5163
Определение прочностных характеристик грунта
Лабораторная работа
Информатика, кибернетика и программирование
Определение прочностных характеристик грунта Цель работы:освоить методику испытания грунта методом одноплоскостного среза для определения прочностных характеристик грунтов (сопротивления грунта срезу угла внутреннего трения и удельного сцепле...
Русский
2012-12-03
114 KB
34 чел.
Определение прочностных характеристик грунта
Цель работы: освоить методику испытания грунта методом одноплоскостного среза для определения прочностных характеристик грунтов (сопротивления грунта срезу; угла внутреннего трения и удельного сцепления).
Приборы и оборудование: установка для испытания грунта методом одноплоскостного среза; режущее кольцо (цилиндрическая форма с режущим краем, рабочее кольцо прибора для испытаний); гладкие пластинки (стекло, металл и т.п.); винтовой пресс; насадка для вдавливания колец; выталкиватель для извлечения образца из кольца; штангенциркуль по ГОСТ 166; плоская лопатка; нож с прямым лезвием; лабораторные весы по ГОСТ 24104 с гирями по ГОСТ 7328.
Порядок выполнения работы.
Сопротивление грунта срезу определяют как предельное среднее касательное напряжение, при котором образец грунта срезается по фиксированной плоскости при заданном нормальном напряжении. Для определения с и φ необходимо провести не менее трех испытаний при различных значениях нормального напряжения (ГОСТ 12248-96).
В состав установки для испытания грунта методом одноплоскостного среза входит: срезная коробка (рис. 1), состоящая из подвижной и неподвижной частей и включающая рабочее кольцо и жесткие штампы; механизм для вертикального нагружения образца; механизм создания касательной нагрузки; устройства для измерения деформаций образца и прикладываемой нагрузки.
Предельное сопротивление сдвигу и прочностные характеристики грунтов определяются разными методами - прямым одноплоскостным срезом, трехосным сжатием, а в полевых условиях - сдвигом грунтовых призм по заранее заданной поверхности, лопастными крыльчатками. Испытания проводят при разных значениях вертикальных напряжений:
.
Чем больше , тем больше сопротивление грунта сдвигу.
Предельное сопротивление сыпучих грунтов сдвигу прямо пропорционально нормальному напряжению - закон Кулона для несвязных фунтов:
.
Предельное сопротивление связных грунтов сдвигу при завершенной их консолидации есть функция первой степени нормальных напряжений - закон Кулона для связных грунтов:
,
где , - напряжение связности.
Для не полностью консолидированных грунтов
,
где и - поровое давление, соответствующее данной степени консолидации. Испытания проводят по следующим схемам:
• консолидированно-дренированное испытание - для песков и глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии;
• неконсолидированно-недренированное испытание для водонасыщенных глинистых и органо-минеральных грунтов в нестабилизированном состоянии и просадочных грунтов, приведенных в водонасыщенное состояние замачиванием без приложения нагрузки.
Для испытаний используют образцы грунта ненарушенной структуры с природной влажностью или в водонасыщенном состоянии, или образцы нарушенной структуры с заданными значениями плотности и влажности (в том числе при полном водонасыщении). При этом образцы просадочных грунтов испытывают в водонасыщенном состоянии, а набухающих - при природной влажности. Образцы должны иметь форму цилиндра диаметром не менее 70 мм и высотой 1/2... 1/3 диаметра.
Изготовленный образец взвешивают и в зависимости от схемы испытания и вида грунта приступают или к его предварительному уплотнению, или сразу к испытанию на срез. Предварительное уплотнение образца при консолидированно-дренированном испытании проводят непосредственно в рабочем кольце срезного прибора или в уплотнителе. Для испытаний образцов грунта в условиях полного водонасыщения необходимо предварительно замочить образцы, заполнив ванну уплотнителя водой.
Проведение консолидированно-дренированного испытания
Предварительное уплотнение образца, за исключением образцов просадочных грунтов, испытываемых в водонасыщенном состоянии, производят при нормальных давлениях . при которых определяют сопротивление срезу . Нормальные давления передают на образец грунта ступенями .
Каждую ступень давления при предварительном уплотнении выдерживают в течение времени, указанного в методическом пособии по выполнению лабораторной работы, а конечную ступень - до достижения условной стабилизации деформаций сжатия образца грунта.
За критерий условной стабилизации деформации принимают ее приращение, не превышающее 0,01 мм за время.
В процессе предварительного уплотнения образцов грунта, а при их испытаниях в водонасыщенном состоянии и в период замачивания регистрируют в журнале испытаний вертикальные деформации образцов. В конце каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций, а на последней ступени так, чтобы зафиксировать наступление условной стабилизации деформации сжатия образца грунта.
После предварительного уплотнения, если оно проводилось в уплотнителе, следует быстро разгрузить образец и перенести рабочее кольцо с образцом в срезную коробку. Далее закрепляют рабочее кольцо в срезной коробке, устанавливают перфорированный штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5...1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают измерительную аппаратуру для регистрации вертикальных деформаций образца и записывают ее начальное показание в журнале испытаний. На образец грунта передают то же нормальное давление, при котором происходило предварительное уплотнение грунта, за исключением образцов просадочного грунта, испытываемых в водонасыщенном состоянии. В этом случае нормальное давление при срезе должно составлять 0,1; 0,2; 0,3 МПа.
Нормальную нагрузку следует передать на образец в одну ступень и выдержать ее не менее: для песков 5 мин; для супесей 15 мин; для суглинков и глин 30 мин.
