Механические свойства грунтов

 

Деформируемость - изменение формы и объема при воздействии внешних усилий, не приводящих к разрушению. Зависит от вида грунта, его структуры, пористости, состава, влажности.

Прочность - степень сопротивления грунта разрушающему воздействию на него внешних сил.

Сжимаемость – наиболее характерное свойство грунтов, заключающееся в способности грунта, в отличие от массивных горных пород, изменять под влиянием внешних воздействий свое строение (упаковку твердых частиц) за счет уменьшения пористости. Уменьшение пористости грунтов под нагрузкой происходит вследствие смещения частиц относительно друг друга, деформации самих частиц и выдавливания воды из пор грунта.

Сопротивление сдвигу – это наименьшее касательное напряжение, при котором грунт, находящийся при нормальном давлении, срезается. Это сопротивление складывается из двух частей: сил внутреннего трения и сил сцепления, действующих между частицами грунта. Силы трения в грунте пропорциональны нормальному давлению, передаваемому на твердый скелет грунта. Сцепление имеет сплошную природу и зависит от сил связности между частицами (молекулярных, капиллярных, структурных, электромолекулярных и пр.) и возрастает с увеличением дисперсности частиц. Сопротивление грунта сдвигу определяет (обуславливает) прочность и устойчивость оснований и земляных сооружений, так как их разрушение происходит в результате сдвига частиц грунта.

 

Лабораторная работа № 1

 

Определение плотности грунта методом режущих колец

Цель работы:

Определить плотность грунта методом режущих колец

 

Сущность метода:

Метод режущих колец заключается в отборе проб грунта при помощи колец-пробоотборников. Кольца-пробоотборники изготавливают из стали с антикоррозионным покрытием или из других материалов, не уступающих по твердости и коррозионной стойкости.

Плотность следует определять не менее чем для двух параллельных проб, отбираемых из исследуемого образца грунта. Значение плотности вычисляют как среднее арифмети­ческое из результатов параллельных определений.

Оборудование:

- режущие кольца-пробоотборники;

- насадка для вдавливания колец;

- технический вазелин;

- штангенциркуль;

- весы, с точностью измерений 0.01 г.

Рис. 2 Вдавливание кольца-пробоотборника в массив грунта

1-насадка для вдавливания колец;

2- кольцо-пробоотборник;

3-проба грунта в кольце.

Порядок работы:

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

2. Кольцо-пробоотборник смазывают с внутренней стороны тонким слоем вазелина.

3. На верхнюю зачищенную плоскость образца грунта устанавливают ре­жущий край кольца и вручную через на­садку слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу об­разца для испытаний, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачища­ют поверхность грунта вровень с краями кольца.

4. Кольцо с грунтом взвешивают. При обработке результатов испытаний плотность вычисля­ют с точностью до 0,01 г/см³.

5. Результаты взвешивания и определения физических характеристик записывают в таблицу 3.

 

Таблица 3 Результаты определения плотности грунта

№ п/п	Номер кольца	Масса кольца с грунтом m 1, г	Масса кольца m 0, г	Масса грунта, г	Объем грунта V, см3	Плотность грунта r, г/см3
						образца	средняя
1
2
3

Обработка результатов:

Плотность грунта r, г/см³, вычисляют по формуле 3.2

 

                                         (3.2)

 

где m ₁ — масса грунта с кольцом, г;

т ₀ — масса кольца, г;

   V — внутренний объем кольца, см³.

Лабораторная работа №2