Акулевич Анатолий Францевич 2 страница

lg 3 = 0.477 будет соответствовать отрезку 0.477 4 = 1.9 см,

lg 4 = 0.602 будет соответствовать отрезку 0.602 4 = 2.4 см и т.д.

Указанные отрезки откладывают по оси абсцисс от начала координат и от каждой метки, ограничивающей отрезок длиной 4 см.

По оси ординат откладывают суммарное содержание фракций в процентах. Для этого последовательно суммируют содержание фракций, начиная с наиболее мелкой, и по этим числам строят кривую. Каждое из полученных чисел указывает таким образом, суммарное содержание фракций меньше определённого размера.

По суммарным кривым механического состава можно определить d₅, d₁₀, d₅₀, d₆₀ и оценить неоднородность грунта.

 

Таблица 3.4 – Продолжение журнала ареометрического анализа

Визуальное описание грунта _________________________

Способ подготовки грунта к анализу __________________

Окончательный результат гранулометрического состава грунта

Фракция, мм	Содержание, %
более 10
10 – 5
5 – 2
2 – 1
1 – 0.5
0.5 – 0.25
0.25 – 0.1
0.1 – 0.05
0.05 – 0.01
0.01 – 0.005
менее 0.005
Сумма

Дата определения_____________________ 2010 г.

Исполнитель ________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

 

 

3.7 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Гранулометрическая классификация В. В.Охотина.
2. Что такое гранулометрический состав грунтов?
3. Подготовка пробы грунта к анализу.
4. Тарировка ареометра.
5. Как берётся упрощённый отсчёт по ареометру?

 

 

Лабораторная работа № 4

 

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПЕСКОВ В

РЫХЛОМ И ПЛОТНОМ СЛОЖЕНИИ

 

4.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Плотность грунта – это масса единицы объёма грунта (ГОСТ 5180-84).

Плотность грунта зависит от минерального состава, пористости и влажности грунта.

Обычно определяют плотность грунта естественной, ненарушенной структуры (ГОСТ 5180-84). В некоторых случаях возникает необходимость определить плотность грунта нарушенной структуры.

Плотность песков с нарушенной структурой определяют при двух состояниях грунта: рыхлом и плотном. Соответственно плотность в этих случаях имеет минимальное и максимальное значения.

 

4.2 НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Стеклянный стаканчик с ровными краями объёмом 50 см³ (1); металлический стакан ёмкостью 250 см³ и диаметром 5 см (2); технические весы с разновесами (3); воронка (4); резиновая трубка (5); деревянная трамбовка (6); линейка (7); бюретка (8); воздушно-сухой песок (9) (рис. 4.1).

 

 

Рис. 4.1 – Необходимое оборудование

 

4.3 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

ПРИ РЫХЛОМ СЛОЖЕНИИ ПЕСКОВ

4.3.1 Взвесить сухой стеклянный стаканчик объёмом около 50 см³, диаметром 2-3 см. (Взвешивание производить с точностью до 0.01 г.).

4.3.2 Заполнить стаканчик предварительно просушенным песком. Для этого взять воронку с длинным носиком (или нарастить носик куском резиновой трубки), вставить носик в стаканчик, наполнить воронку песком. Затем, придерживая стаканчик левой рукой, правой медленно поднимать воронку, чтобы песок пересыпался из неё в стаканчик (поднимать носик воронка выше 1-2 см от поверхности песка не рекомендуется). Избыток песка удалить линейкой, чтобы поверхность песка была на одном уровне с краями стаканчика.

4.3.3 Стаканчик с грунтом взвесить.

4.3.4 Данные определений занести в журнал (таблица 4.1).

4.3.5 Опыт повторить не менее трёх раз (смотри пункты 4.3.2 и 4.3.3).

4.3.6 Заполнить бюретку до нулевой отметки водой и измерить объём пустого стаканчика . (Измерение выполнить с точностью 0.1 см³).

Рыхлое сложение песка путём засыпки его через воронку не всегда даёт сравнимые результаты. В некоторых лабораториях для этой цели применяют другие способы: скатывания по наклонному желобу, разрыхления спиралью, разрыхления гидродинамическим давлением воды и др.

4.4 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ ПРИ ПЛОТНОМ СЛОЖЕНИИ ПЕСКОВ

 

4.4.1 Взвесить сухой металлический стаканчик ёмкостью не менее 200 см³, диаметром не менее 5 см. (Взвешивание производить с точностью до 0.01 г.).

4.4.2 Заполнить стакан предварительно просушенным песком. Песок загружается небольшими порциями при постоянном уплотнении путём постукивания о боковые стенки стакана и трамбования деревянной трамбовкой. После заполнения стакана поверхность песка должна быть на одном уровне с краями стакана.

