Порядок проведения испытания

1) Снимают однометр со станины и разбирают его;

2) В соответствии с указанной выше методикой вырезают образец грунта и накрывают его с двух сторон влажными фильтрами;

3) Собирают однометр и устанавливают на станину прибора. Подкручивают стопорную гайку, находящуюся под станиной, и переводят загрузочный рычаг в горизонтальное положение;

4) Закрепляют индикаторы часового типа (ножка индикатора должна быть ‘’Утоплена’’) и поворотом шкалы устанавливают нулевые отсчёты;

5) На подвеску рычага устанавливают гирю массой 4кг и берут отсчёт по часам;

6) В журнал испытаний записывают показания по красной шкале индикаторов через 1.2.4.8 и 12мин с момента приложения нагрузки;

7) На подвеску устанавливают ещё одну гирю массой 4 кг и повторяют операции п6;

8) Устанавливают на подвеску третью гирю массой 4кг и повторяют операци согласно п6;

Результаты измерений занесены в таблицу 3.1

Вертикальное находят по формуле.

, (2.1)

P-масса гирь на подвеске.кг

q-ускорение свободного падения м/с²

A-площадь образца м²

n-коэффициент рычажной передачи.

 

Обработка результатов.

1. Определяют абсолютную деформацию грунта S как среднее арифметическое значение показаний индикаторов (при вычислениях следует учитывать деформацию компрессионного прибора по тонировочной кривой, построенной при различных давлениях).

Таблица 2.1-Результаты лабораторных испытаний

Масса гирь на подвеске Ркг	Вертикальное напряжение MПа	Время наблюдения t мин	Показания индикаторов
rлмм	rnмм
	0,07		0,10	0,60	0,35
	0,11		0,37
	0,11	0,71	0,41
	0,13	0,78	0,46
	0,15	0,83	0,49
	0,13		1,25	1,22	1,24
	1,27	1,26	1,27
	1,30	1,33	1,32
	1,35	1,42	1,38
	1,38	1,49	1,43
	0,2		1.50	1,68	1,59
	1,53	1,72	1,63
	1,54	1,79	1,66
	1,62	1,88	1,75
	1,71	1,95	1,83

При р=4 кг: σ= 4*9,8/0,006*0,1 ≈ 0,07 Мпа

При р=8 кг: σ= 8*9,8/0,006*0,1 ≈ 0,13 Мпа

При р=12 кг: σ= 12*9,8/0,006*0,1 ≈ 0,2 Мпа

 

Для каждой ступеньки нагружения строят график зависимости осадки образца S от времени t.

 

 

Рисунок 3.3 график зависимости осадки S от времени t

2 Вычисляют значения коэффициента пористости по формуле

(1+e). (2.2)

Где e-начальный коэффицент пористости

E- относительная вертикальная деформация образца, найденная

, (2.3)

Где S осадка образца соответствующая давлению мм

h-высота образца мм

Данные для вычисления e сведены в таблицу 3

Таблица2.2-Расчёт изменения коэфицента пористости

Вертикальное Нагружение на грунт МПа	Условно стабилизированная осадка образца Sмм	Относительная Вертикальная деформация образца E	Изменение коэфицента Пористости	Значение Коэффицента Пористости, Соответствующее напряжению e=e-
				0.6
0.065	0.16	0.0049	0.0074	0.593
0.131	0.6	0.019	0.029	0.571
0.196	1.03	0.032	0.066	0.534

Коэффициент сжимаемости определяют по формуле

, (2.4)

и - коэффициенты пористости соответствующие напряжениям .

^-1

Коэффициент относительной сжимаемости определяют по формуле

(2.5)

 

^-1

Модуль деформации определяют с точностью 0.1 Мпа по формуле

, (2.6)

где - начальный коэффициент пористости;

- коэффициент сжимаемости;

- коэффициент, учитывающий отсутствие поперечного расширения грунта в компрессионном приборе и вычисляемый по формуле:

(2.7)

где v - коэффициент поперечной деформации, определяемый по результатам испытаний вы приборах трехосного сжатия (v=0,36).

. При отсутствии экспериментальных данных допускается принимать v равным: 0,30-0,35 - для песков и супесей; 0,35-0,37 - для суглинков; 0,2-0,3 при I_L <0; 0,3-0,38 при 0≤ I_L ≤ 0,25; 0,38-0,45 при 0,25≤ I_L ≤ 0,1 - для глин. При этом меньшее значение v принимают при большей плотности грунта.

Вывод: определили показатели сжимаемости грунтов; коэффициент сжимаемости m₀=0,33 МПа^-1; коэффициент относительной сжимаемости m_v=0.22 МПа^-1; модуль деформации Е = 4,55 МПа.

График зависимости коэффицента пористости e от напряжения

 

Рисунок 2.4-Компрессионная кривая

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3

ИССЛЕДОВАНИЕ ПРЕДЕЛЬНОГО СОПРОТИВЛЕНИЯ СДВИГУ ГЛИНИСТОГО Грунта

Цель работы: определить параметры прочности грунта (удельное сцепление с, угол внутреннего трения ).

