История развития пистолетов-пулеметов: Предпосылкой для возникновения пистолетов-пулеметов послужила давняя тенденция тяготения винтовок...
Механическое удерживание земляных масс: Механическое удерживание земляных масс на склоне обеспечивают контрфорсными сооружениями различных конструкций...
Топ:
Основы обеспечения единства измерений: Обеспечение единства измерений - деятельность метрологических служб, направленная на достижение...
Оценка эффективности инструментов коммуникационной политики: Внешние коммуникации - обмен информацией между организацией и её внешней средой...
Отражение на счетах бухгалтерского учета процесса приобретения: Процесс заготовления представляет систему экономических событий, включающих приобретение организацией у поставщиков сырья...
Интересное:
Инженерная защита территорий, зданий и сооружений от опасных геологических процессов: Изучение оползневых явлений, оценка устойчивости склонов и проектирование противооползневых сооружений — актуальнейшие задачи, стоящие перед отечественными...
Средства для ингаляционного наркоза: Наркоз наступает в результате вдыхания (ингаляции) средств, которое осуществляют или с помощью маски...
Распространение рака на другие отдаленные от желудка органы: Характерных симптомов рака желудка не существует. Выраженные симптомы появляются, когда опухоль...
Дисциплины:
 2017-11-17 |
 839 |
из
5.00
|
Заказать работу |
|
|
|
|
Максимальная молекулярная влагоемкость WM выражается влажностью грунта, содержащего наибольшее количество молекулярно-связанной воды.
Необходимые приборы:
· сито с отверстиями 0,5 мм;
· ступка с резиновым пестиком;
· металлический шаблон толщиной 2 мм с отверстием 4 - 5 см;
· металлические диски или пластины;
· пакеты фильтровальной бумаги (20 листков бумаги в пакете);
· рычажное устройство от компрессионного прибора;
· нож с прямым лезвием.
Проведение опыта. Пробу воздушно-сухого грунта растирают резиновым пестиком и пропускают ее через сито с отверстиями 0,5 мм. 50 - 70 г грунта замешивают с водой до получения грунтовой пасты с консистенцией, соответствующей началу текучести.
Затем на кусочек батиста (можно на листок фильтровальной бумаги), помещенного на металлический диск, укладывают металлический шаблон с отверстием.
Отверстие шаблона с помощью ножа заполняют грунтовой пастой заподлицо с поверхностью шаблона.
Шаблон снимают, на полученный образец грунта кладут второй кусочек батиста, после чего образец грунта вместе с кусочками батиста помещают между двумя пакетами фильтровальной бумаги и устанавливают под пресс компрессионного прибора.
Давление на образец доводят до 10 кг/см2. Груз на подвеске определяют с учетом площади образца и кратности рычага.
Время нахождения образца под давлением для песков и супесей равно 10, а для суглинков и глин - 30 мин.
После разгрузки образец освобождают от бумаги и, разломав его, помещают в бюксу для определения влажности, т. е. максимальной молекулярной влагоемкости.
Проводят два параллельных опыта с последующим вычислением среднего арифметического значения влажности.
|
|
Влажность определяется по методике, описанной выше, и выражается,в целых процентах. В зависимости от величины максимальной молекулярной влагоемкости WM грунты можно классифицировать так: пески - менее 7; супеси - от 7 до 15; суглинки - от 15 до 30 и глины - более 30%.
Максимальная молекулярная влагоемкость в глинистом грунте соответствует влажности на пределе раскатывания.
Коэффициент фильтрации
Коэффициент фильтрации Кф является одной из важнейших характеристик свойств грунта. Он характеризует водопроницаемость грунтов. Коэффициент фильтрации входит в расчетные формулы для определения притока воды к различным водозаборным сооружениям, а также в формулы по расчету деформаций оснований во времени.
Коэффициент фильтрации равен расходу воды при фильтрации ее в грунте, отнесенного к единице площади в единицу времени при напорном градиенте, равным единице.
Коэффициент фильтрации имеет размерность скорости см/сек, м/сут и т. д.
Наиболее точно коэффициент фильтрации можно определить путем проведения опытных откачек в полевых условиях. В лабораторных условиях коэффициент фильтрации определяется с помощью различных приборов.
Для ориентировочных, предварительных оценок водопроницаемости песков коэффициент фильтрации может определяться по эмпирическим формулам, исходя из гранулометрического состава.
