Обработка результатов испытания образцов грунта в лаборатории механики грунтов в ПГУАС

   Министерство образования и науки РФ

 

Федеральное агентство по образованию

 

Пензенский государственный университет  архитектуры и строительства

 

Кафедра ’’Основания и фундаменты’’

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Расчётно-графическая работа №1

 

По дисциплине ’’Механика грунтов’’

на тему

’’Обработка результатов испытания образцов грунта в

лаборатории механики грунтов в ПГУАС’’

 

 

 

 

 

 

 

                                                          Выполнила : Никитина Е.Г.   

                                                     студентка группы ГТС-31

                            Обозначение:

                                                                          Проверил: к.т.н., доцент Кузнецов А.Н.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Пенза 2008 г.

                                                              Содержание.

 

 

 

1.Исходные данные для РГР № 1……………………………………………………

 

2.Определение  ………………………………………………………………

 

3.Определение плотности грунта  ………………………………………………..

 

4.Определение  с помощью пикнометра…………………………………………

 

5.Определение ………………………………………………………..

 

6.Определение ……………………………………………………………………

 

7.Сводная таблица характеристик  физико-механических свойств грунта

 

8.Литература…………………………………………………………………………

 

 

 

 

 

 

 

 

            

      2.Определение

Влажностью грунта называется отношение массы воды, содержащейся в объёме грунта, к массе высушенного грунта, выраженное в процентах.

Влажность грунта вычисляют по формуле:

,                               (1)

где  -масса пустого стаканчика

-масса стаканчика с грунтом

-масса стаканчика с высушенным  грунтом

За величину влажности  образца грунта принимают среднее  арифметическое результатов определений 

Граница раскатывания -влажность, при которой паста, приготовленная из исследуемого грунта и воды и раскатанная в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на отдельные кусочки длиной 3-10 мм:

 

За границу раскатывания грунта принимают среднее арифметическое значение результатов параллельных определений влажности:

Граница текучести  -влажность пасты, изготовленной из исследуемого грунта и воды, при которой конус погружается под действием собственного веса за 5 секунд на глубину 10 мм:

Разность между пределом текучести  и пределом раскатывания называется числом пластичности . По числу пластичности устанавливается наименование пылевато-глинистого грунта:

                                           (2)

 значит исследуемый грунт-глина

Сравнение естественной влажности  грунта с влажностью на границах раскатывания и текучести позволяет установить его состояние по показателю текучести:

 

                                          (3)

Т.к.

,то исследуемый грунт находится в полутвердом состоянии.

3.Определение  плотности методом взвешивания  в воде.

Плотность грунта естественной структуры равна массе единицы объёма грунта природного сложения и влажности:

                  (4),

где -плотность парафина, принимаемая равной 0,900

-плотность воды, принимаемая  равной 1

4.Определение  с помощью пикнометра.

Плотность твёрдых частиц грунта равна отношению массы твёрдых частиц к их объёму:

                             (5)

За величину принимают среднее арифметическое значение:

Зная природную влажность  и природную плотность грунта, вычисляем плотность скелета грунта:

=

=

< <

1.5<1.83<2.58

 

При известных величинах  вычисляем коэффициент пористости образца грунта в природном состоянии:

                          (6)

, (из таблицы 1.16)

По плотности грунта можем найти  удельный вес грунта по формуле:

                                               (7)

По аналогии удельный вес твёрдых  частиц грунта по формуле:

 

                                            (8)

5.Определение 

Изменение коэффициента пористости после уплотнения от каждой ступени нагрузки определяют по формуле:

                                            (9),

где

-начальная высота образца грунта, мм; =25 мм

=0,00

Коэффициент пористости, соответствующий каждой ступени  давления, вычисляют по формуле:

                                                 (10)

Компрессией называется сжатие образца грунта без возможности  бокового расширения. График зависимости  называется компрессионной кривой.

Для количественной оценки деформационных свойств грунтов  по компрессионной кривой определяют коэффициент , называемый коэффициентом сжимаемости (см. рис 1.)

                                      (11)

В ряде случаев удобно пользоваться параметром, называемым коэффициентом относительной сжимаемости:

                                                   (12)

В качестве деформационной характеристики грунта часто используют модуль общей деформации :

                                          (13),

где

-коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения:

                                                 (14)

Для глины 

МПа-грунт среднесжимаемый.

Определение значения полевого модуля деформации осуществляется по формуле:

                                           (15)

Состояние грунтов по водонасыщенности устанавливается в зависимости от степени влажности, которая равна отношению естественной влажности грунта к влажности, соответствующей полному заполнению пор водой, т.е. к полной влажности:

                                      (16)

0.5< <0.8-грунт влажный

Отношение объёма пор  в образце к объёму самого образца  обозначается n и называется пористостью грунта:

                                                      (17)

6.Определение  и .

График зависимости  сопротивления сдвигу от нормального  напряжения для образцов глинистых  грунтов в интервале применения может быть выражено криволинейной зависимостью. Сопротивление сдвигу обуславливается не только силами трения, возникающими между перемещающимися частицами, но и связываемостью грунта, т. е. сложными процессами нарушениями пластичных (водноколлоидных) и более жестких (цементационных связей). Зависимость сопротивления от нормального напряжения обычно представляется в виде уравнения отрезка прямой:

                                                                  (18)

Это уравнение называют законом Кулона, формулируя этот закон в таком виде: сопротивление грунтов есть функция первой степени от нормального давления. Параметры  и лишь условно могут быть названы удельным сцеплением и углом внутреннего трения грунта, т. к. физика процесса разрушения грунта значительно сложнее. На самом деле это всего лишь параметры зависимости данного грунта, получены опытным путем.        

При оценке результатов  опыта предполагается, что касательные  напряжения по всей плоскости среза  распределяются равномерно и при этих условиях определяется по формуле:

                                                          (19)

=60кПа

(из треугольника 123)          (20)

 

 

По найденному значению

определяют угол внутреннего трения

Удельное сцепление  вычисляют при найденном значении

по формуле:

                                             (21)

7.Сводная таблица  характеристик физико-механических  свойств грунта.

 

 

Наим. грунта	кН/	кН/	W, %	Предел пластичности		%	%	e, д.е	,	E0, МПа	д.е	, град	С, кПа
				, %	, %
глина	17.95	25.31	20	44	17	27	0.1	0.692	0.02	33.08	0.746	8.53	45

 

 

Вывод: По результатам лабораторных испытаний установлены, что исследуемый грунт – полутвердая глина, влажная и среднесжимаемая. Может быть использована в качестве естественного основания.

 

 

 

 

 

 

Список используемой литературы

 

     1.Иванов П. А. ’’Грунты и основания ГТС’’. Механика грунтов.- М.: Высшая                школа 1991 г.

 

2.Долматов Б. И. Механика  грунтов. Основания и фундаменты.- Л.: Стройиздат 1996 г.

 

3.ГОСТ 25.100.-95 Грунты. Классификация. М.: ИПК. Издательство стандартов 1996 г.

 

4.Кузнецов А. А., Муратова  Н.В. Примеры расчёта и проектирования  фундаментов.- Пенза. ПГАСА 1999 г.