Условие прочности для глинистых грунтов описывается законом Ш. Кулона формулой:

, (3.1)

Оборудование:

- Образцы грунта

- Одноплоскостной срезной прибор ГГП-30

- Индикатор часового типа;

- Грузы.

Исходные данные;

- A=40см² – площадь среза образца.

- h=35мм – высота образца;

- n_B=1:10 – отношение плеч рычага для передачи вертикальной нагрузки;

- n_г=1:10 - отношение плеч рычага для передачи сдвигающей нагрузки.

Для определения характеристик прочности необходимо выполнить несколько опытов по определению предельного касательного напряжения при различных значениях нормального напряжения и значения и с определить как параметры прямолинейной зависимости.

Проводим три опыта на срез при нормальных к плоскости сдвига напряжениях ₁=0.1МПа; ₁=0.2МПа; ₁=0.3МПа.

Для глинистых грунтов независимо от их степени влажности в стабилизированном состоянии испытания проводят по консолидированно-дренированной схеме по ГОСТ 12248-96 [4]. В опытах используется одноплоскостной срезной прибор с фиксированной поверхностью среза ГГП-30 конструкции Н.Н.Маслова-Ю.Ю.Лурье, показанный на рисунке 3.1.

Срез достигается путём сдвига одной части образца относительно другой его части касательной нагрузкой при одновременном нагружении образца нагрузкой, нормальной к плоскости среза.

1 – Подъёмный винт; 2 – противовесы;3 - тормоз;5 – торс горизонтальной тяги; 7 – секторный рычаг; 7 - винт; 8 – кронштейн срезывателя; 9 – держатель индикатора; 10 – упор индикатора; 11 - срезыватель; 12 - индикатор; 13 – панель рабочего столика; 14 – подвижная плита; 15 – вертикальная тяга; 16 – скользящий рычаг вертикальной тяги; 17 - ползун; 18 – ванна.

Рисунок 3.1- Прибор одноплоскостного среза

 

 

Таблица3.1-Результаты испытания грунта на срез.

Масса гирь на подвеске Ркг	Вертикальное напряжение при срезе МПа	Масса гирь на подвеске горизонтальной тяги Ткг	Касательное напряжение при срезе τ МПа	Горизонтальная деформация образца мм
	0.1	0.2	0.0049	0.02
0.4	0.0098	0.17
0.6	0,0147	0.27
0.8	0,0196	0.61
	0.0245	1.08
1.2	0.0294	1.73
1.4	0.0343	срез
	0.3	0.4	0.0098	0.03
0.8	0,0196	0.09
1.2	0.0294	0.19
1.6	0.0392	0.64
	0.049	1.18
2.4	0.0588	1.82
2.8	0.0686	срез

Считаем касательное напряжение по формуле

, (3.3)

где Т - масса гирь на подвеске горизонтальной тяги, кг;

- ускорение свободного падения, м/с²;

А - площадь среза образца, м²;

- коэффициент рычажной передачи.

Максимальное значение на отрезке, не превышающем мм, принимается за сопротивление среза .

По результатам опыта строят график зависимости горизонтальных деформаций от касательных напряжений в плоскости среза в соответствии с приложением

 

 

Рисунок 3.2 – График зависимости горизонтальных деформаций от касательных напряжений.

 

Рисунок 3.3 – Диаграмма сопротивления срезу.

Строят график зависимости касательных (сдвигающих) напряжений от нормальных напряжений (диаграмма сопротивления срезу) в соответствии с приложением 4.

МПа	МПа
МПа	МПа

 

 

Рисунок 3.4 — Диаграмма сопротивления срезу

Определение нормативного угла внутреннего трения и с определяем по формулам:

 

(3.4)

c=t’- *tq (3.5)

c=0.038-0.03*0.25=0.02626МПа

Вывод: определили параметры прочности грунта, необходимые при оценке устойчивости откосов грунтовых массивов, несущей особенности оснований зданий и сооружений, давления на ограждающие конструкции: угол внутреннего трения = и удельное сцепление с=0,009 МПа.

Заключение

В результате проведения первой лабораторной работы было определено

Наименование грунта по числу пластичности Jp=20.17 – глина. Определено физическое состояние грунта по числу консистенции J_L =0.38 состояние глинистого грунта текуче пластичное в соответствии с таблицей Б.14[4].

Определены физические характеристики грунта: коэффицент пористости e_o=0.6; плотность скелета грунта p_d=1.72г/см³; удельный вес грунта Y= ; удельный вес частиц грунта Ys= ; удельный вес скелета грунта Yd=15.68 ;.

В результате второй работы были определены показатели сжимаемости грунта: коэффициент сжимаемости m_o=0.33МПа^-1 и модуль общей деформации Е=4,55МПа.

В результате третьей работы были определены параметры прочности:

Удельное сцепление с= 0.02626МПа

Угол внутреннего трения =4.9

\