Определение коэффициента фильтрации по эмпирической формуле Хазена
Формула Хазена применима для определения коэффициента фильтрации песков с действующим диаметром d10 = 0,1 - 3,0 мм и коэффициентом неоднородности 
Определение гранулометрического состава и 'построение суммарной кривой (см. рис. 3.1) производится по методике, описанной выше.
Коэффициент фильтрации при температуре воды t°C определяют по формуле
где: С - эмпирический коэффициент, принимаемый равным от 400 до 1200 в зависимости от крупности частиц, их однородности и примесей глинистых частиц; для чистых и однородных песков С = 1200 - 800, для загрязненных и неоднородных песков – С = 800 - 400;
|
|
d10 - действующий диаметр в мм;
t - температурный коэффициент, определяемый в зависимости от температуры воды t по эмпирической формуле:
t = 0,7+ 0,03t,
где t - температура воды в град С;
Коэффициент фильтрации может быть определен с помощью номограмм по формуле Хазена (рис. 7.1).
Рис. 7.1. Номограмма для определения коэффициента фильтрации к формуле Хазена
Для грунта, гранулометрический состав которого приведен в табл. 3.1, получаем 0,1< d10 = 0,13 < 3,0 и 
При t = 18°С t = 0,7+ 0,03t = 0,7 + 0,03×18 = 1,24, значит,
Кф = 800 • 0,132 • 1,24= 16,8 м/сут.
По номограмме (см. рис. 7.1) для этих же данных находим КФ при t = 0°С:
Кф = 9,5 м/сут.
Для t = 18°С
Кф = 9,5/0,7× 1,24=16,8 м/сут.
Определение коэффициента фильтрации в универсальной трубке КФ
Универсальная трубка предназначена для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов нарушенной, а также ненарушенной структуры.
Необходимые приборы:
· универсальная трубка КФ (рис. 7.2);
· секундомер;
· металлический или стеклянный поддон;
· легкая деревянная трамбовка;
· термометр для измерения температуры воды.
Рис. 10. Схематический разрез универсальной трубки КФ:
1 – внешний стакан; 2 – внутренний стакан; 3 – крышка; 4 – мерный цилиндр; 5 – сетка; 6 – грунтовая трубка; 7 – грунт; 8 – поддон.
Проведение опыта. Грунтовую трубку 6 заполняют песчаным грунтом 7. При испытании грунта нарушенной структуры грунт подают в трубку небольшими порциями и слегка уплотняют легкой деревянной трамбовкой. Если грунт - мелкий или пылеватый песок, то на дно трубки засыпают тонкий слой (3 мм) песка фракции 0,5 - 0,25 мм для предотвращения выноса при фильтрации мелких частиц.
В случае испытания грунта ненарушенной структуры трубку вдавливают в грунт и затем извлекают ее вместе с находящимся в ней грунтом. Избыток грунта, выступающий из трубки, срезают ножом с прямым лезвием.
Внутренний стакан 2 устанавливают на показателе напорного градиента 1,0, а внешний стакан 1 заполняют водой.
Трубку с грунтом помещают во внутренний стакан и, медленно вращая его, устанавливают в положение с напорным градиентом 0,8.
После появления капиллярной воды на поверхности грунта укладывают сетку 5 и на трубку надевают крышку 3. Внутренний стакан с трубкой перемещают в крайнее нижнее положение.
|
|
Затем мерный цилиндр 4 заполняют водой, температуру которой предварительно замеряют, и устанавливают в крышке трубки.
Внутренний стакан с трубкой устанавливают в положение с напорным градиентом 0,6 и доливают воду во внешний стакан до появления ее в прорезях внешнего стакана. Вода из мерного цилиндра автоматически поддерживает заданный напорный градиент.
О работе мерного цилиндра свидетельствуют пузырьки воздуха, прорывающиеся в цилиндр.
Объем профильтровавшейся воды (10 - 30 см3)замеряют с помощью мерного цилиндра.
Время фильтрации определяют по секундомеру два раза при различных положениях уровня воды в мерном цилиндре и принимают среднее значение. Затем опыт повторяют при других значениях напорного градиента (0,8 и 1,0).
