5160

Определение физических характеристик грунта

Лабораторная работа

Лесное и сельское хозяйство

Определение физических характеристик грунта Цель работы: определить основные и производные физические характеристики грунта. Приборы и оборудование: весы лабораторные по ГОСТ 19491 пикнометры по ГОСТ 22524-77 шкаф сушильный шпатель режущее коль...

Русский

2012-12-03

124 KB

40 чел.

Определение физических характеристик грунта

Цель работы: определить основные и производные физические характеристики грунта.

Приборы и оборудование: весы лабораторные по ГОСТ 19491; пикнометры по ГОСТ 22524-77; шкаф сушильный; шпатель; режущее кольцо-пробоотборник; дистиллированная вода.

Порядок выполнения работы

Грунт представляет собой природное образование, состоящее из минеральной части (скелета) и пор заполненных водой и газом. В состав отдельных грунтов входят также органо-минеральные и органические соединения.

Твердая, жидкая и газообразная составляющие определяют фазовое состояние грунта.

Лабораторным путем определяются в соответствии с ГОСТ 5180-84 три основные фазовые характеристики: плотность, плотность частиц грунта и его влажность.

Определение плотности грунта методом режущего кольца

Плотность грунта  определяется отношением массы образца грунта к его объему:

,

где; здесь , и - соответственно масса грунта, масса твердых частиц и воды; и  - соответственно объем грунта, объем твердых частиц, пор, воды и газа.

Согласно требованиям ГОСТ 5180-84 выбирают режущее кольцо-пробоотборник.

Кольца нумеруют, измеряют внутренний диаметр и высоту с погрешностью не более 0,1 мм. По результатам измерений вычисляют объем кольца с точностью до 0,1 см³.

Верхнюю зачищенную плоскость образца грунта выравнивают, срезая излишки грунта ножом, устанавливают на ней режущий край кольца и винтовым прессом или вручную через насадку слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу образца для испытаний. Затем грунт снаружи кольца обрезают на глубину 5... 10 мм ниже режущего края кольца, формируя столбик диаметром на 1.. .2 мм больше наружного диаметра кольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимом пресса или насадки насаживают кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезают на 8... 10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его.

Грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца и закрывают торцы пластинками.

При пластичном или сыпучем грунте кольцо плавно, без перекосов вдавливают в него и удаляют грунт вокруг кольца. Затем зачищают поверхность грунта, накрывают кольцо пластинкой и подхватывают его снизу плоской лопаткой. Кольцо с грунтом и пластинками взвешивают.

Наиболее часто встречаемые в строительной практике грунты имеют плотность 1,3...2,2 г/см³.

Определение влажности грунта

Влажность грунта - отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы

.

Пробу грунта для определения влажности отбирают массой 15...50 г, помещают в заранее высушенный, взвешенный и пронумерованный стаканчик и плотно закрывают крышкой. Пробу грунта в закрытом стаканчике взвешивают.

Стаканчик открывают и вместе с крышкой помещают в нагретый сушильный шкаф. Грунт высушивают до постоянной массы при температуре (105 + 2) °С. Загипсованные грунты высушивают при температуре (80 ± 2) °С.

Песчаные грунты высушивают в течение трех часов, а остальные - в течение пяти часов. Последующие высушивания песчаных грунтов производят в течение одного часа, остальных - в течение двух часов. Загипсованные грунты высушивают в течение восьми часов. Последующие высушивания производят в течение двух часов. После каждого высушивания грунт в стаканчике охлаждают и взвешивают.

Высушивание производят до получения разности масс грунта со стаканчиком при двух последующих взвешиваниях не более 0.02 г.

Если при повторном взвешивании грунта, содержащего органические вещества, наблюдается увеличение массы, то за результат взвешивания принимают наименьшую массу.

Влажность грунта вычисляют по формуле

, %,

где т - масса пустого стаканчика с крышкой, г;  - масса влажного грунта со стаканчиком и крышкой, г;  - масса высушенного фунта со стаканчиком и крышкой, г.

Допускается выражать влажность грунта в долях единицы.

Влажность меняется в пределах 0,01...0,6; но встречаются грунты (например, илы) для которых влажность составляет единицу.

Определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом

Плотность частиц грунта  - масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта.

Плотность частиц грунта определяется отношением массы частиц грунта к их объему

.

Образец грунта в воздушно-сухом состоянии размельчают в фарфоровой ступке, отбирают пробу массой 100...200 г и просеивают сквозь сито с сеткой с диаметром отверстий 0,25 мм, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.

Из перемешанной средней пробы берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы.

Пикнометр, наполненный дистиллированной водой, взвешивают. Затем отливают воду на 2/3 и через воронку всыпают в него высушенную пробу грунта и снова взвешивают.

Пикнометр с водой и грунтом взбалтывают и ставят кипятить на песчаную баню. Продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей - 0,5 ч, для суглинков и глин -1ч.

После кипячения пикнометр следует охладить и долить дистиллированной водой до мерной риски на горлышке, а если пикнометр с капилляром в пробке - до шейки пикнометра и взвесить.

Плотность частиц грунта вычисляют по формуле

, г/см³,

где - масса сухого грунта, г;  - масса пикнометра с водой и грунтом после кипячения при температуре испытания, г;  - масса пикнометра с водой при той же температуре, г;  - плотность воды при той же температуре г/см³.

Плотность частиц грунта для большинства грунтов изменяется в пределах 2,4...2,8 г/см3.

