ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Российская Федерация

Федеральное агентство по образованию

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

«Алтайский государственный технический университет им. И.И.Ползунова»

Кафедра «Основания, фундаменты, инженерная геология и геодезия»

Ж У Р Н А Л

ЛАБОРАТОРНЫХ РАБОТ

По дисциплине «Механика грунтов»

ВЫПОЛНИЛ: студент гр. ПЗ-91

Погорелова Е.

ПРОВЕРИЛ: Амосова Л.Н.

«23» марта_2012г. __________________

БАРНАУЛ 2012

СОДЕРЖАНИЕ

Общие положения …………………………………………………3

I. Определение свойств песчаных грунтов

Лабораторная работа № 1. Определение гранулометри-

ческого (зернового) состава песка и степени его

неоднородности (ГОСТ 12536-79) ……………………………...4

Лабораторная работа № 2. Определение угла внутреннего

трения песчаных грунтов по углу естественного откоса ……..6

Лабораторная работа № 3. Определение коэффициента

фильтрации песков (ГОСТ 25584-90) …………………………..7

II. Определение физико-механических свойств глинистых грунтов

Лабораторная работа № 4. Определение плотности грунта

методом режущего кольца и природной влажности грунта

весовым способом (ГОСТ 5180-84) ……………………………10

Лабораторная работа № 5. Определение пределов пластич-

ности глинистых грунтов (ГОСТ 5180-84). Вычисление

производных физических характеристик грунта ……………...11

Лабораторная работа № 6. Определение прочностных

характеристик глинистых грунтов (ГОСТ 12248-96) ………….15

Лабораторная работа № 7. Сжимаемость грунтов.

Определение относительной просадочности грунта

(ГОСТ 12248-96, ГОСТ 23161-78) ………………………………18

Приложения

Приложение А ……………………………………………………..22

Приложение Б ……………………………………………………..23

Приложение В ……………………………………………………..23

Приложение Г ……………………………………………………..24

ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1. Лабораторные работы по дисциплине «механика грунтов» выполняют студенты всех форм обучения по направлениям «Строительство» и «Транспортное строительство».

2. Целью работ является ознакомление студентов с современными методами лабораторных исследований физико-механических свойств горных пород.

3. Методики определений показателей изложены по существующим ГОСТам в виде инструктивных указаний, единицы измерения физических величин приведены в системе СИ и в соответствии с ГОСТ 25100-95 «Грунты. Классификация».

4. Перед началом каждой работы студенты должны ознакомиться с ее содержанием, необходимым оборудованием, ходом работы, заготовить форму журнала записей результатов наблюдений и графических построений.

5. Все записи делаются в журнале лабораторных работ четко и разборчиво.

6. Работа выполняется бригадой в 3-4 человека.

7. В конце каждого занятия студент оформляет свой отчет по работе, делает необходимые выводы и оставляет журнал для просмотра преподавателю.

8. Перед началом лабораторных работ все студенты должны ознакомиться с правилами техники безопасности и расписаться в журнале по ТБ.

9. На каждое занятие назначается дежурная бригада, которая получает и сдает все оборудование лаборанту кафедры.

I. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СВОЙСТВ ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ

В классе грунтов без жестких структурных связей в группе осадочных несцементированных выделена группа обломочных песчаных пород, среди которых разделение на типы проводится по гранулометрическому составу, согласно ГОСТ 25100-95 /1/.

По степени неоднородности гранулометрического состава выделяют песок однородный и неоднородный.

Для ориентировочного представления о сопротивлении песчаных грунтов сдвигу по коэффициенту внутреннего трения определяют угол их естественного откоса в сухом состоянии.

Водопроницаемость песков численно характеризуется коэффициентом фильтрации.

После выполнения лабораторных работ № 1, 2 и 3 составляется сводная таблица свойств исследуемого песка.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ПЕСКА И СТЕПЕНИ ЕГО НЕОДНОРОДНОСТИ

(ГОСТ 12536-79) /2/

Под гранулометрическим или зерновым составом песка понимается относительное содержание в нем (по массе) частиц разной величины.

Определение гранулометрического состава необходимо для решения ряда практических вопросов, важнейшими из которых являются:

1. Классификация грунтов по зерновому составу согласно ГОСТ 25100-95 /1/ (приложение А, таблица 1).

2. Приближенное вычисление водопроницаемости по эмпирическим формулам.

3. Оценка пригодности грунтов для использования их как строительных материалов, в качестве насыпей и др.

Основным методом определения гранулометрического состава чистых песков является анализ на ситах без промывки водой по ГОСТ 12536–79 /2/.

Необходимое оборудование:

1. Комплект сит с отверстиями диаметром 5мм, 4 мм, 3 мм, 2мм, 1мм, 0,5 мм, 0,25 мм.

2. Аналитические весы.

3. Ступка и пестик с резиновым наконечником.

4. Шпатель и кисточка.

Ход работы:

1. Берут среднюю навеску песка методом квартования. Для этого высушенный на воздухе образец тщательно перемешивают, выбирают гальку и гравий, распределяют ровным слоем на листе плотной бумаги, шпателем делят на квадраты, проведя борозды в продольном и поперечном направлениях, и с каждой четвертинки отбирают немного песка в состав средней пробы.

2. Из средней пробы взвешивают на весах пробу песка 100 г с точность 0, 01 г.

3. Пробу пропускают через набор сит 5-0,25 мм. Предварительно сита собирают в колонку так, чтобы отверстия их уменьшались сверху вниз. Под нижнее сито подставляют поддон, а на верхнее сито, после высыпания пробы, надевают крышку (рисунок 1). Просеивание осуществляют с помощью легких боковых ударов ладонями рук до полной сортировки частиц грунта.

Рисунок 1 - Комплект сит для гранулометрического анализа

4. Содержимое каждого сита, начиная с крупного, переносят в ступку и дополнительно обрабатывают пестиком, после чего вновь просеивают сквозь тоже сито. Оставшееся после повторного просеивания содержимое на каждом сите и из поддона взвешивают с точностью до 0,01 г и записывают в рабочий журнал по фракциям в %, таблица 1. 5. Для контроля складывают массы отдельных фракций. При расхождении веса более чем на 1% анализ повторяют. Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально из весу. В журнал вносят поправки.

Таблица 1 - Журнал ситового анализа

Наиме-нование грунта	Фракции грунта, %	Тип по ГОСТ 25100-95
>5мм	5-4	4-3	3-2	2-1	1-0,5	0,5-0,25	<0,25
Песок

6. Степень неоднородности гранулометрического состава песчаных грунтов определяется по формуле:

,

где d₆₀ и d₁₀ - диаметры частиц, меньше которых в грунте содержится соответственно 60 и 10 % (по массе).

Степень неоднородности C_u не может быть меньше 1 и практически не бывает больше 200. Чем меньше величина C_u, тем однороднее грунт.

Если C_u < 3, то грунт однородный по грансоставу, C_u ≥ 3 – не однородный по грансоставу.

Величины d₆₀ и d₁₀ определяются графически по кривой неоднородности грансостава, построение которой выполняется в прямоугольной системе координат (рисунок 2): по оси абсцисс откладывают величины диаметров частиц в мм, а по оси ординат – суммы процентов фракций от меньшего диаметра к большему. Подсчет сумм выполняется в таблице 2.

Исследованиями установлено, что на свойства грунта главным образом влияют частицы, приходящиеся на указанный участок кривой.

Пример заполнения таблицы 2 и построения кривой неоднородности грансостава приведены в приложении А, рисунок 1.

Таблица 2

d, мм	% содержание	Сумма % %
< 0,25
0,25
0,5
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0

%

Сумма фракций

Диаметр частиц d, мм

Рисунок 2 - Кривая неоднородности грансостава.

7. В соответствии с ГОСТ 25100-95 /1/ по коэффициенту пористости епесчаные грунты подразделяют на плотные, средней плотности и рыхлые (приложение А, таблица 2); по коэффициенту водонасыщения S_r пески подразделяют на малой степени водонасыщенные, средней степени водонасыщения и насыщенные водой (приложение А, таблица 3).

ВЫВОД: ________

_________________

ЛИТЕРАТУРА

1. ГОСТ 25100-95. Грунты. Классификация. – М.: Изд-во стандартов, 1997. – 34 с.

2. ГОСТ 12536-79. Грунты. Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава. – М.: Изд-во стандартов, 1980. – 24 с.