Коэффициент фильтрации при заданной температуре определяют по формуле
где: Q - объем профильтровавшейся воды в см3,
F - площадь поперечного сечения трубки, равная 25 см2;
T - время фильтрации в сек;
I - напорный градиент;
864 - коэффициент для перевода размерности см/сек в м/сут. Коэффициент фильтрации при t = 10°С определяют по формуле
где Кф - коэффициент фильтрации при заданной температуре;
t - температурный коэффициент.
Температурный коэффициент t определяется по формуле t = 0,7 + 0,03 t.
Результаты опыта заносят в таблицу 7.1.
Таблица 7.1
Форма записи данных для определения коэффициента фильтрации
| № монолита или пробы | № опыта | Напорный градиент I | Объём отфильтрованной воды Q, см3 | Время фильтрации Т, сек | Коэффициент фильтрации Кф, м/сут | Среднее значение Кф, м/сут | ||
| среднее | ||||||||
| 0,6 | 7,04 | 7,077 | ||||||
| 0,8 | 7,10 | |||||||
| 1,0 | 7,06 |
Примечание: площадь кольца прибора F = 25 cм2, температура воды t = 18 0C, температурный коэффициент t = 1,24.
8. Компрессионные испытания грунтов
Компрессионные испытания проводятся для изучения сжимаемости главным образом глинистых грунтов ненарушенной структуры при естественной влажности или предварительно увлажненных до полного насыщения.
Испытания глинистых грунтов нарушенной структуры, а также песков проводятся только при специальных исследованиях.
|
|
Сжимаемость грунтов характеризуется изменением коэффициента пористости при изменении давления в условиях трехосного сжатия без возможности бокового расширения. Испытание грунта завершается построением компрессионной кривой и определением таких важнейших характеристик деформативных свойств грунтов, как коэффициент сжимаемости а, модуль общей деформации E0, aтакже модуль осадки ер.
Указанные характеристики широко используются для расчета деформаций оснований и для общей качественной оценки свойств грунтов.
Для испытаний применяют компрессионные приборы (одометры) типа КП, К-1 и др., а также прибор системы И. М. Литвинова. Испытания проводятся по нормальным и ускоренным методикам.
Рассмотрим испытания по ускоренной методике на приборе КПР1, который выпускается Угличским экспериментальным ремонтно-механическим заводом объединения «Гидропроект».
Необходимые приборы:
· компрессионный прибор типа КПр1 (рис. 8.1);
· индикатор ИЧ-10;
· тарировочная металлическая болванка;
· нож с прямым лезвием; технические весы с разновесом;
· сушильный шкаф;
· бюксы алюминиевые;
· эксикатор;
· фильтровальная бумага;
· часы.
Рис. 8.1. Прибор компрессионный настольный КПр1
I – стол; II – одометр; III – секторы в сборе;
1 – винт опорный; 2 – подвеска; 3 – траверса подвески; 4 – трос грузовой; 5 – сектор;
6 – палец; 7 –трос тяговый; 8 – винт натяжной; 9 – нижнее коромысло; 10 – маховичек; 11 – стяжка; 12 – шарик; 13 – верхнее коромысло; 14 – упор; 15 – рычаг; 17 – противовес.
Устройство и принцип работы компрессионного прибора. Прибор состоит их следующих основных узлов: стола I, одометра II, секторов в сборе III.
Корпус одометра разъёмный (рис. 8.2), он состоит из днища 1, верхней части 4 перфорированного диска – дна 2. Днище и верхняя часть корпуса одометра свинчиваются между собой.
Зажимное кольцо 3 помещается на перфорированный диск и прижимается стяжным кольцом 4.
Перфорированное дно имеет кольцевые и радиальные канавки для подвода воды к основанию пробы грунта при его замачивании. Замачивание грунта производится через стеклянные трубки длиной около 150 мм, соединенные с отводами жёсткими резиновыми трубками. Отводы ввернуты в днище корпуса.
Рис. 8.2.Одометр
1 – днище корпуса; дно перфорированное; 3 – кольцо зажимное; 4 – кольцо стяжное; 5 – верхняя часть корпуса; 6 – штамп; 7 – арретир; 8 – стойка под индикатор; 9 – консоль индикатора; 10 – индикатор часового типа; 11 – стопорный винт.
На образец грунта накладывается штамп 6 и сверху прижимается арретиром 7.
