Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Скачать 1.6 Mb.

Название	Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»
страница	1/14
Тип	Руководство

rykovodstvo.ru > Руководство ремонт > Руководство

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

Министерство высшего и среднего специального образования

РСФСР

Новгородский политехнический институт

_______________________________________________________________

Кафедра строительного производства

РУКОВОДСТВО

К выполнению лабораторных работ по курсу

«Механика грунтов, основания и фундаменты» для студентов специальностей «Промышленное и гражданское строительство» 270102,

«Городское строительство и хозяйство» 270105.

В. Новгород

2009 г.

С О С Т А В И Л:

К.Т.Н., доцент

Кудряшов В.П.

Рецензент:

К.Т.Н., профессор

Хузин З.М.

ОГЛАВЛЕНИЕ: стр.

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

Правила для студентов……………………………………………………………4

Отбор, упаковка и транспортирование

образцов пород для лабораторных исследований………………………………5

Лабораторная работа №1 «Определение гранулометрического

состава песчаных грунтов на ситах».…………………………………………….7

Лабораторная работа №2 «Определение влажности грунта».…………………22

Лабораторная работа №3 «Определение границ текучести и

раскатывания глинистого грунта».……………………………………………….31

Лабораторная работа №4 «Определение удельного веса частиц грунта»……..43

Лабораторная работа №5«Определение удельного веса грунта»………………54

Лабораторная работа №6«Определение коэффициента фильтрации песчаного грунта»……………………………………………………………………………...64

Лабораторная работа №7«Определение показателей деформируемости грунта при сжатии в компрессионном приборе»……………………………………………..82

Лабораторная работа №8«Определение показателей сопротивления грунта сдвигу методом прямого среза образца»………………………………………………....102

Лабораторная работа №9«определение угла естественного откоса песчаных грунтов»…………………………………………………………………….………121

Введение.
Задачей руководства к лабораторным работам по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты», является освоение студентами основных методов лабораторного изучения показателей физического состояния и механических свойств песчаных и глинистых грунтов, получение практических навыков по работе на лабораторном оборудовании, закрепление и углубление теоретических знаний.

Выполнение лабораторных работ увязывается с чтением лекций и способствует необходимому углублению и закреплению знаний по изучаемому курсу. В целях лучшего усвоения материала в лабораторных работах приводятся краткие теоретические положения по грунтоведению об изучаемом показателе и его практическом применении, а после каждой работы в руководстве приведены вопросы для самопроверки.

Методика определения показателей физико-механических свойств грунтов изложена в соответствии с действующими ГОСТ, руководствами и инструкциями принятыми в научных и производственных лабораториях.

Лабораторный практикум заключается в выполнении студентами под руководством преподавателя шести заданий. Для выполнения каждого задания предусмотрено двухчасовое занятие. Задание, в зависимости от трудности и длительности выполнения отдельных работ, может состоять из одной или двух лабораторных работ близких по технике выполнения.
Правила для студентов.

Прежде чем приступить к работе в лаборатории студент обязан изучать соответствующие разделы курса по учебникам и руководствам по лабораторным исследованиям грунтов.

Необходимо изучить пояснения и методичку проведения лабораторной работы по настоящему руководству, сделать для себя необходимые записи в рабочую тетрадь, подготовить необходимые таблицы и координатные сетки для вычерчивания графиков.

Результаты каждой лабораторной работы вносятся вручную в тетрадь и подписываются преподавателем или студентом. При оформлении лабораторной работы приводится краткое описание методики ее выполнения, таблицы экспериментальных данных, результаты обработки и вычислений.

Студенты могут сдавать лабораторные работы по мере их готовности в отведенные часы консультаций преподавателя, ведущего занятия. При сдаче лабораторных работ студент должен показать знания существа определяемых физико-механических характеристик грунтов, особенности их определения с помощью лабораторного оборудования и применение их для практических расчетов. Рабочая тетрадь остается у студентов и служит в дальнейшем для подготовки и сдаче зачетов и экзаменов.
Отбор, упаковка и транспортирование образцов

пород для лабораторных исследований.
Достоверность результатов лабораторного изучения физико-механических свойств грунтов зависит от правильности отбора образцов, сохранения их в процессе транспортирования и хранения.

Все операции по отбору, консервации, транспортированию и хранению образцов грунтов для лабораторных исследований должны выполняться согласно ГОСТ 12071- 84. Образец грунта с сохранением структуры естественного сложения называются монолитами. При отборе и последующей работе должна обязательно сохраняться ориентация (низ- верх) монолита в условиях природного залегания.

Отбор монолитов грунта может производиться из горных выработок с помощью ножа, лопаты и пр., а также из буровых скважин с помощью специальных устройств-грунтоносов. Отбор монолитов из горных выработок осуществляется вручную, что при соответствующих навыках и тщательности исполнения способствует наименьшему нарушению природной структуры грунта. Отбор монолитов из скважин в зависимости от правильности выбора оборудования и способа производства работ приводит к нарушению природной структуры грунта в большей или меньшей степени.

Однако в отличие от горных выработок устройство буровых скважин является менее трудоемким, дорогостоящим, а часто и технически наиболее целесообразным решением.

Отбор монолитов из скважин широко применяется на практике, а имеющиеся конструкции грунтоносов позволяют обеспечить минимальное приемлемое для решения практических задач, нарушение структуры грунта.

К упаковке образцов грунта для транспортирования и хранения необходимо подходить особенно тщательно. Образцы породы, отобранные, для лабораторных испытаний без сохранения природной структуры и природной влажности укладывают в тару обеспечивающую сохранность мелких частиц грунта (обычно мешок из плотной материи или синтетической пленки).

Образцы грунта, отобранные, с нарушением природной структуры при требовании сохранения естественной влажности должны помещаться в корозионностойкие банки с герметически закупоривающими крышками.

Монолиты грунта, отобранные из горных выработок или буровых скважин, необходимо немедленно изолировать от наружного воздуха путем помещения его в герметическую жесткую тару, либо путем парафинирования. Парафинирование производится путем обмотки монолита слоем марли, предварительно пропитанной расплавленным парафином, смешанным с гудроном и последующей обливки парафином. Процесс повторяют два раза. До парафинирования и после парафинирования на верхнюю поверхность монолита приклеивается этикетка с необходимыми данными о нем, записанными с помощью карандаша для исключения размазывания записей.

Образцы грунта, предназначенные для транспортировки в лаборатории расположенные на значительном расстоянии от места отбора проб, необходимо упаковывать в ящик. Укладка монолитов в ящик должна быть плотной, с заполнением свободного пространства древесными опилками. Между монолитами и стенками ящика слой опилок должен составлять 3- 4 см, а между монолитами 2-3 см.

При транспортировании монолиты не должны подвергаться резким динамическим и температурным воздействиям.

Срок хранения упакованных образцов нарушенного сложения, для которых требуется сохранение естественной влажности, не должно превышать двух суток, считая с момента их отбора до лабораторных испытаний.

Срок хранения упакованных монолитов в специальных помещениях и камерах не должен превышать для маловлажных песчаных и глинистых твердой и полутвердой консистенции – трех месяцев; других видов грунтов – полутора месяцев.

Срок хранения упакованных монолитов вне специальных помещений не должен превышать 15 суток.

Монолиты имеющие повреждения гидроизоляционного слоя и дефекты упаковки или с неправильным хранением, следует принимать к испытаниям только как образцы грунта нарушенного сложения.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № I

Определение гранулированного состава песчаных грунтов на ситах.

Гранулометрический (механический)

состав грунтов.
Рыхлые горные породы (грунты) состоят из отдельных минеральных частиц и их агрегатов различных по размеру, форме и вещественному составу. От размеров, формы и состояния поверхности отдельных зерен в значительной мере зависят механические свойства грунтов. В инженерном грунтоведении приняты следующие наименования зерен грунта крупности.

№ п.п.	Наименование зерен грунтов	Размер зерен, мм
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.	Валуны, глыбы Галька, щебень Гравий, дресва Песчаные зерна Пылеватые частицы Глинистые частицы Коллоидные частицы	200 10 до 200 2 до 10 0,05 до 2 0,005 до 0,05 0,00025 до 0,005 0,00025

Каждое из наименований частиц и зерен, указанных в таблице, имеет свои особенности и следовательно оказывает различное влияние на физические и механические свойства грунта. Степень этого влияния зависит от количественного содержания в грунте тез или иных частиц. Очень важно отметить главные свойства названных зерновых составляющих грунта.

Валуны, глыбы, галька, щебень, гравий, дресва имеют минеральный состав материнской породы; их содержание в грунте понижает связность, увеличивает внутреннее трение, повышает водопроницаемость и водостойкость в отношении размываемости, суффозии.

Песчаные зерна состоят главным образом из какого- либо одного минерала, чаще всего кварца. Наличие в грунте песчаных зерен уменьшает связанность, сжимаемость и упругость грунта, повышает его размокаемость и размываемость, в зависимости от крупности и количественного содержания в грунте увеличивается внутреннее трение и , следовательно, прочность грунта.

Глинистые частицы, или зерна, представляют собой по минеральному составу в основном частицы вторичных минералов, образованных химическими процессами при выветривании горных пород. Вторичные минералы и, следовательно, глинистые частицы сильно различаются по взаимодействию с водой и водными растворами. Глинистые зерна имеют кристаллическое строение, весьма малые размеры и пластинчатую, чешуйчатую или игольчатую форму. Такие разновидности формы создают высокую удельную поверхность (общую поверхность частиц, содержащихся в 1 см³ грунта). Поверхностная активность глинистых частиц при взаимодействии с молекулами воды (диполями) настолько велика, что плотность воды связанной вокруг глинистых частиц не удается удалить путем создания внешних давлений. Содержание в грунте глинистых частиц придает ему связность, сообщает грунту свойство пластичности, снижает водопроницаемость, снижает сжимаемость, упругость.

Пылеватые частицы занимают промежуточное значение между песчаными и глинистыми. По минеральной природе крупные зерна сходны с песчаными, а мелкие с глинистыми. В соответствии с многообразием в минеральной природе пылеватые частицы по-разному влияют на свойства грунтов.

Чаще всего их присутствие в грунте способствует связности, ускоряет размягчаемость и размокаемость, повышает вымываемость и способствует возникновению подвижности в грунте при увеличении влажности и наличии внешних, особенно динамических воздействий.

Коллоидные частицы увеличивают удельную поверхность грунта. Они при взаимодействии с водой образуют коллоидные пленки вокруг пылеватых и глинистых зерен. Эти пленки поглощают и удерживают воду, препятствуют движению воды в порах грунта, повышают сцепление и пластичность грунтов.

Большинство видов грунта состоит из зерен и частиц различных размеров и следовательно их свойства определяются гранулометрическим составом, под которым понимается относительное содержание в грунте (по весу) частиц различной крупности.

Для определения гранулометрического состава выполняется гранулометрический анализ, который заключается в расчленении грунта на группы с близкими по размерам частицами. Группа частиц с близкими размерами называется фракцией. Размер частиц обычно определяют по диаметру и выражают в миллиметрах. Плотность компановки структуры грунтов зависит от размеров частиц, с уменьшением размеров зерен от валунов до песчаных частиц уменьшаются в размеры пор между частицами и, следовательно, уменьшается объем пор и в значительной степени уменьшается водопроницаемость таких грунтов. Однако, дальнейшее уменьшение частиц до глинистых не способствует увеличению плотности структуры. Из- за наличия оболочек прочносвязанной воды вокруг глинистых частиц их контакт между собой осуществляется только через эти оболочки. В результате наблюдается, что глинистые грунты, состоящие из очень мелких частичек, имеют большую пористость чем песчаные грунты, размер частичек которых на несколько порядков выше. При этом, несмотря на более высокую пористость, глинистые грунты являются практически не проницаемыми для воды.

