Лабораторная работа № 3

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ, ВЛАЖНОСТИ, ВИДА И КОНСИСТЕНЦИИ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТЫХ ГРУНТОВ

3.1. Определение плотности грунта

3.1.1. Характеристика методов определения

Плотностью грунта (r) называется отношение массы грунта (m), включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему (V). Плотность грунта измеряется в г/см³, т/м³.

Величина плотности изменяется в пределах 1,4….2,2г/см³ и зависит от пористости, влажности и минералогического состава частиц, слагающих скелет грунта.

Существует несколько методов определения плотности грунта, отличающихся методикой измерения его объема. На практике чаще всего применяются методы: непосредственных измерений, парафинирования, режущих колец.

Метод непосредственных измерений применяется для определения плотности связных грунтов в полевых условиях. Из грунта вырезается образец в виде куба или призмы. Неточное измерение объема приводит к погрешности определения величины плотности до 10%.

Метод парафинирования применяется для грунтов с твердыми включениями или склонных к крошению, для которых невозможно вырезать образец правильной формы или вдавить режущее кольцо. Объем образца грунта определяется в этом случае, после его парафинирования, путем погружения в воду, по объему вытесненной воды.

Метод режущих колец применяется для определения плотности грунта, в который можно вдавить металлическое кольцо с острыми кромками, с внутренним диаметром 50мм для глинистых грунтов и 70мм для песчаных грунтов, высотой от половины до одного диаметра. Толщина кольца 1,5…2,0мм.

3.1.2. Методика определения плотности грунта

с помощью режущего кольца

Необходимое оборудование и материалы: монолит грунта, специальное кольцо с заостренным режущим краем, штангенциркуль, нож с прямым лезвием, технические весы с разновесами.

С помощью штангенциркуля измеряется высота кольца и его внутренний диаметр. Вычисляется внутренний объем кольца (V, см³) по формуле:

,

где: d-внутренний диаметр кольца; h-высота кольца.

На технических весах определяется масса режущего кольца, (m₁, г).

Производится отбор грунта из монолита в кольцо.

На технических весах определяется масса кольца с грунтом (m₂, г).

Плотность грунта определяется по формуле:

Для каждого монолита грунта производится не менее двух определений плотности. Расхождение в результатах параллельных определений более 0,03г/см³ не допускается. За величину плотности грунта принимается среднее арифметическое значение из показателей каждого из измерений. Результаты определения плотности грунта заносятся в таблицу 3.1.

Таблица 3.1

3.2. Определение природной влажности грунта, вида и консистенции пылевато-глинистых грунтов

3.2.1. Определение природной влажности

Влажностью называется отношение массы воды к массе минеральных частиц (скелета), взятых для одного и того же объема грунта. Влажность выражается в долях единиц.

Природная влажность определяется путем выпаривания воды в сушильном шкафу при температуре 105 ± 2°С.

Методика определения.

Необходимое оборудование и материалы: лабораторные весы с гирями, сушильный шкаф, эксикатор с хлористым кальцием, бюксы алюминиевые.

Взвешиванием определяется масса пустого бюкса с крышкой (m₁, г).

В бюкс помещается не менее 30г грунта. Бюкс закрывается крышкой и взвешивается (m₂, г).

Бюкс с грунтом при открытой крышке выдерживается в сушильном шкафу при температуре 105 ± 2°С 5 часов - для глинистых грунтов и 3 часа - для песчаных. Затем закрывается крышкой и помещается для охлаждения в эксикатор с хлористым кальцием на 30 - 40 минут.

Определяется масса бюкса с сухим грунтом (m¹₃, г).

Затем грунт досушивается: в течение 2-х часов - глинистый и 1 час - песчаный. После чего повторно определяется масса бюкса с сухим охлажденным грунтом (m₃ , г) Операция повторяется до получения одинаковых значений предыдущего и последующего определений.

Природная влажность грунта определяется по формуле:

Для каждого образца грунта природная влажность определяется не менее двух раз. За величину природной влажности принимается среднее арифметическое значение.

Результаты определения заносятся в таблицу 3.2.

Таблица 3.2

3.2.2. Определение вида и консистенции пылевато-глинистых

грунтов

Пылевато-глинистые грунты обладают свойствами пластичности, т.е. свойством изменять свою форму без изменения объема и разрыва сплошности и не восстанавливать ее после снятия внешнего воздействия. Проявление таких свойств наблюдается в определенном интервале влажности.

Переход при увлажнении грунта из твердого состояния в пластичное и при дальнейшем увлажнении в текучее состояние происходит при вполне определенных величинах влажности для каждого грунта.

Влажность, при превышении которой глинистый грунт переходит в пластичное состояние, называется нижним пределом пластичности или границей раскатывания w_р.

Влажность, при превышении которой глинистый грунт переходит в текучее состояние, называется верхним пределом пластичности или границей текучести w_L

Методика определения границы раскатывания

Образец грунта природной влажности объемом около 100см³ помещается в фарфоровую чашку, разминается шпателем или растирается резиновым пестиком и протирается, если влажный, или просеивается, если сухой, через сито.

Грунт переносится в фарфоровую чашку, увлажняется дистиллированной водой до состояния густого теста, закрывается крышкой и выдерживается не менее 2 часов.

Определяется масса пустого бюкса, (m₁, г).

Грунтовая паста тщательно перемешивается, берется небольшой ее кусочек и раскатывается в жгут на стекле или на пластмассовой пластинке. Если жгут диаметром 3мм не растрескивается, грунт следует собрать в комок и вновь раскатать. Эта операция повторяется до тех пор, пока жгут диаметром 3мм не начнет делиться поперечными трещинами на кусочки длиной 3 - 10мм. В этом случае влажность грунта соответствует границе раскатывания.

Для полученных при раскатывании кусков жгута определяют весовую влажность (см. п.3.1.2).

Для каждого образца грунта выполняется не менее двух определений. Расхождение между ними должно быть менее 0,02. За значение границы раскатывания принимается среднее арифметическое из результатов двух определений. Данные опыта заносятся в таблицу 3.3.

Методика определения границы текучести.

Подготовленное грунтовое тесто тщательно перемешивается и с помощью шпателя переносится в стаканчик диаметром 40мм и высотой 20мм, который заполняется доверху. Поверхность грунтового теста выравнивается шпателем.

К поверхности грунта подносится балансирный конус А. М Васильева (рис.3.1.) и опускается. Если за 5 сек. конус погружается на 10мм (до круговой черты), то влажность грунта соответствует границе текучести. Если условие погружения конуса не выполняется, то грунтовое тесто вынимают из стаканчика и по необходимости доувлажняют, добавляя воды, или высушивают путем перемешивания. Затем процесс погружения конуса повторяют и так до выполнения условия его погружения.

Рис. 3.1. Балансирный конус А. М. Васильева

1 - коромысло с шарами-грузами; 2 - конус с ручкой;

3 - круговая метка (риска) на расстоянии 10 мм от вершины конуса;

4 – тигель; 5 - деревянная подставка.

Для полученного грунтового теста определяют весовую влажность (см. п.3.1.2).

Для каждого образца грунта выполняется не менее двух определений. Расхождение между ними должно быть менее 0,02. За значение границы текучести принимается среднее арифметическое из результатов двух определений.

Данные опыта заносятся в таблицу 3.3.

Таблица 3.3

Дата добавления: 2014-10-17; просмотров: 344; Нарушение авторских прав

Мы поможем в написании ваших работ!