Нагрузка, сжимающая образец, производится грузами, укладываемыми на подвеску 2 (рис. 8.1), через сектор 5 и раму, состоящую из натяжного винта 3, нижнего коромысла 9, стяжек 11, верхнего коромысла 13 и упора 14.
|
|
Минимально возможное давление на образец грунта от массы штампа и индикаторов с учётом силы от пружин ножек индикаторов составляет 0,0018 МПа. Давление от массы рамки равно 0,0036 МПа.
Для создания давления на образец грунта 0,025 МПа необходимо на подвеску поместить груз массой 1,26 кг, а для получения давления 0,05 МПА следует еще добавить груз массой 1,5 кг.
Далее нагрузка повышается ступенчато из расчёта массы груза 6 кг на каждые 0,1 МПа давления на образец.
Проведение опыта. Образец грунта высотой 20 мм и площадью 40 см2 ненарушенной структуры и естественной влажности отбирают грунтоотборочным компрессионным кольцом, вес которого известен, из крупного монолита. Грунтоотборочное кольцо режущей кромкой ставят на поверхность монолита и погружают его в грунт, одновременно подрезая грунт вокруг кольца. После погружения кольцо с грунтом извлекают, а избыток грунта срезают ножом так, чтобы объем грунта точно соответствовал объему полости кольца. Кольцо с грунтом взвешивают.
Определяют объемный вес g0, влажность W и вычисляют начальный коэффициент пористости e0.
На перфорированный металлический диск 2 (рис. 8.2) кладут смоченный водой кружок фильтровальной бумаги, устанавливают на него кольцо 3 с грунтом и закрепляют его обоймой 4. Поверх грунта также кладут влажный кружок фильтровальной бумаги, а на него - перфорированный поршень 6. Всю эту систему помещают на днище корпуса одометра 1, которую устанавливают на стол компрессионного прибора.
Для сохранения влажности грунта в процессе испытания на поршень, а также между стенками ванны и обоймы укладывают вату, смоченную в воде. В держателе для замера деформаций образца грунта устанавливают индикатор 10 с некоторым отсчетом, например 2,0, по красной шкале, которой рекомендуется пользоваться при испытании.
Испытания проводят путем сжатия образца нагрузкой, передающейся с подвески рычага на поршень прибора. Давление на грунт увеличивают ступенями. Принимают такие ступени давления: 0,05; 0,1; 0,2 и 0,3 МПа. При необходимости давление может быть доведено до 0,5 МПа и более. В компрессионном приборе 4 кг груза на подвеске (включая и вес подвески, равный 1 кг) сообщают образцу давление 0,1 МПа. Время, необходимое для сжатия грунта при каждой ступени давления, колеблется от 20 до 60 мин в зависимости от вида грунта. За это время деформация образца достигнет 85- 95% своей конечной величины.
Поэтому такое время испытания вполне допустимо. Показания индикатора записывают в начале опыта, а также после стабилизации деформации в каждой ступени. Давление, при котором индикатор фиксирует первые деформации грунта, называется эффективным. Оно равно бытовому давлению на глубине, равной глубине отбора образца.
Эффективное давление определяют путем увеличения давления ступенями по 0,1 кг/см2 до величины 0,5 кг/см2.
Так как деформация, зафиксированная индикатором, включает в себя деформацию грунта и деформацию прибора, то для определения действительной деформации грунта нужно знать деформацию прибора. Деформация прибора (в том числе и деформация листков фильтровальной бумаги) определяется при тарировке прибора. Тарировка проводится так же, как и компрессионные испытания, описанные выше, 'но в этом случае вместо грунта в прибор закладывают металлическую болванку с влажными листками фильтровальной бумаги. Время, необходимое для стабилизации деформации, составляет 2 - 3 мин. По данным тарировки (таблица 8.1) составляют тарировочную кривую прибора (рис. 8.3). Тарировка проводится 1 - 2 раза в год.
Таблица 8.1
| Деформация прибора yП, мм | Давление Р, МПа |
| 0,051 | 0,05 |
| 0,093 | 0,1 |
| 0,133 | 0,2 |
| 0,159 | 0,3 |
| 0,182 | 0,4 |
| 0,197 | 0,6 |
Проведем обработку результатов испытания.
Вычитая из показаний индикатора, полученных в процессе испытания, начальный отсчет, определяют суммарную деформацию образца грунта и прибора для каждой ступени давления.
