Физические свойства грунтов

Методические указания к лабораторным работам

по курсу механики грунтов

(для студентов всех строительных специальностей

дневной и заочной формы обучения)

УТВЕРЖДЕНО

на заседании кафедры СПОФ

«10»ноября 2013 г.

Зав. Кафедрой СПОФ

__________ Я.А.Пронозин

Тюмень – 2013

Ашихмин О.В., Соловьев А.В.

Методические указания к лабораторным работам по курсу «Механика грунтов» для студентов дневной и заочной форм обучения всех строительных специальностей; Тюмень: ТюмГАСУ, 2013г.

Рецензент: Я.А. Пронозин

Тираж 200 экз.

ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»

Ашихмин О.В., Соловьев А.В.

Редакционно-издательский центр ГОУ ВПО «Тюменский государственный архитектурно-строительный университет»

Содержание

1. Введение……………………………………………………………..…….….….4

2. Основные понятия механики грунтов…………………………………….…..6

3. Л. р. № 1 Определение плотности грунта методом режущих колец…………9

4. Л. р. № 2 Определение влажности грунта методом высушивания до постоянной массы..…………………………………………………………………………11

5. Л. р. № 3 Определение границ пластичности и текучести глинистых грунтов ………..………………………………………..……………………………………14

6. Л. р. № 4 Определение максимальной плотности грунта при оптимальной влажности грунта ……………………………………………………….…………18

7. Л. р. № 5 Определение угла естественного откоса песчаного грунта……… 24

8. Л. р. № 6 Определение коэффициента фильтрации песчаного грунта………...

………………………………………………………………………………………27

9. Л. р. № 7 Определение сопротивления грунтов одноплоскостному срезу……

……………………………………………………………………………………....35

10. Л. р. № 8 Определение компрессионного сжатия грунтов ………………...47

11. Список литературы…………………………………………………………...58

Введение

Настоящие методические указания содержат краткие сведения об основ­ных понятиях предмета «Механика грунтов».

Далее приводятся указания, предназначенные для самостоятельного выполнения студентами лабораторных работ по определению ряда характеристик различных грунтов. Методика лабораторных работ рассчитана на оборудование учебной лаборатории кафедры СПОФ, а их количество соответствует рабочей программе курса «Механика грунтов».

Целью лабораторных работ является ознакомление студентов с методикой исследования физико-механических свойств грунтов, играющих значительную роль при проектировании фундаментов сооружений различного назначения, автомобильных дорог, подземных сооружений.

Лабораторные работы выполняются студентами самостоятельно под контролем преподавателя. Академическая группа для выполнения работы разбивается на бригады, закрепленных за определенными лабораторными столами и отвечающих за сохранность конкретного комплекта лабораторного оборудования.

Приступая к лабораторной работе, каждый студент составляет конспект, в котором отражается:

- название лабораторной работы;

- цель работы;

- понятие об определяемой характеристике и ее практическое значение;

- список используемого оборудования, при необходимости дополненный схемами;

- методика выполнения работы;

- таблицы для занесения опытных данных.

Далее, участвуя в коллективном выполнении опыта, студент заполняет таблицу, содержащую цифровой материал проводимых опытов и испытаний.

По окончании работы бригада приводит в порядок свой стол, моет и убирает оборудование. Лабораторная работа заканчивается обработкой результатов (в том числе и графической), написанием вывода.

В конце занятия записи предъявляются преподавателю. В случае правильного выполнения работы и достоверности полученных результатов они засчитываются как выполненная работа. При плохо организованной работе бригады, и получении результатов, значительно отличающихся от среднестатистических, преподаватель оставляет за собой право требовать повторного проведения лабораторной работы.

Пропущенные студентами лабораторные работы должны быть отработаны в порядке, установленном кафедрой.

Основные понятия механики грунтов

Механика грунтов-научная дисциплина, в которой изучаются напряженно-деформированное состояние грунтов и грунтовых массивов, условия прочности грунтов, давления на ограждения, устойчивость грунтовых массивов против сползания и разрушения, взаимодействие грунтовых массивов с сооружениями и ряд других вопросов. Механика грунтов является составной частью геомеханики.

Грунт - горные породы, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объек­том инженерно-строительной деятельности человека.

Грунты могут служить:

1) материалом оснований зданий и сооружений;

2) средой для размещения в них сооружений;

3) материалом самого сооружения.

Для рационального использования грунтов в строительной практике проводят физико-механические исследования грунтов, включающие определение физических и механических (прочностных и деформационных) характеристик отобранных проб грунта. Комплексные исследования осуществляются как в лабораторных, так и в полевых условиях.

Структура грунта — размер, форма и количествен­ное (процентное) соотношение слагающих грунт частиц.

Текстура грунта — пространственное расположение слагающих грунт элементов с разными составом и свойствами.

Физические свойства грунтов

Плотность грунта r - это отношение массы грунта к его объему. Эта характеристика зависит от плотности слагающих грунт минералов.

Плотность частиц грунта r_s – отношение массы твердых (скелетных) частиц грунта к их объему.

Плотность сухого грунта (плотность скелета грунта) r_d - отношение массы грунта за вычетом массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему, вычисляют по формуле:

где r — плотность грунта, г/см³;

W — влажность грунта, д. е.

Коэффициент пористости е – отношение объема пор к объему твердых частиц грунта. Определяется по формуле:

где r_s — плотность частиц грунта, г/см³;

r_d — плотность сухого грунта, г/см³.

Пористость- суммарный объем всех пор в единице объема грунта, независимо от их величины, заполнения и характера взаимосвязи.

Степень водопроницаемости¾ характеристика, отражающая способность грунтов пропускать через себя воду и количественно выражающаяся в коэффициенте фильтрации К_ф, м/сут.

Коэффициент фильтрации К_ф - это численная характеристика водопроницаемости (способности грунта фильтровать воду).

Градиент напора – отношение разности напора воды к длине пути фильтрации.

Коэффициент водонасыщения S_r, д. е. — степень заполнения объема пор водой. Определяется по формуле:

где W — природная влажность грунта, д. е.;

е — коэффициент пористости;

r_s — плотность частиц грунта, г/см³;

r_w — плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Влажность грунта w - отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы.

Гигроскопическая влажность w_g – влажность грунта в воздушно-сухом состоянии, т.е. в состоянии равновесия с влажностью и температурой окружающего воздуха.

Влагоемкость (гигроскопическая, максимальная молекулярная) - способность грунтов вмещать в порах и удерживать на поверхности частиц то или иное количество воды.

Водоотдача - способность грунта, насыщенного водой, отдавать ее под действием силы тяжести.

Водопроницаемость - способность грунта пропускать через себя некоторое количество воды в единицу времени.

Водонасыщение - это свойство дисперсных грунтов впитывать и удерживать в себе свободную воду.

Граница текучести w_L — влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояний.

Граница раскатывания (пластичности) w_p — влажность грунта, при кото­рой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний.

Число пластичности I_p — разность влажностей, соответствующая двум состояниям грунта: на границе текучести W_L и на границе раскатывания W_p.

Показатель текучести I_L — отношение разности влажностей, соответствующих двум состояниям грунта: естественному W и на границе раскатывания W_p, к числу пластич­ности I_p.

Оптимальная влажность грунта W_опт –влажность грунта, при которой достигнута максимальная плотность скелета грунта.

Угол естественного откоса песков - это предельный угол свободного отсыпания песка, при котором грунтовая масса находится в устойчивом состоянии.

Консистенция - степень подвижности частиц глинистого грунта, обусловленная различным содержанием в нем воды. Характеризует глинистые грунты и бывает твердой, пластичной или текучей.

Пластичность - способность грунта изменять форму без нарушения сплошности под воздействием внешних усилий и сохранять приданную форму после устранения воздействия.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском по сайту: