Файл: С.М. Простов Определение физических свойств грунтов.pdf

8

стакана для отбора грунта, толкатель, весы с разновесами, два подвеса, коробка с банками для определения пластичности, две коробки с компрессионными гильзами, воронка, четыре гильзы для определения физических показателей, компрессионный прибор.

Кроме приборов, находящихся в футляре, в состав полевой лаборатории ПЛЛ-9 входит сушильный шкаф.

Комплект сит (рис. 5) предназначен для гранулометрического анализа песчаных грунтов.

Рис. 5. Комплект сит для определения гранулометрического состава грунтов

В комплекте имеются сетки с размерами отверстий в свету: 0,1; 0,25; 0,5 и 2 мм. Размеры отверстий указаны на ободках сеток.

Прибор для определения пластичности глинистых грунтов (рис. 6) представляет собой балансирный конус 1 (угол при вершине 30°) с двумя противовесами 2, жестко закрепленными на нем так, что центр тяжести устройства в рабочем положении опущен ниже вершины конуса для устойчивости при измерениях. Конус имеет кольцевую риску в 10 мм от вершины и комплектуется чашкой для грунтовой пасты и подставкой. Общий вес балансирного конуса 76 г при допускаемом отклонении ± 2 г.

Толкатель предназначен для: перемещения отобранных проб грунта из грунтоотборных гильз в алюминиевые банки; уплотнения песчаных грунтов при определении коэффициента пористости в предельно плотном состоянии; использования в качестве пестика при растирании глинистых грунтов; в последнем случае на грибообразную рукоятку толкателя надевают резиновый колпачок, предохраняющий слабые

9

фракции грунта от раздробления в процессе их растирания. 1

2

Рис. 6. Прибор для определения пластичности глинистых грунтов

Основные алюминиевые банки предназначены для хранения отобранных образцов грунта. В этих банках определяют также природную влажность грунта.

Компрессионные гильзы, закрытые с двух сторон крышками, служат для упаковки и хранения отобранных монолитов грунта.

Компрессионный прибор (рис. 7) состоит из грунтоотборной гильзы 1, струбцины 2, штатива с воронкой 3 и рычажной системы 4. Основание прибора служит для опирания на него гильзы с образцом грунта. В выемку поверхности основания помещают сетку, снабженную отверстиями для пропуска воды. Под сеткой имеется свободное пространство. Две боковые трубки с ниппелями служат: одна для наполнения нижней части прибора водой 5, другая для вытеснения воздуха 6. Компрессионная гильза является обоймой для образца грунта при его испытании. Верхняя часть прибора 7 служит для установки поршня и вертикального его перемещения при испытании грунта. Специальный винт 8 позволяет закрепить шток поршня для предотвращения набухания образца грунта при насыщении его водой.

Воронка предназначена для подачи к исследуемому образцу грунта воды под разными напорными градиентами. Раздвижная трубка воронки обеспечивает установку ее на нужной высоте. Стеклянная трубка, вставляемая между двумя отрезками резиновой трубки, служит для отсчета объема воды, фильтрующейся через грунт. Для приложения нагрузки в приборе используют струбцину и рычажную систему 4 компрессионного прибора.

Для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов с

10

нарушенной и ненарушенной структурой при переменных напорных градиентах от 0 до 1 применяется прибор КФ-ООМ СПЕЦГЕО. Прибор состоит из фильтрационной трубки и специального винтового телескопического приспособления, позволяющего насыщать грунт и регулировать напор воды, и корпуса 10 с крышкой 9 (рис. 8).

8

1

6

5

2

Рис. 7. Компрессионный прибор Рис. 8. Прибор КФ-ООМ СПЕЦГЕО

Фильтрационная трубка состоит из основного металлического цилиндра 5 с заостренным краем, дна 6, которое надевается на нижнюю часть цилиндра, и латунной сетки 7, вставляемой в дно. На верхней части цилиндра устанавливается муфта 2 с латунной сеткой 3 и со стеклянным баллоном 1 (мариотовым сосудом), на одной стороне которого нанесена шкала. Телескопическое соединение состоит из подставки 11, винта 8 и планки 4. На планке 4 нанесены деления напорного градиента от 0 до 1 с ценой деления 0,02.

Прибор для определения угла естественного откоса УВТ-3 состоит из следующих составных частей (рис. 9): резервуар 1, крышка 2, обойма 3, столик 4. Столик 4 состоит из диска 5, стержня 6 и трех ножек 7.

11

Стержень 6 укреплен в диске 5 на резьбе, а ножки 7 приклепаны. Для работы с прибором дополнительно требуются совок – для насыпания песка в обойму, резиновая трубка с воронкой – для заполнения резервуара водой.

Действие прибора основано на способности сыпучих тел образовывать конические поверхности при свободном осыпании.

Рис. 9. Прибор УВТ-3

5. Отбор проб и определение физических свойств грунтов

Для определения объемного веса грунта, весовой или объемной влажности, а также фильтрационных свойств отбирают образцы (монолиты) грунта природного сложения и природной влажности. Образцы грунта природного сложения отбирают в грунтоотборные гильзы с помощью специального нажимного стакана следующим образом.

На расчищенной площадке устанавливают грунтоотборную гильзу, сверху нее – соответствующий стакан и, нажимая на грибообразную поверхность стакана, погружают гильзу в грунт. После погружения всех грунтоотборных гильз осторожно подрезают ножом грунт вокруг гильзы и затем вынимают гильзы вместе с грунтом. Излишки грунта, выступающие с обоих торцов гильзы, тщательно срезают (постепенно сострагивают) ножом. После этого на верхний (тупой) конец гильзы надевают алюминиевую банку, упирающуюся своим торцом в кромку гильзы, и образец грунта перемещают из гильзы в банку при помощи толкателя.

12

Лабораторная работа № 1

ОПРЕДЕЛЕНИЕ УГЛА ЕСТЕСТВЕННОГО ОТКОСА

1. При определении угла естественного откоса прибор УВТ-3 установливают на ровную горизонтальную поверхность, наклон которой не превышает 1°.

2.Определение угла естественного откоса песков в сухом состоянии (с влажностью, соответствующей влажности окружающего воздуха) выполняют в такой последовательности:

-снимают крышку и кладут ее дном книзу;

-устанавливают столик в кольцевой паз крышки;

-устанавливают на столик обойму;

-насыпают песок в обойму, слегка постукивая по ней, до горловины большого усеченного конуса обоймы;

-снимают осторожно обойму;

-по вершине образовавшегося конуса производят отсчет по шкале.

3.Определение угла естественного откоса песков под водой выполняют в такой последовательности:

-устанавливают столик в кольцевой паз на дне резервуара;

-устанавливают обойму на столик;

-насыпают песок в обойму, слегка постукивая по ней, до горловины большого усеченного конуса обоймы;

-заполняют резервуар водой с помощью резиновой трубки, опущенной на дно резервуара;

-снимают осторожно обойму;

-по вершине образовавшегося конуса производят отсчет по шкале.

4.Для большей достоверности оценки угла естественного откоса песков выполняют определение несколько раз и берут среднее арифметическое значение показаний.

5.Полученные результаты заносят в табл. 5.

13

Лабораторная работа № 2

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ СИТОВЫМ МЕТОДОМ

1.Отбирают пробу грунта массой примерно 100 г, грунт помещают на лист бумаги и высушивают до воздушно-сухого состояния.

2.При наличии крупных обломков их осторожно растирают в фарфоровой ступке рукояткой с резиновым наконечником.

3.Высушенную пробу взвешивают с точностью до 0,1 г.

4.Сита монтируют в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий. На верхнее сито надевают крышку

(рис. 5).

5.Взвешенную пробу грунта просеивают сквозь набор сит с поддоном. Полноту просеивания фракций грунта проверяют встряхиванием каждого сита над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито; просев продолжают до тех пор, пока на бумагу перестанут выпадать частицы.

6.Фракции грунта, задержавшиеся после просеивания на каждом сите и прошедшие в поддон, следует перенести в заранее взвешенные стаканчики или фарфоровые чашечки и взвесить с точностью до 0,1 г.

7.Сложить массы всех фракций грунта. Если полученная сумма масс всех фракций грунта превышает более чем на 1 % массу взятой для анализа пробы, то анализ следует повторить. Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их массе.

8.Содержание в грунте каждой фракции А в % вычисляют по формуле

где gФ – масса данной фракции грунта, Г; g1 – вес пробы грунта, взятой для анализа, Г.

9.Дальнейшее определение гранулометрического состава грунта проводят с промывкой водой. Частицы, прошедшие через сетку с отверстиями 0,25 мм, взвешивают, переносят на сетку с отверстиями 0,1 мм и промывают до полного осветления воды.

10.Оставшиеся на сетке частицы собирают, высушивают до воз- душно-сухого состояния и взвешивают. Вес частиц мельче 0,1 мм определяют по разности между весом частиц мельче 0,25 мм и весом остат-