Реферат Курсовая Конспект
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7 - раздел Механика, Механика грунтов Сжимаемость Грунтов. Определение Относителной Просадочности Грунта (Гост 1224...
|
СЖИМАЕМОСТЬ ГРУНТОВ. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛНОЙ ПРОСАДОЧНОСТИ ГРУНТА (ГОСТ 12248-96, ГОСТ 23161-78)
1. Сжимаемость грунтов.
Цель работы: определение характеристик сжимаемости грунта а и Е в условиях невозможности его бокового расширения; а – коэффициент уплотнения или сжимаемости, 1/МПа; Е – модуль деформации грунта, МПа.
Сжимаемостью грунтов называют способность их уменьшаться в объеме (давать осадку) под действием внешнего давления.
Сжимаемость глинистых пород зависит от их минералогического состава, степени дисперсности, состава обменных катионов, пористости, а также от состояния породы и условий сжатия.
Каждому сообщенному на грунт давлению соответствует определенная пористость и влажность.
Графически зависимость пористости от давления, при невозможности бокового расширения, изображают компрессионной кривой (пример построения кривой приведен в приложении Г).
Для построения ее на оси абсцисс откладывают вертикальные давления Рi, а по оси ординат – соответствующие им коэффициенты пористости еi.
На небольшом отрезке компрессионную кривую можно заменить прямой. Тангенс угла наклона этой прямой характеризует компрессию (сжимаемость, деформируемость) грунта на данном интервале давлений и является коэффициентом компрессии а.
Кроме того, по результатам компрессионных испытаний рассчитывают и модуль деформаций Е, играющий важную роль при расчете осадок фундаментов зданий и сооружений.
Общие сведения о требованиях ГОСТ 12248-96 /1/.
Метод, принятый в ГОСТ 12248-96 /1/, распространяется на глинистые грунты. Характеристики сжимаемости могут определяться для грунтов естественной влажности или полностью водонасыщенных. Условия проведения испытаний должны соответствовать тем условиям, в которых будет находиться грунт основания в период строительства, эксплуатации здания или сооружения, возводимого на этом основании (при сохранении естественной влажности, или при обводнении основания, закреплении грунта, его уплотнении, замене насыпным грунтом и др.).
Необходимое оборудование:
1. Компрессионный прибор К–1М – одометр «Гидропроект» с площадью кольца S = 60 см2, высотой кольца h0 = 25 мм и соотношением рычагов прибора 1/10 (рисунок 7).
2. Монолит образца грунта ненарушенной структуры и естественной влажности, согласно ГОСТ 12071-2000 /2/.
3. Индикатор деформаций часового типа с ценой деления шкалы 0,01 мм (для измерения вертикальных деформаций образца при действии уплотняющей грунт нагрузки).
4. Набор гирь массой по 3 кг.
Проведение эксперимента в лабораторных условиях по ускоренной схеме.
Ход работы:
1. Кольцо с образцом грунта покрывают с двух сторон увлажненными фильтрами, вставляют в верхнюю часть стакана и производят сборку одометра.
2. На поверхность образца устанавливают перфорированный штамп, в углубление которого кладут шарик. Сверху на собранный стакан навинчивают кольцо–арретир, ограничивающий набухание образца при замачивании.
3. Собранный прибор помещают на столик компрессионного прибора так, чтобы шток пресса рычажного устройства находился над шариком.
4. Закрепляют индикаторы в рабочем положении на нулевой отсчет, соответствующий начальному положению поверхности образца до приложения нагрузки.
5. Через каждые три минуты увеличивают нагрузку ступенями по 0,05 МПа до конечной нагрузки 0,3 МПа (на рычаге подвески 18 кг).
6. Записи ведут в журнале (таблица 13).
7. Опыт закончен или может быть продолжен при необходимости определения величины относительной просадочности испытываемого грунта.
Исходные данные:
hо – высота образца до начала испытаний (hо = 25 мм); ео- коэффициент пористости до начала испытаний, определенный в лабораторной работе № 5.
Рисунок 7 - Принципиальная схема компрессионного прибора (одометра):
1 – испытуемый образец; 2 – жесткое грунтоотборочное кольцо; 3 - обойма-корпус; 4 - поддон; 5 – фильтр; 6 - полость; 7 – направляющее кольцо; 8 – штамп-фильтр; Р – сжимающее давление
Таблица 13 - Журнал компрессионных испытаний
Груз на под-веске, N, кг | Дав-ление Р, МПа | Деформации образца, мм | Относительная деформация εi | Изменение коэффициента пористости ∆еi = εi(1+ео) | Коэффициент пористости еi = ео - ∆еi | ||
№ 1 | № 2 | cреднее ∆hi | |||||
0,05 | |||||||
0,10 | |||||||
0,15 | |||||||
0,20 | |||||||
0,25 | |||||||
0,30 | |||||||
Замачивание | |||||||
0,30 | |||||||
0,40 |
Величина относительной деформации образца грунта: εi = ∆hi/ho .
Вычисляют коэффициенты пористости еi, соответствующие давлению Рi , используя формулу:
еi = ео- ∆еi ; ∆еi =
По известным значениям еi и Рi строят график зависимости еi = f(Рi) - компрессионную кривую.
Пример построения компрессионной кривой приведен в приложении Г, рисунок 1.
Коэффициент уплотнения (сжимаемости) в интервале давлений 0,1-0,3 МПа вычисляется по формуле:
1/МПа,
где е0,1 и е0,3 – коэффициенты пористости, соответствующие давлениям 0,1 и 0,3 МПа.
Модуль деформации грунта Е в интервале давлений 0,1-0,3 МПа вычисляются по формуле:
МПа ,
где β - безразмерный коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения грунта и принимаемый равным: 0,74 – для лессовидных супесей, 0,63 – для лессовидных суглинков, 0,40 – для лессовидных глин.
2. Определение относительной просадочности грунтов
(ГОСТ 23161-78) /3/.
Выявление и определение просадочности грунтов имеет большое практическое значение при проектировании строительства различных сооружений на лессовых грунтах. Под просадочностью понимают уменьшение объема грунта при увлажнении под действием внешней нагрузки или собственного веса.
Основными характеристиками просадочных свойств грунтов являются:
- относительная просадочность εsℓ;
- начальное просадочное давление Рsℓ;
- начальная просадочная влажность wsℓ.
Характеристики просадочности εsℓ и Рsℓ определяются по ГОСТ 23161-78 /3/.
Относительной просадочностью εsℓ называется отношение приращения осадки ∆hпр, вызванной воздействием заданной ступени нагрузки на переувлажненный образец грунта, к первоначальной высоте hо этого образца при его естественной влажности и природном давлении.
εsℓ= ,
где h΄- высота образца грунта природной влажности при давлении 0,3 МПа;
hпр – высота образца грунта после дополнительного сжатия (просадки) в результате замачивания при том же давлении.
При значении εsℓ ≥ 0,01 – грунты просадочные, при εsℓ < 0,01 – грунты непросадочные (ГОСТ 25100-95 /4/).
Начальным просадочным давлением Рsℓ считается такое давление, при котором возникает просадка, оцениваемая значением εsℓ = 0,01. При действии на грунт давлений Р < Рsℓ дополнительными осадками (просадками) за счет переувлажнения грунта пренебрегают; при этом условии грунт считается условно непросадочным.
Начальной просадочной влажностью wsℓ считают такую влажность, при которой грунты, находящиеся в напряженном состоянии, вызванном внешней нагрузкой и собственным весом грунта (или только собственным весом), начинают проявлять просадочные свойства при значении εsℓ = 0,01.
Для определения величины относительной просадочности методом «одной кривой» при давлении Р = 0,3 МПа продолжаем компрессионные испытания на приборе К-1М – одометре.
Ход работы.
1. После относительной стабилизации осадки в компрессионном приборе при давлении Р = 0,3 МПа в резервуар прибора заливают воду для замачивания образца и поддерживают уровень воды в резервуаре по верхнему торцу образца грунта до окончания испытания.
Для замачивания образцов грунта надлежит использовать воду питьевого качества температурой 10-25о С.
2. Через 10 минут берут отсчет по индикатору и записывают в журнал (таблица 13).
3. Прикладывают нагрузку 0,1 МПа и через 3 минуты берут заключительный отсчет.
4. По результатам испытаний, используя данные таблицы 13, определяют:
а) величины деформации образца грунта после замачивания Δhi в мм с точностью 0,01, вычисленные как средние арифметические значения показателей индикаторов;
б) величины относительной деформации образцов грунта εi после замачивания c точностью 0,001 при соответствующих значениях давления.
5. По величинам относительной деформации образцов εi строят график зависимости εi = f(Рi) (рисунок 8) с отображением просадочных деформаций, предварительно заполнив журнал (таблица 14).
6. Затем подсчитывают относительную просадочность грунта εsℓ при давлении Р = 0,3 МПа по испытаниям по схеме «одной кривой».
Таблица 14 - Журнал расчета величины относительного сжатия в зависимости от давления
Давление на образец Р, МПа | Величина деформации грунта ∆hi, мм | Относительная деформация грунта εi = |
0,1 | ||
0,2 | ||
0,3 | ||
После замачивания | ||
0,3 | ||
0,4 |
Давление на образец Р, МПа
0 0,1 0,2 0,3 0,4
Относительная деформация грунта εi | ||||||||||||
Рисунок 8 - График зависимости εi = f(Рi)
– Конец работы –
Эта тема принадлежит разделу:
На сайте allrefs.net читайте: Механика грунтов...
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 7
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Твитнуть |
Новости и инфо для студентов