При передаче касательной нагрузки ступенями их значения должны составлять 5 % от значения нормальной нагрузки, при которой производят срез. На каждой ступени нагружения записывают показания приборов для измерения деформаций среза через каждые 2 мин, уменьшая интервал между измерениями до 1 мин в период затухания деформации до ее условной стабилизации. За критерий условной стабилизации
деформации среза принимают скорость деформации, не превышающую 0,01 мм/мин.
Испытание следует считать законченным, если при приложении очередной ступени касательной нагрузки происходит мгновенный срез (срыв) одной части образца по отношению к другой или общая деформация среза превысит 5 мм.
Проведение неконсолидированно-недренированного испытания
Рабочее кольцо с образцом грунта помещают в срезную коробку и закрепляют в ней. Далее устанавливают сплошной штамп, производят регулировку механизма нагрузки, устанавливают зазор 0,5...1 мм между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, устанавливают приборы для измерения деформации среза и записывают начальные показания.
На образец грунта передают сразу в одну ступень нормальное давление , при котором будет производиться срез образца. Если при давлениях 0,125 и 0,15 МПа происходит выдавливание грунта в зазор между подвижной и неподвижной частями срезной коробки, необходимо их уменьшить на 0,025 МПа.
Сразу после передачи нормальной нагрузки приводят в действие механизм для создания касательной нагрузки и производят срез образца грунта не более чем за 2 мин с момента приложения нормальной нагрузки.
При передаче касательной нагрузки ступенями их значения не должны превышать 10 % значения нормального давления, при котором производится срез, и приложение ступеней должно следовать через каждые 10...15 с.
Момент окончания испытания устанавливают так же как и при консолидированно-дренированном испытании.
По измеренным в процессе испытания значениям касательной и нормальной нагрузок вычисляют касательные и нормальные напряжения и МПа, по формулам:
; ,
где Q и F - соответственно касательная и нормальная силы к плоскости среза, кН; А - площадь среза, см².
По измеренным в процессе испытания значениям деформаций среза , соответствующим различным напряжениям , строят график зависимости . За сопротивление грунта срезу принимают максимальное значение , полученное по графику или по диаграмме среза на отрезке , не превышающем 5 мм. Если возрастает монотонно, то за сопротивление грунта срезу следует принимать при мм. Угол внутреннего трения и удельное сцепление с определяют как параметры линейной зависимости .
Угол внутреннего трения и удельное сцепление с, МПа, вычисляют по формулам:
; ,
где - опытные значения сопротивления срезу, определенные при различных значениях и относящиеся к одному инженерно-геологическому элементу или отдельному монолиту грунта (при п > 3); п - число испытаний.
Таблица 1.
Результаты проведения испытаний.
Нормальные напряжения, , МПа |
Касательные напряжения, , кг/МПа |
0,2 |
4/0,01 |
0,3 |
7/0,0175 |
Рис.2. График зависимости касательных напряжений от нормальных.
Расчеты.
;
МПа.
Вывод: судя по тому, что значение связности получилось отрицательным, можно сказать, что связных свойств исследованный грунт не проявляет и относится к несвязным.
А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать | |||
3692. | Юридическая ответственность | 128.5 KB | |
Актуальность темы. Правовое правительство в собственной деятельности стремиться к тому, чтоб расширять и стабилизировать круг правомерных публичных отношений средством повышения свойства правового регулирования, вытеснения из жизни общества... | |||
3693. | Государственное регулирование туристической деятельности | 62 KB | |
Введение Основные цели, принципы и общие положения по проведению сертификации в Российской Федерации определяются Правилами по проведению сертификации в Российской Федерации. Положения данного документа распространяются не только на организацию и пр... | |||
3694. | Классификация, маркировка и назначение машиностроительных конструкционных материалов | 147 KB | |
Лабораторная работа № 1. Классификация, маркировка и назначение машиностроительных и конструкционных материалов Цель работы: изучение классификации конструкционных материалов, определение их марок и области применения Введение. На долговечность дета... | |||
3695. | Органическая социология Спенсера | 79 KB | |
Введение Идея прогресса, разрабатываемая первоначально в социальной философии, получает постепенно естественнонаучное подтверждение. Особое значение в этом плане имела концепция эволюционного развития в биологии. После выхода в свет работ Ч. Дарвина... | |||
3696. | Использование теории мотивации в управлении предприятием | 144 KB | |
Любые социальные организмы, будь то фирма, социальный институт или государство на определенном этапе своего развития сталкиваются с неизбежным барьером предельной производительности. Исходящий продукт уже не может быть усовершенствован как ... | |||
3697. | Методики проведения функционально-системного анализа | 145 KB | |
Введение В настоящее время существует различные мнения об эффективности применения функционально-стоимостного анализа (ФСА) или в английской аббревиатуре АВС. Одни пользователи считают ФСА достаточно сложным для понимания и применения. Другие,... | |||
3698. | Право интеллектуальной собственности | 131 KB | |
Введение Данная курсовая работа посвящена праву интеллектуальной собственности. Она является очень важной и актуальной, так как одним из главных показателей цивилизованного общества во все времена было и продолжает оставаться то, какое внимание удел... | |||
3699. | Акции и акционерные общества в новой модели хозяйствования | 132 KB | |
Приватизация в России проводилась как стратегическое преобразование, посредством которого «ничейную» якобы и потому малоэффективную собственность следовало передать действенным и эффективным собственникам, а те, обретя «чувство хозяина», до... | |||
3700. | Активные операции коммерческих банков | 204 KB | |
Банки - центры, где в основном начинается и завершается деловое партнерство. От четкой грамотной деятельности банков зависит в решающей мере здоровье экономики. Без развитой сети банков, действующих именно на коммерческой основе, стремление... | |||