Рассмотренный пример показывает, что зерновой анализ заключающийся в механическом разделении грунта на фракции не определяет свойств грунта в механическом соотношении свойств отдельных фракций.

Определение гранулометрического состава необходимо для решения ряда практических вопросов:

Классификация грунтов.
Приближенное вычисление водопроницаемости крупнозернистых грунтов (песчаных).
Оценка рыхлых несвязных грунтов как строительного материала и главным образом как заполнителя при изготовлении бетона.
Оценка пригодности грунтов для использования их при осыпке насыпей для дорог, дамб, земляных плотин.
Оценка возможных явлений суффозий в теле фильтрующих плотин, в стенках котлованов и т. д.

От видов песчаных грунтов по крупности частиц в значительной степени зависит величина расчетных давлений на грунт.

В настоящее время разработано много способов гранулометрического анализа грунтов. Эти способы можно объединить в следующие группы.

1. Глазомерный или визуальный анализ, заключающийся в сравнении на глаз изучаемого грунта с эталонами, механический состав который известен.

2. Полевые методы заключающиеся в оценке гранулометрического состава грунта по числу набухания и механическому числу, определяемый в специальной воронке и трубе.

3. Ситовой способ – рассеивание грунта на ситах.

4. Гидравлические способы, основанные на различии в скорости падения в воде частиц разной крупности.

5. Непрерывные способы анализа (пипеточный анализ, непосредственное взвешивание осадков последовательно выпадающих из суспензий, ареометрический способ и др.).

6. Центрифугирование, основанное на разной скорости осаждения частиц грунта разной крупности центробежной силой.

В Советском Союзе наибольшее распространение в инженерно- геологической практике получили ситовой анализ, методы двойного отмучивания, пипеточный метод, ареометрический анализ и полевой метод.

Для строительной классификации грунтов чаще всего применяют ситовой и комбинированный метод для песчаных и крупнообломочных грунтов. Классификация глинистых грунтов, обладающих связностью, производится в зависимости от степени (числа) пластичности. Однако это не исключает необходимости во многих случаях производить точный анализ грансостава глинистых грунтов, и глинистых песков.
Определение гранулометрического состава

песчаных грунтов на ситах

Описание прибора.
Гранулометрический анализ на ситах является основным методом для определения механического состава песчаных грунтов и производится при помощи комплекта сит (Рис. 1.). Стандартный комплект сит состоит из шести сит (1) поддона (2) и крышки (3). Три сита выполняются из медной или латунной сетки простого плетения с отверстиями квадратной формы размером 0,5; 0,25 и 0,10 мм.

Ситовой анализ может носить самостоятельный характер, когда при анализе ограничивается выделением фракции больше 0,1 мм. При необходимости выделения в грунте пылеватых и глинистых фракций ситовой анализ является составной частью комбинированного анализа.
Необходимые приборы и оборудование.
- Набор стандартных сит;

- Технические весы с разновесами;

- Фарфоровые чашечки;

- Линейка;

- Шпатель;

- Фарфоровая ступка с резиновым пестиком;

- Лист бумаги.