Деформацию образца грунта уР определяют для каждой ступени давления путем вычитания деформации прибора из суммарной деформации.
Коэффициент пористости eр, соответствующий деформации образца грунта для каждой ступени давления, вычисляют по формуле
где: e0 - начальный коэффициент пористости грунта;
h0 - начальная высота образца грунта в мм.
Рис. 8.3. Тарировочная кривая прибора
Затем строят компрессионную кривую (рис. 8.4).
Рис. 8.4. Компрессионная кривая eР = f(P)
Коэффициент сжимаемости а вычисляют по формуле
где: en-1 - en изменение коэффициента пористости в рассматриваемом интервале давлений;
Рп – Pn-1 - изменение давления в МПа.
Таким образом, коэффициент сжимаемости грунта равен отношению изменения коэффициента пористости к сжимающему давлению.
Модуль общей деформации Е0 в тех же интервалах вычисляют по формуле
где: e о - начальный коэффициент пористости грунта;
а - коэффициент сжимаемости в МПа-1;
b - коэффициент, зависящий от коэффициента бокового давления m.
Коэффициент b в среднем принимается равным для песков - 0,8; для супесей - 0,7; для суглинков - 0,5; для глин - 0,4.
Модуль общей деформации грунта выражает отношение сжимающего давления к относительной деформации сжатия (упругой и остаточной). Величины модуля общей деформации и коэффициента сжимаемости меняются для одного и того же образца в зависимости от его плотности.
Модуль осадки ер определяют по формуле
Модуль осадки показывает величину деформации в мм слоя грунта толщиной в 1,0 м под давлением Р МПа.
Результаты компрессионных испытаний помещают в таблицу (табл. 8.2).
Величина коэффициента сжимаемости позволяет давать общую качественную оценку грунтов основания: при а = = 0,0001 МПа-1 - грунт малосжимаемый; при а = 0,001 МПа - средней сжимаемости; при а = 0,01 МПа - чрезмерно сжимаемый. В последнем случае грунт, как правило, непригоден для использования в качестве естественного основания.
| Давление Р, МПа | Показание индикатора | Суммарная деформация yc, мм | Деформация прибора yП, мм | Деформация образца yР, мм | Коэффициент пористости eР | Коэффициент сжимаемости а, МПа-1 | Модуль общей деформации Е0, МПа | Модуль осадки eP, мм/м |
| 2,00 | - | - | - | 0,750 | - | - | - | |
| 0,03 | 2,00 | - | - | - | 0,750 | - | - | |
| 0,05 | 2,147 | 0,147 | 0,051 | 0,096 | 0,742 | 0,048 | 18,3 | 4,8 |
| 0,1 | 2,459 | 0,459 | 0,093 | 0,366 | 0,718 | 0,030 | 29,2 | 18,3 |
| 0,2 | 2,845 | 0,845 | 0,133 | 0,712 | 0,688 | 0,025 | 35,0 | 35,6 |
| 0,3 | 3,149 | 1,149 | 0,159 | 0,990 | 0,663 | 49,5 |
Примечание: 1. Физические характеристики грунта следующие: WT = = 36%; WР = 24%; WП =12; gу =2,7 г/см3; g0 =1,81 г/см3; W = 17,2%; eо = 0,75; G = 0,62.
2. Начальный отсчет по индикатору 2,0; h0 =20 мм.
|
|
|
Папиллярные узоры пальцев рук - маркер спортивных способностей: дерматоглифические признаки формируются на 3-5 месяце беременности, не изменяются в течение жизни...
Опора деревянной одностоечной и способы укрепление угловых опор: Опоры ВЛ - конструкции, предназначенные для поддерживания проводов на необходимой высоте над землей, водой...
Наброски и зарисовки растений, плодов, цветов: Освоить конструктивное построение структуры дерева через зарисовки отдельных деревьев, группы деревьев...
Поперечные профили набережных и береговой полосы: На городских территориях берегоукрепление проектируют с учетом технических и экономических требований, но особое значение придают эстетическим...
© cyberpedia.su 2017-2024 - Не является автором материалов. Исключительное право сохранено за автором текста.
Если вы не хотите, чтобы данный материал был у нас на сайте, перейдите по ссылке: Нарушение авторских прав. Мы поможем в написании вашей работы!