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

75084. Народная медицина малочисленных народов Приамурья и Сахалина 664 KB
  Суровый климат Приамурья и Сахалина подвергал человека тяжелым испытаниям: требовал от него предельного напряжения физических и моральных сил для выживания, в то же время суровая природа формировала сильный характер и особое мировосприятие.
75085. Исследование употребления компьютерного сленга учениками Абанской школы 176 KB
  Почему-то считается, что язык, в основном, развивается сам по себе, обладая мистической и мифической силой. Считается также, что он вбирает в себя другие языки за счёт коммуникаций. Ну, и, конечно, язык формируют поэты и писатели, профессионалы слова.
75086. Изучение степени владения эпистолярным этикетом учеников и учителей Абанской школы №1 190 KB
  Цель данного исследования: проанализировать степень владения эпистолярным этикетом учеников и учителей Абанской школы №1. Достижение цели возможно при выполнении следующих задач: познакомиться с историей возникновения эпистолярного жанра; раскрыть вопрос жанрового определения писем...
75087. Влияние компьютера на зрение школьников 322.5 KB
  Сейчас, почти в каждом доме стоит компьютер. Ученики выполняют домашние задания, используя новые информационные технологии. В школе на уроках, учащиеся активно применяют ПК. Школьники с большим интересом общаются через глобальную сеть Интернет.
75088. Математика в нашей жизни 89.5 KB
  Проблема: Какую роль играет математика в нашей жизни Собрать доказательный материал и убедить одноклассников изучать математику лучше заинтересовать их. Гипотеза: Математические знания выручают в различных жизненных ситуациях математика применяется в различных профессиях.
75089. История поселений Переволоцкого района Оренбургской области 353.5 KB
  И сами крепости и казачьи дома строились деревянными. Паллас указывает что в крепости построены казармы имеются дома для офицеров церковь и больше двухсот обывательских домов. Спустя несколько лет строили дома. Первые поселенцы строили деревенские дома из леса которого было достаточно по берегам речек.
75091. Обыкновенное чудо – поваренная соль 293 KB
  История появления соли. Изучение влияния поваренной соли на здоровье человека и применение ее в хозяйстве. Советы по использованию соли. Предмет исследования: свойства и применение поваренной соли.
75092. БУДЕТ ЛИ КОНЕЦ СВЕТА? 492 KB
  В библейских описаниях не однократно упоминается об апокалипсисе, как о неминуемом событии, настигнувшем человечество в момент его полного совершенства. С древних времен люди трактовали конец света по-разному, со временем добавляя или изменяя те или иные формулировки.