Определение производных характеристик

К производным физическим характеристикам относят плотность сухого грунта (плотность скелета), пористость, коэффициент пористости, коэффициент водонасыщения.

Плотность сухого грунта  - отношение массы грунта за вычетом массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему.

.

Пористость грунта - это объем пор в единице объема грунта:

.

Пористость обычно колеблется от 30 до 50 % (но может для лессов составлять 60 %).

Коэффициент пористости - это отношение объема пор к полному объему грунта:

.

Коэффициент пористости меняется в пределах 0,2... 1,5; для органо-минеральных - до 10.

Коэффициент водонасыщения - степень заполнения объема пор водой, определяется по формуле:

,

где  - природная влажность грунта;  - коэффициент пористости;  - плотность частиц грунта, г/см³;  - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см³.

Коэффициент водонасыщения меняется от 0 до 1.

Обработка результатов опытов

1. Определение плотности грунта.

г.- масса грунта;  - объем режущего кольца, где d = 72 мм и h = 35 мм – соответственно его диаметр и высота.

см³.

Таким образом, плотность равна

 г/см³.

2. Определение влажности грунта.

; .

Таблица 1.

Результаты определения влажности грунта.

№ опыта

, г.

, г.

, г.

, %

1

12,5

28

27

6,9

2

16

30,5

28,5

16

11,45

3. Определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом

г/см³.

Таблица 2.

Результаты определения плотности частиц грунта пикнометрическим методом.

№ опыта

, г.

, г.

, г.

, г/см³

1

79,5

83,5

7,5

2,14

4. Определение производных характеристик.

а) Плотность сухого грунта  г/см³.

б) пористость

в) коэффициент пористости

г) коэффициент водонасыщения .

Вывод: судя по результатам проделанной работы, исследованный нами образец представляет собой плотный маловлажный песчаный грунт.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

73552. УКРАїНСЬКА ІСТОРІОГРАФіЯ ЗА КНЯЖОЇ ДОБИ (ХІ- ХШ ст.) 61 KB
  Ми не будемо тут більш детально на цьому зупинятися і з’ясовувати, чи була Київська Русь українською державою, чи це було “Русское государство”, чи це була “колиска”, з якої виросли три східнослов’янські народи – російський, український і білоруський. З цього приводу існує маса літератури
73553. Історичні знання в Україні в литовсько-польську добу 85 KB
  Методологічною основою продовжує залишатися провіденціалізм, хоча окремі оповідання носять характер прагматичного оповідання. Прагматизм - це напрям в історії, який обмежується викладом подій в їх зовнішніх звязках і послідовності, не викриваючи обєктивних законів історичного розвитку.
73554. Символічний метод розрахунку лінійних електричних кіл (ЛЕК) однофазного синусоїдного змінного струму 856.5 KB
  Розрахункові дії з комплексними параметрами ЛЕК однофазного СЗС. Закони Ома і Кірхгофа в комплексній формі. Символічний метод розрахунку однофазних кіл СЗС з одним джерелом ЕРС.
73555. Українська історіографія в епоху Гетьманщини 177 KB
  Події від середини ХVІІ і до кінця ХVІІІ ст. – це період Національної революції, Гетьманщини і ліквідації автономного ладу України в складі Російської імперії. Національна революція, що почалася 1848 року, привела до утворення Української гетьманської держави. На червень 1652 року Україна фактично виборола незалежність
73556. Введение в высокотемпературную теплотехнологию и энергетику теплотехнологии 32.17 MB
  Возобновляемые источники энергии – энергия солнца ветра тепла земли естественного движения водных потоков а также энергия существующих в природе градиентов температур. Возобновляемые ТЭР основаны на использовании возобновляемых источников энергии: солнечного излучения энергии морей рек и океанов внутреннего тепла Земли воды и воздуха энергии естественного движения водных потоков и существующих...
73557. Методи розрахунку однофазних лінійних електричних кіл синусоїдного змінного струму при наявності двох і більше джерел живлення 668.5 KB
  Застосування символічного методу при розрахунку Іф кіл СЗС при наявності двох і більше джерел живлення. Методи вузлових і контурних рівнянь та контурних струмів. Методи вузлових потенціалів (двох вузлів) та суперпозиції. Метод еквівалентного генератора.
73558. Українська історіографія на початку національного відродження (кінець XVIII — перша половина XIX ст.) 97 KB
  Україна переживала з кінця XVIII століття складний етап своєї історії. Після поділу Польщі українські землі опинилися у складі двох імперій: Російської (80% території) і Австрійської. Суспільне життя краю характеризувалося кризою кріпосницького ладу, розгортанням російського визвольногопольського національно-визвольного та процесом українського національного відродження.
73559. Источники энергии высокотемпературных теплотехнологических установок 261 KB
  Классификация реакторов высокотемпературной теплотехнологической установки; Структурная схема теплотехнологического реактора; Схемы размещения источников энергии и движения дымовых газов в камерах (зонах) реакторов высокотемпературных технологических установок; Схема тепломассообмена в рабочем пространстве высокотемпературных теплотехнических установках;
73560. Розрахунок лінійних електричних кіл синусоїдного змінного струму методом провідностей 404.5 KB
  Визначення співвідношень опорів для перетворення схеми з послідовним зєднанням опорів в схему з їх паралельним зєднанням. Визначення співвідношень провідностей для перетворення схеми з паралельним зєднанням опорів в схему з їх послідовним зєднанням...