Ход работы:

Довести грунт до воздушно- сухого состояния, растереть крупные комки в фарфоровой ступке резиновым пестиком, затем рассыпать грунт на листе бумаги. Растирать грунт нужно осторожно, чтобы избежать разрушения отдельных зерен.
Взять среднюю навеску. Для этого высушенный и растертый грунт, в объеме примерно 4-8 средних навесок, тщательно перемешать, затем шпателем или линейкой распределить по листу бумаги тонким ровным слоем толщиной и несколько миллиметров и двумя взаимно перпендикулярными линиями разделить на четыре равные части (квадранты) (Рис. 2а). Для противоположных (по диагонали) квадранта оставить в качестве сокращенной пробы, а два других удалить с помощью шпателя с листа бумаги (Рис. 2б). Каждый из оставшихся квадрантов двумя взаимно перпендикулярными линиями поделить на четыре равные части (Рис. 2в). Оставить по два противоположных квадранта, а по два других удалить (Рис. 2г). Такое деление пробы (квартование) продолжать до тех пор пока, на листе бумаги не останется необходимый объем грунта: примерно 100 г для грунтов, не содержащих частиц крупнее 2 мм; 500 г для грунтов, содержащих до 10 % частиц крупнее 2 мм; около 1000 г при содержании частиц крупнее 2 мм от 10% до 30% и не менее 2000 г при содержании указанных частиц больше 30%. Содержание в грунте частиц крупнее 2 мм определяется визуально.
Отобранную пробу взвесить на технических весах с точностью до 0,01 г и результаты взвешивания занести в рабочий журнал.
Взвешенную пробу пропустить через набор сит 10- 0,1 мм. Сита собрать в колонну так, чтобы отверстия их уменьшились сверху вниз (Рис. 1). На верхнее сито надеть крышку 3, а под нижнее подставить поддон 2. просеивание осуществлять с помощью легких боковых ударов ладонями до полной сортировки частиц грунта.

1 2 3 4 5 6 7 8 9 ... 14

	Методические рекомендации по выполнению лабораторных работ по курсу... ...		Методические указания по выполнению лабораторных работ по междисциплинарному курсу мдк02. 01 ПМ02. Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования
	Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по курсу моделирование... Рассчитать коэффициенты передаточной функции управляемого объекта по заданным исходным данным		Методические указания по выполнению лабораторных работ Издательство Инженерная геодезия. Методические указания по выполнению лабораторных работ. Составители: Шешукова Л. В., Тютина Н. М., Клевцов Е....
	Методические указания по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Методические указания по выполнению лабораторных работ рассмотрены и утверждены на заседании кафедры «Безопасность труда и инженерная...		Методические указания к выполнению kjrcobou и дипломной работ по курсу Методические указания к выполнению курсовой и дипломной работ по курсу «Экономика и организация производства на предприятия приборостроения»:...
	Стандартное задание 7 Расширенное задание 8 Рекомендации по выполнению... Данное методическое пособие представляет собой руководство по установке и настройке необходимого программного обеспечения и выполнению...		Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и... Методические указания для студентов по выполнению лабораторных и практических работ
	Руководство по выполнению базовых экспериментов эцпот. 001 Рбэ (901) Руководство предназначено для использования при подготовке к проведению лабораторных работ в высших и средних профессиональных образовательных...		Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит...
	Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических... Методические рекомендации по выполнению лабораторных и практических работ для студентов 2-го курса		Сборник методических указаний для студентов по выполнению лабораторных работ дисциплина «химия» Методические указания для выполнения лабораторных работ являются частью основной профессиональной образовательной программы Государственного...
	Руководство по проектно-конструкторским работам: Стабилизация слабых грунтов ct97-0351 Разработка и реализация методов стабилизации слабых грунтов органического происхождения		Библиография по технической мелиорации грунтов. Часть III. Глубинная... Завершают третью часть обзора публикации по различным методам контроля инъекционного закрепления грунтов
	Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине... Изыскания и основы проектирования, автомобильных дорог. Методическое пособие по выполнению лабораторных работ по дисциплине «Основы...		Учебное пособие по выполнению лабораторных работ разработано в соответствии... Механизация и электрификация сельскохозяйственного производства: учебное пособие по выполнению лабораторных работ / И. П. Машкарева,...

Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Похожие: