Методическое пособие к выполнению лабораторных, практических и самостоятельных работ по инженерной геологии (стр. 2 )

Таблица 1.2

Плотности, т/м3	Влаж- ность w, %	Содержание, % , частиц размером, мм
ρ	ρS	≥2,0	2,0 – 0,5 2,0-0,5	0,5 – 0,25	0,25 – 0,1	< 0,1
1,90	2,68	14,6	14,6	23,7	20,3	26,5	14,6

Решение:

1. По табл. 2.1 находим, что по гранулометрическому составу песок –средней крупности, т. к. масса частиц крупнее 0,25 мм составляет 58,6%, что более 50 %.

2. Плотность сухого грунта

ρd = 1,90 / (1+0,146) = 1,66 т/м3;

3. Пористость грунта n = (ρS - ρd) / ρS = (2,68-1,66) / 2,68 =

= 0,38= 38% ;

4. Коэффициент пористости е = (2,68 - 1,66) / 1,66 = 0,61

По таблице 2.17 находим: по коэффициенту пористости песок относится к средней плотности, так

как 0,55 ≤ е ≤ 0,70

5. Степень влажности Sr = (2,68х0,146) / (0,61х1,0)=0,64

По таблице 2.16 находим: по степени влажности песок влажный, т. к. 0,5 < Sr ≤ 0,8.

6. Объемная влажность wv = 14,6х1,66 = 24,23 % = 0,242

7. Полная влагоемкость wsat = 0,61x1,0/2,68 = 0,23 =23%

8. Удельный вес:

- грунта γ = p g=1,90x9,81 = 18,64 кН/м3

- частиц грунта γS = pS g = 2,68x9,81= 26,29 кН/м3

- сухого грунта γd = pd g = 1,66x9,81=16,28 кН/м3

9. Удельный вес грунта во взвешенном состоянии

γsb = (26,29 - 9,81) / (1+0,61)=10,23 кН/м3

10. Удельный вес грунта при полном водонасыщении

γsat = γd (1+ wsat ) = 16,28 (1+0,23) = 20,02 кН/м3

11.  Полное наименование песка: песок средней крупности, средней плотности, влажный.

12.  Строим кривую зернового состава песчаного грунта (рис.1.1)

Рис. 1.1. Кривая зернового состава песчаного грунта

13.  Определяем степень неоднородности песчаного грунта. Как видно из графика, d60 =0,48; d10 = 0,07;

Cu= d60 / d10 == 0,48 / 0,07 = 6,85;

Следовательно, песок неоднородный, так как Cu > 3.

Лабораторная работа №2.

Определение размокаемости грунта в приборе ПРГ-1

Размокаемость – это способность пылевато-глинистых грунтов при впитывании воды терять связность, разлагаться и превращаться в рыхлую массу. Размокаемость зависит от гранулометрического, минералогического и химического состава грунта, характера и водоустойчивости структурных связей. Размокаемость характеризуется временем, характером и скоростью распада образца грунта. Размокаемость, как один из основных показателей водоустойчивости связных грунтов, используется при оценке устойчивости склонов и откосов, насыпей земляного полотна дорог, стен котлованов и в других инженерно-строительных задачах.

Характер и скорость размокания у разных грунтов разные. Одни грунты распадаются сначала на более или менее крупные куски или комки, другие сразу же распадаются на мелкие частицы и проваливаются через сетку. Некоторые грунты вначале набухают, затем разваливаются на крупные комки. Образцы водоустойчивых пород в воде сохраняют свою форму и объем без изменений продолжительное время. Все изменения образцов грунтов, наблюдающиеся в процессе испытания на размокание, фиксируются в журнале через определенные промежутки времени. Поэтому в неводоустойчивых грунтах (дисперсных) изменения (числовые данные) записываются через каждые 0,5-1,0 мин., а в водоустойчивых горных породах – через каждые 0,5-1,0 час. Продолжительность наблюдений за процессом размокания горных пород иногда достигает 10-15 суток.

Для испытания грунтов на размокание применяют воду близкую по составу к той, воздействию которой грунт будет подвергаться в природных условиях.

