 |
Гранулометрический (зерновой) состав песчаных грунтов
|
|
|
|
Введение
Лабораторные работа по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты» направлены на закрепление знаний, полученных студентами при изучении теоретического курса.
Надежность оснований и фундаментов, удешевление работ по их устройству в значительной степени зависят от умения грамотно установить инженерно-геологические условия площадок строительства и свойства грунтов в основаниях, от рациональности выбранных типов фундаментов возводимых сооружений. Основной целью лабораторных работ является ознакомление студентов с методами определения физико-механических характеристик и свойств грунтов, необходимых для проектирования и строительства оснований и фундаментов.
Перед началом выполнения каждой работы студенты должны ознакомиться с ее основными положениями, подготовкой образцов к испытанию, порядком выполнения работы. После выполнения лабораторной работы необходимо произвести обработку результатов испытаний и сделать необходимые выводы. Все записи делаются в журнале; лабораторных работ четко и разборчиво. Работа выполняется бригадой в 4-6 человек. В конце каждого занятия студент оформляет свой отчет по работе.
Методики определений характеристик грунтов изложены по существующим ГОСТам в виде инструктивных указаний, единицы измерения физических величин приведены в системе СИ, наименования грунтов в соответствии с СТБ 943-2007 ГРУНТЫ. Классификация.
Лабораторные работы по дисциплине «Механика грунтов, основания и фундаменты» выполняют студенты всех форм обучения по специальности «Промышленное и гражданское строительство».
Лабораторная работа №1. Определение гранулометрического состава песчаных грунтов ситовым методом
|
|
|
Цель работы:
Определить гранулометрический (зерновой) состав песчаных грунтов ситовым методом, степень неоднородности грунтов и наименование грунтов, в соответствии с ГОСТ 12536-79 [2].
Гранулометрический (зерновой) состав песчаных грунтов
Нескальные грунты (крупнообломочные, глинистые и песчаные) состоят из частиц различной величины, формы и вещественного состава. Размер составных частей изменяется от тысячных долей миллиметра до нескольких метров.
Под гранулометрическим или механическим составом грунта понимается относительное содержание в нем частиц различной крупности, выраженное в процентах от общей массы грунта. Гранулометрический состав является одним из важных факторов, определяющих физические свойства грунта. От него зависят такие свойства, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, усадка, разбухание, водопроницаемость и др.
Методы определения гранулометрического состава грунтов можно разделить на прямые и косвенные.
К прямым относятся методы, основанные на непосредственном (микрометрическом) измерении частиц в поле зрения оптических и электронных микроскопов или с помощью других электронных и электронно-механических устройств. В практике прямые (микрометрические) методы не получили широкого распространения.
К косвенным относятся методы, которые базируются на использовании различных зависимостей между размерами частиц, скоростью осаждения их в жидкой и воздушной средах и свойствами суспензии. Это группа методов, основанных на использовании физических свойств суспензии (ареометрический, оптический и др.) или моделирующих природную седиментацию (пипеточный, отмучивания и др.).
Ареометрический метод основан на последовательном определении плотности суспензии грунта через определенные промежутки времени с помощью ареометра. По результатам определений рассчитывают диаметр и количество определяемых частиц по формуле или с помощью номограммы. Этим методом определяют содержание в грунте частиц диаметром менее 0,1 мм. Содержание фракций крупнее 0,1 мм определяют ситовым методом.
|
|
|
Пипеточный метод используется для определения гранулометрического состава глинистых грунтов в комбинации с ситовым. Этот метод основан на разделении частиц грунта по скорости их падения в спокойной воде.
К косвенным методам также относится и полевой метод Рутковского, который дает приближенное представление о гранулометрическом составе грунтов. В основу метода положены: 1) различная скорость падения частиц в воде в зависимости от их размера; 2) способность глинистых частиц набухать в воде. С помощью метода Рутковского выделяют три основные фракции: глинистую, песчаную и пылеватую. В полевых условиях на практике этот метод целесообразно применять для определения песков пылеватых и супесей.
В особую группу выделяют методы определения размеров частиц с помощью ситовых наборов. Они занимают промежуточное положение между прямыми и косвенными методами и широко используются в практике самостоятельно или в комбинации с другими методами.
Ситовой метод – один из основных в практике исследований грунтов для строительства. Метод используется для определения гранулометрического состава крупнообломочных и песчаных грунтов, а также крупнозернистой части пылевато-глинистых грунтов. Сущность метода заключается в рассеве пробы грунта с помощью набора сит. Для разделения грунта на фракции ситовым методом без промывки водой применяют сита с отверстиями диаметром 10; 5; 2; 1; 0,5 мм; с промывкой водой – сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм (рисунок 1.1). Ситовой метод с промывкой водой обычно применяют для определения гранулометрического состава мелких и пылеватых песков.
Рисунок 1.1 – Набор сит для определения гранулометрического состава
Определение гранулометрического состава необходимо для решения ряда практических вопросов, важнейшими из которых являются: классификация грунтов по гранулометрическому составу; приближенное вычисление водопроницаемости рыхлых несвязных грунтов по эмпирическим формулам; оценка пригодности грунтов для использования их в качестве насыпей для дорог, дамб, земляных плотин; оценка возможных явлений суффозии в теле фильтрующих плотин и их основаниях, в стенках котлованов, бортах выемок и т.д.; оценка рыхлых несвязных грунтов как строительного материала и главным образом как заполнителя при изготовлении бетона.
|
|
|
Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный состав грунтов следует определять методами, предусмотренными таблице 1.1.
Таблица 1.1– Методы определения гранулометрического и микроагрегатного состава грунтов
| Наименование грунтов | Состав грунта | Метод определения | |
| Песчаные, при выделении зерен песка крупностью: | от 10 до 0,5 мм | Гранулометрический (зерновой) | Ситовой без промывки водой |
| от 10 до 0,1 мм | Ситовой с промывкой водой | ||
| Глинистые | Гранулометрический (зерновой) | Ареометрический | |
| Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный составы | Пипеточный |
|
|
|