 

 

Таблица 4.1- Журнал определения плотности песков

Визуальное описание грунта _________________________

 

 

Номер опыта	Масса пустого стакана, г	Масса стакана с грунтом, г	Объём стакана, см3	Плотность грунта, г/см3
по данным опыта	среднее значение
Рыхлое сложение
	32.30	107.80	50.0	1.51
	32.30	103.31	50.0	1.42		1.44
	32.30	105.34	50.0	1.46
Плотное сложение
	137.20	519.22	250.0		1.91
	137.20	509.10	250.0		1.86.		1.88
	137.20	494.93	250.0		1.79

Дата определения______________________ 2006 г.

Исполнитель ________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

 

4.4.3 Стакан с грунтом взвесить.

4.4.4 Данные определений занести в журнал (таблица 4.1).

4.4.5 Опыт повторить не менее трёх раз (смотри пункты 4.4.2 и 4.4.3).

4.4.6 Заполнить бюретку до нулевой отметки водой и измерить объём пустого стаканчика . (Измерение выполнить с точностью 0.1 см³).

В некоторых лабораториях принято уплотнять песок другими способами: на вибрационной установке, ударами на специальном копре, при помощи фильтрующейся сверху вниз воды, штыкованием и др.

 

4.5 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

4.5.1 Вычислить плотность грунта в рыхлом состоянии (т.е минимальное значение плотности ) по формуле:

,

где - масса пустого стаканчика, г;

- масса стаканчика с грунтом,

- объём стаканчика, см³.

За принять среднее значение из двух меньших величин.

4.5.2 Вычислить плотность уплотнённого песка (т.е. максимальную плотность песка ) по формуле:

 

,

где - масса пустого стакана, г;

- масса стакана с грунтом, г;

- объём стакана, см³.

За принять среднее значение из двух больших величин.

4.5.3 Оценить надёжность определения плотности предлагаемыми методами. Указать причину погрешностей в результатах.

 

 

4.6 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Что такое плотность грунта?
2. Единицы измерения плотности.
3. Методика определения плотности песков в рыхлом сложении.
4. Методика определения плотности песков в плотном сложении.
5. Технология взвешивания образца на технических весах.

 

 

Лабораторная работа № 5

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА

МЕТОДОМ ВЗВЕШИВАНИЯ В ВОДЕ

(ГОСТ 5180-84)

 

5.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Плотность грунта ()- масса единицы объёма грунта.

Разработано несколько методов определения плотности грунтов: режущим кольцом, взвешивания в воде парафинированных образцов, взвешивания в нейтральной жидкости, лакировки, ртутный, волюмометрический.

 

5.2 НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

Нож с прямым лезвием (1); весы лабораторные технические (2); стаканы лабораторные 0.5 и 1 л (3); термометр с ценой деления 0.5⁰С (4); чистый парафин (5); подставка профильная, игла, нить, бумага фильтровальная, вода дистиллированная, электроплитка, чашка для парафина (рис. 5.1).

 

 

Рис. 5.1 – Необходимое оборудование

 

5.3 ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЮ

5.3.1 Вырезать образец грунта объёмом не менее 50 см³ и придать ему округлую форму, срезая острые выступающие части.

5.3.2 Образец обвязывают тонкой прочной нитью со свободным концом длиной 15-20 см, имеющим петлю для подвешивания к серьге весов.

5.3.3 Парафин, не содержащий примесей, нагревают до температуры 57-60⁰С.

 

5.4 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

5.4.1 Обвязанный нитью образец грунта взвешивают (). Погрешность взвешивания не должна превышать 0.02 г. Результаты записать в лабораторный журнал (таблица 5.1).

 

Таблица 5.1- Журнал определения плотности грунта методом взвешивания в воде парафинированных образцов.

Визуальное описание грунта _________________________

__________________________________________________

 

№ опыта	Масса, г	Плотность , г/см3
грунта до парафинирования,	парафинированного грунта,	парафинированного грунта в воде,	контро-льное взвешивание парафинированного грунта,	образца	средняя
	60.00	68.00	28.00	68.01	1.92	1.91
	72.42	81.00	33.34	81.00	1.90

Дата определения______________________ 2006 г.

Исполнитель ______________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

 

5.4.2 Образец грунта покрывают парафиновой оболочкой, погружая его на 2-3 секунды в нагретый парафин. При этом пузырьки воздуха, обнаруженные в застывшей парафиновой оболочке, удаляют, прокалывая их и заглаживая места проколов нагретой иглой. Эту операцию повторяют до образования плотной парафиновой оболочки.

5.4.3 Охлаждённый образец взвешивают ().

5.4.4 Затем парафинированный образец взвешивают в сосуде с водой (). Для этого над чашей весов устанавливают подставку для сосуда с водой так, чтобы исключить её касание к чаше весов. К серьге коромысла подвешивают образец и опускают в сосуд с водой. Объём сосуда и длина нити должны обеспечивать полное погружение образца в воду. При этом образец не должен касаться дна и стенок сосуда.

5.4.5 Взвешенный образец вынимают из воды, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают () для проверки герметичности оболочки. Если масса образца увеличилась более чем на 0.02 г по сравнению с первоначальной, образец следует забраковать и повторить испытание с другим образцом.

5.4.6 Для повышения достоверности оценок, плотность грунта следует определять не менее, чем в двух образцах, отобранных из исследуемого монолита грунта.

 

5.5 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

5.5.1 Плотность грунта(), г/см³, вычисляют по формуле:

,

 

где - масса грунта до парафинирования,

- масса парафинированного образца грунта, г;

- результат взвешивания образца в воде;

- плотность парафина, принимаемая равной 0.900 г/см³;

- плотность воды при температуре испытаний (таблица 5.2).

Таблица 5.2 – Плотность воды при различных температурах

Температура, 0С	Плотность, г/см3
0 - 11	1.000
12 – 18	0.999
19 – 23	0.998
24 – 27	0.997
28 – 30	0.996
31 - 33	0.995

 

5.5.2 При обработке результатов испытаний плотность вычисляют с точностью до 0.01 г/см³.

5.5.3 Разница между параллельными определениями не должна превышать значений приведенных в таблице 5.4

 

Таблица 5.4 – Допустимая разница ∆ результатов параллельных определений

 

Допустимая разность ∆, г/см3	Плотность грунта , г/см3
Песчаные грунты	Пылевато-глинистые грунты
∆, г/см3	0.04	0.03

5.5.4 Если разница превышает допустимую, количество определений следует увеличить.

5.5.5 Результаты анализа регистрируют в журнале. Результаты необходимо сопровождать указанием метода определения.

 

5.6 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

 

1. Что такое плотность грунта?

2. Методы определения плотности грунтов.

3. Единицы измерения плотности грунта.

4. Ход опыта по определению плотности грунта методом взвешивания в воде.

5. Точность определения плотности грунтов.

 

Лабораторная работа № 6

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПРЕДЕЛОВ ПЛАСТИЧНОСТИ

 

6.1 ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

Пластичность- это способность грунта под воздействием внешних сил деформироваться без разрыва сплошности и сохранять приданную ему форму после прекращения этого воздействия.

Принято пластичность связных грунтов характеризовать двумя показателями: границей текучести и границей раскатывания.

Граница текучести или верхний предел пластичности () – влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояния.

Граница пластичности или нижний предел пластичности () – влажность грунта, при которой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний.

Число пластичности () – разность в величине влажности грунта при верхнем () и нижнем () пределах пластичности.

По числу пластичности выделяются типы пылевато-глинистых несцементированных грунтов (ГОСТ 25100-82):

Супеси 1

Суглинки 7

Глины > 17

6.2 НЕОБХОДИМОЕ ОБОРУДОВАНИЕ

 

Для определения границы текучести: стандартный балансирный конус (1); технические весы с разновесами (2); шпатель (3); фарфоровая чашка (4); два бюкса (5); глинистый грунт (6); сушильный шкаф; эксикатор.

Для определения границы пластичности: технические весы с разновесами; фарфоровая чашка; шпатель; сушильный шкаф; эксикатор; два бюкса; стеклянная или пластмассовая пластинки (7); глинистый грунт (рис. 6.1).

 

Рис. 6.1 – Необходимое оборудование

 

6.3 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ТЕКУЧЕСТИ

МЕТОДОМ БАЛАНСИРНОГО КОНУСА

(ПО ГОСТУ 5180-84)

6.3.1 Образец грунта объёмом около 50 см при естественной влажности размягчить шпателем или размельчить пестиком в фарфоровой чашке и затем протереть или просеять (в зависимости от влажности) сквозь сито с отверстиями 0,5 мм (работу выполняет лаборант).

6.3.2 Подготовленный грунт перенести в чашку и увлажнить дистиллированной водой до состояния густого теста при одновременном помешивании шпателем. Затем чашку с грунтом закрыть плотно крышкой или поместить в эксикатор, на дно которого налита вода, и оставить в таком состоянии на 24 часа для равномерного увлажнения всех частиц грунта (работу выполняет лаборант).

6.3.3 Грунтовую массу еще раз тщательно перемешать шпателем и заполнить ею металлический стаканчик (5), при этом необходимо следить, чтобы при заполнении стаканчика в грунтовой массе не образовалось бы пустот. Поверхность грунта в стаканчике заровнять шпателем и выровнять с краями (рисунок 6.2).

6.3.4 Взять балансирный конус за ручку (3), смазать конус (1) тонким слоем вазелина, поднести к поверхности грунтовой пасты так, чтобы острие касалось пасты, дать ему свободно в течении 5 сек. погружаться в грунтовое тесто под действием собственного веса.

6.3.5 Если за 5 сек. конус погрузится в грунтовое тесто на глубину 10 мм (до метки), верхний предел пластичности считается достигнутым.

6.3.6 Погружение конуса в грунтовое тесто за 5 сек. на глубину меньше 10мм показывает, что влажность теста не достигла искомого предела. В этом случае надо извлечь грунтовое тесто из стаканчика, добавить в тесто немного воды, тщательно перемешать и повторить операции указанные в пунктах 6.3.3 и 6.3.4.

 

Рис. 6.2 – Балансирный конус Васильева

на подставке

 

1 - полированный металлический конус из нержавеющей стали с углом при вершине 30 и высотой 25 мм. На высоте 10 мм от вершины конуса нанесена круговая метка; 2 - металлические шары балансирного устройства; 3 - ручка; 3 -пластмассовая подставка; 4 - металлический стаканчик диаметром 4 см и высотой 2 см.

 

6.3.7 В случае погружения конуса в течении 5 секунд на глубину более 10 мм грунтовую пасту из стаканчика перекладывают в фарфоровую чашку, слегка подсушивают на воздухе, непрерывно помешивая шпателем и повторяют операции указанные в пунктах 6.3.3 и 6.3.4.

6.3.8 Когда искомая влажность верхнего предела пластичности достигнута, то из стаканчика в бюкс следует взять пробу грунта массой 15 – 20 г на влажность. Бюкс взвешивают с точностью до 0.01 г. Результаты опыта занести в журнал (таблица 6.1).

 

Таблица 6.1 – Журнал определения верхнего предела пластичности (границы текучести)

Визуальное описание грунта _________________________

№ бюксов	Масса бюкса , г	Масса бюкса с грунтом	Влажность верхнего предела пластичности (граница текучести) , %
влажным , г	высушенным , г
	30.54	47.24	41.90
	49.15	67.13	61.22

Дата определения______________________ 2006 г.

Наименование грунта по СТБ 943-93 __________________

Исполнитель ______________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

 

6.3.9 Для каждого образца грунта производиться не менее двух определений границы текучести.

6.4 ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ПЛАСТИЧНОСТИ
МЕТОДОМ РАСКАТЫВАНИЯ В ШНУР

(ПО ГОСТУ 5180 – 84)

6.4.1 Подготовленную грунтовую пасту (часть грунта, оставшегося после опытов для определения текучести) тщательно перемешивают, берут небольшой кусочек и раскатывают ладонью на стекле или пластмассовой пластинке до образования жгута диаметром 3 мм. Если при такой толщине жгут не крошится и не покрывается трещинами, то смять его, перемешать и вновь раскатать до требуемой толщины. Раскатывать следует, слегка нажимая на жгут. Длина жгута не должна превышать ширины ладони.

6.4.2 Искомый нижний предел пластичности считается найденным, когда жгут толщиной 3 мм начинает распадаться по всей длине на кусочки длиной 3 – 10 мм.

6.4.3 Кусочки распадающегося жгута собирают в бюксы, накрываемые крышками. Когда масса грунта в бюксе достигнет 10 – 15 г, бюкс с грунтом взвешивают с точностью до 0.01 г и определяют весовую влажность. Результаты следует записать в журнал опыта (таблица 6.2).

6.4.4 Для каждого образца необходимо провести не менее двух параллельных определений.

 

Таблица 6.2 – Журнал определения нижнего предела пластичности (границы раскатывания)

Визуальное описание грунта _________________________

№ бюксов	Масса бюкса , г	Масса бюкса с грунтом	Влажность нижнего предела пластичности (граница раскатывания) , %
влажным , г	высушенным , г
	30.54	42.21	39.18
	29.17	43.18	39.62

Дата определения______________________ 2005 г.

Наименование грунта по СТБ 943-93 __________________

Исполнитель ______________________________________

(фамилия, имя, отчество, подпись)

6.5 ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

 

6.5.1 Вычислить влажность на границе текучести по формуле:

,

где - масса бюкса с влажным грунтом, г;

- масса бюкса с сухим грунтом, г;

- масса бюкса, г.

Если 30 %, то значение рассчитывают с точностью до 1%, если < 30 %, то значение рассчитывают с точностью до 0.1 %.

За искомое следует принять среднее значение из двух величин.

Опыт считается выполненным правильно, если расхождение в результатах параллельных определений не более 2 % для < 80 % и не более 4 % для 80 %.

6.5.2 Вычислить влажность на границе раскатывания по формуле:

,

где - масса бюкса с влажным грунтом, г;

- масса бюкса с сухим грунтом, г;

- масса бюкса, г.