Приборы и оборудования: прибор ПРГ–1; секундомер; режущее кольцо (внутренний диаметр и высота по 30мм) с насадкой; нож; журнал (таблица) для записи наблюдений.

Описание прибора. Прибор ПРГ–1 предназначен для определения скорости и характера размокаемости грунтов ненарушенного сложения при естественной влажности в лабораторных условиях (рис.1.2). Корпус 1 изготовлен из прозрачного органического стекла, на котором нанесена равномерная шкала с делениями от 0 до 25. На две опоры 2 устанавливается над корпусом свободно качающая ось 3, на которой гайкой 4 закреплена стрелка 5 и специальный скобообразный рычаг 6. Правая часть рычага выполнена в виде дуги окружности, левая часть – в виде эвольвенты, эволюта которой совпадает с центром оси качания рычага. Такая конструкция неравноплечевого рычага обеспечивает автоматическое уравновешивание системы и применение равномерной шкалы. К дуге окружности рычага на гибкой связи 7 подвешена сетка 8 с квадратными отверстиями 10х10 мм, на которую устанавливают образец грунта. Эвольвентную часть рычага облегчает также гибкая связь, на конце которой укреплен противовес 9.

Подготовка грунта.

1. При определении размокаемости грунта ненарушенного сложения из монолита или массива связного грунта отбирают образец с помощью режущего кольца и определяют плотность. Одновременно отбирают пробу для определения естественной влажности весовым методом. Далее, по данным плотности и влажности определяют плотность сухого грунта (плотность скелета).

Рис.1.2. Прибор ПРГ-1 для определения размокаемости грунтов.1- корпус, 2- опора, 3- качающаяся ось, 4- гайка, 5- стрелка, 6- рычаг,7- гибкая связь, 8- сетка,

9- противовес, 10- шкала.

2. При определении размокаемости грунта нарушенного сложения грунт в воздушно-сухом состоянии растирают и просеивают через сито с отверстиями 1мм. Из просеянного грунта отбирают пробу и, перемещая с водой, готовят густую пасту, которая при раскатывании не прилипает к рукам. Приготовленную пасту формуют в виде монолита так, чтобы в ней не образовались воздушные полости, т. е. не оставались пустоты. Из этого монолита вырезают образец режущим кольцом и определяют плотность и влажность пасты.

3. Из режущих колец (по пунктам 1и 2) извлекают образцы грунта и их испытывают на размокаемость.

Методика определения.

1. В корпус прибора наливают воду высотой примерно 8см и устанавливают стрелку в нулевое положение.

2. Приподнимая сетку, ставят ее на край стенки корпуса прибора, осторожно устанавливают на ней образец грунта. Затем, придерживая рычаг, плавно погружают сетку с образцом в воду и записывают первоначальную числовую отметку Н0.

3. Все изменения, происходящие с грунтом, как количественные, так и качественные, заносят в журнал (табл.1.3.). Цифровые отметки Н фиксируют через определенные промежутки времени: 0,5; 1,0; 1,5; 2,0; 2,5; 3,0; 3,5 и 4,0 мин и т. д. до полного распада образца грунта. Опыт считается законченным, когда грунт полностью провалится сквозь сетку на дно корпуса, а стрелка займет нулевое положение.

4. Процент распада определяется по формуле

Р = (Н0 – Нi ) / Н0 , % (1.1)

где: Но – начальная цифровая отметка, равная 25;

Нi - i – ая цифровая отметка в процессе размокания

5. По данным опыта (табл. 1.3.), откладывая по оси абсцисс время t, по оси ординат – цифровые отметки Н или процент распада Р, строится график зависимости величины распада от времени (рис. 1.3).

Пример 2.1. При испытании образца лессового грунта на размокаемость получены следующие цифровые данные (табл. 1.3):

Таблица 1.3

№ № п/п	Время с начала опыта, мин	Цифровые отметки, Н	Процент распада, Р, %	Характер размокания грунта
1	2	3	4	5
0	0	Н0 = 22	0	распад на мелкие частицы
1	0,5	Н1 =20	10
2	1,0	Н2 =17	23
3	1,5	Н3 =13	41
4	2,0	Н4 =8	64
5	3,0	Н5 =2	91
6	4,0	Н6 =0	100

Выводы: