания при проведении инженерного строительства разнообразных объектов.
курсовая работа [954,4 K], добавлен 30.03.2014Анализ способов оценки инженерно-геологических и гидрогеологических условий площадки строительства. Рассмотрение особенностей определения классификационных показателей и физико-механических свойств грунтов. Анализ грунтовых условий строительной площадки.
контрольная работа [620,4 K], добавлен 15.05.2014Предельные абсолютные и относительные деформации пучения фундамента. Физико-механические характеристики мерзлых грунтов. Классификация мёрзлых грунтов по гранулометрическому составу, льдистости и засоленности. Свойства просадочных грунтов лёссовых пород.
курсовая работа [558,0 K], добавлен 07.06.2009Характеристики и свойства горных пород и их породообразующих минералов. Условия образования эоловых отложений. Составление инженерно-геологической характеристики грунтов. Описание подземных межмерзлотных вод, особенности их существования и движения.
контрольная работа [588,9 K], добавлен 31.01.2011Свойства грунтов и опасные геологические процессы в районе железнодорожной ветки Краснодар-Туапсе. Выбор мероприятий для обеспечения устойчивости железнодорожного полотна. Буронабивные сваи по разрядно-импульсной технологии. Расчеты устойчивости склона.
дипломная работа [4,0 M], добавлен 09.10.2013Породообразующие минералы. Магматические, метаморфические и осадочные горные породы. Их основные признаки и физические свойства. Классификация грунтов. Анализ инженерно-геологических процессов и условий территории, оценка перспективности её застройки.
учебное пособие [3,7 M], добавлен 30.05.2012Физико-географическое описание и геолого-литологическая характеристика грунтов. Определение гранулометрического состава моренных грунтов. Аэрометрический метод определения состава грунтов - необходимое оборудование, испытание, обработка результатов.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 15.02.2014Породообразующие минералы и горные породы. Водно-физические свойства грунтов. Экзогенные процессы и вызванные ими явления. Геологическая деятельность атмосферных осадков. Геологическая деятельность озер, болот и водохранилищ. Особенности лессовых грунтов.
курс лекций [1,8 M], добавлен 20.12.2013Геология как наука о Земле, изучающая строение, состав и историю развития, закономерности и процессы формирования и развития земной коры, а также этапы развития органической жизни на Земле. Главнейшие разделы геологии, вклад в науку русских ученых.
презентация [139,3 K], добавлен 23.01.2016Определение физических характеристик песчаного грунта, его расчетные характеристики. Использование весового способа для определения влажности. Методы режущего кольца и парафинирования для определения плотности (удельного веса) грунта и его частиц.
курсовая работа [587,4 K], добавлен 02.10.2011Построение полной диаграммы деформации при объемном напряжение сжатия для образца породы с упругими свойствами. Определение участков лавинного развития трещин. Слоистые горные породы, их геомеханический состав. Объемный и поверхностный масштабные эффекты.
контрольная работа [522,1 K], добавлен 26.06.2012