1.Масса образца грунта ненарушенного сложения объемом 50 см3 при естественной влажности равна g(г), после сушки на воздухе стала g1(г), а после высушивания в термостате g0 (г). Объем минеральной части грунта равен Vs (см3). Определите указанные ниже показатели, используя их определения и обозначения, приведенные в табл. 1.
Вариант
g
g1
g0
Vs
Определить
87,52
81,58
81,09
30,48
Плотность частиц грунта и объемную влажность
86,14
76,30
75,62
28,22
Плотность и полную влагоемкость
88,35
73,28
72,41
26,82
Естественную влажность и коэффициент пористости
94,46
72,03
70,34
25,67
Плотность сухого грунта и степень влажности
99,67
79,89
78,48
28,85
Гигроскопическую влажность и пористость
85,20
76,40
75,55
28,20
Плотность частиц грунта и объемную влажность
Решение. Плотность частиц грунта рs равна отношению массы сухого грунта к объему его твердой части. Следовательно, ρ s = 81,09/30,48 = 2,66 г/см3. Объемную влажность можно определить из выражения,для чего предварительно вычисляют естественную влажность w=(g-g0)/g0= (87,52—81,09)/81,09 =0,08, окончательно получают wv= 0,08∙2,66 = 0,21.
Таблица1. - Физические величины и классификационные показатели грунтов
Характеристика, размерность
Определение характеристики
Обозначение, формула
Плотность частиц грунта, г/см
Отношение массы сухого грунта к объему его твердой части
ρs
Плотность грунта, г/см
Отношение массы грунта (включая массу воды в его порах) к занимаемому этим грунтом объему
ρ
Влажность
Отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе сухого грунта
w
Плотность сухого грунта или плотность скелета грунта, г/см
Отношение массы сухого грунта к объему, занимаемому этим грунтом
(включая объем пор)
ρd= ρ/(1+w)
Пористость
Отношение объема пор к объему всего грунта, включая поры
n=1- ρd/ ρs
Коэффициент пористости
Отношение объема пор к объему твердой части (скелета) грунта
e= ρs- ρd/ ρd;e= ρs/ ρ(w+1)-1
Коэффициент водона-сыщения (степень влажности)
Отношение объема воды к объему пор грунта — степень заполнения пор водой (рw — плотность воды, г/см)
Sr=w∙ ρs/e∙ ρw
Полная влагоемкость
Влажность грунта, соответствующая полному заполнению пор водой
wmax= e∙ ρw/ ρs
Естественная влажность
Влажность грунта в природном состоянии
w0
Гигроскопическая
влажность
Влажность воздушно-сухого грунта
wR
Максимальная молекулярная влагоемкость
Влажность грунта при максимальной толщине пленок связанной воды
wm
Объемная влажность
Отношение объема воды, содержащейся в грунте, к общему объему грунта
wv=w∙ ρs
Коэффициент водоотдачи
Отношение объема свободно вытекающей (или извлекаемой) из грунта воды (при полном заполнении пор водой) к объему всего грунта
μ= ρs(wm- wv)= e∙ ρw- wm ∙ρs
Продолжение таблицы 1. - Физические величины и классификационные показатели грунтов
Коэффициент (степень) размягчаемое в
воде
Отношение временных сопротивлений одноосному сжатию в водонасыщенном и в воздушно-сухом состояниях
Ksaf
Степень выветрелости скального грунта
Отношение плотностей выветрелого и невьгветрелого образцов одного и того же грунта
Kwτ
Зерновой (гранулометрический) состав (по ГОСТ 12536)
Распределение по фракциям всех частиц, содержащихся в грунте, с определением их относительного содержания
Эффективные диаметры
Диаметр, меньше которого содержится в грунте (по массе) соответственно 60 или 10 % частиц
d60, d10
Степень неоднородности
Отношение эффективных диаметров
Cu = d60/d10
Влажность на границе текучести
Влажность, при которой связный грунт переходит из пластичного состояния в текучее и наоборот
wL
Влажность на границе пластичности (раскатывания)
Влажность, при которой связный грунт переходит из твердого состояния в пластичное и наоборот
wP
Число пластичности (по ГОСТ 5180)
Разность влажностей на границах текучести и пластичности
IP= wL- wP
Показатель консистенции (текучести)
Показатель состояния грунта нарушенного сложения
IL= (w0- wP)/ IP
Относительная деформация просадки или просадочность (по ГОСТ 24143)
Отношение разности высот образца грунта до и после водонасыщения под определенной нагрузкой к высоте образца природной влажности
k0 —отношение массы частиц размером менее 2 мм к массе частил размером более 2 мм до испытания на истираемость;
k1 —то же, после испытания на истираемость
Kwτ=(k1-k0)/k1
Предел прочности грунта на одноосное сжатие, МПа
Отношение разрушающей нагрузки к площади испытанного образца
Rc
Расчетное сопротивление грунта, МПа
Предел линейной зависимости «нагрузка — осадка»; определяется расчетом по СНиП 2.02.01—83 в зависимости от качества грунта, типа и размера фундамента
R
2. В лабораторных условиях определены: плотность частиц грунта ρs (г/см3), естественная влажность w0, плотность грунта ρ (г/см3) и максимальная молекулярная влагоемкость wm. Вычислите указанные ниже показатели.
Варианты
ρs
w0
ρ0
wm
Вычислить
2,75
0,24
2,03
0,16
Коэффициент пористости
2,69
0,21
1,89
0,15
Пористость
2,67
0,14
1,81
0,12
Степень влажности
2,72
0,30
1,91
0,24
Плотность сухого грунта
2,70
0,20
1,90
0,16
Пористость
3. По приведенным ниже показателям физико-механических свойств вычислите классификационные характеристики грунта и дайте его наименование по ГОСТ 25100-95.
Наименование показателей
Варианты
Петрографический тип
Брекчия
Гнейс
Доломит
Диабаз
Гравелит
Плотность невыветрелого грунта, г/см3
2,24
2,73
2,36
2,91
2,23
То же, выветрелого, г/см3
1,93
2,51
1,75
2,91
1,94
Временное сопротивление одноосному сжатию невыветрелого грунта в воздушно-сухом состоянии, МПа
34,1
111,6
20,1
146,0
34,5
То же, в водонасыщенном, МПа
16,4
90,4
7,2
134,3
16,5
4. Используя результаты лабораторных испытаний связного грунта, приведенные ниже, определите наименование грунта по ГОСТ 25100-95. В таблице ОК означает окатанные, Н – неокатанные.
Наименование показателей
Варианты
Зерновой состав частиц, % по массе:
более 10 мм
10…2 мм
2…0,05 мм
0,05…0,005 мм
менее 0,005 мм
Степень окатанности частиц размером более 2 мм
ОК
Н
ОК
Н
ОК
ОК
Влажность на границе текучести, д.е.
0,12
0,17
0,52
0,26
0,36
0,25
Влажность на границе пластичности, д.е.
0,08
0,11
0,23
0,15
0,20
0,14
Примечание: По наличию включений крупных обломков (крупнее 2 мм) глинистые грунты подразделяются на супесь, суглинок или глину с галькой (щебнем), при содержании частиц крупнее 2 мм в количестве 15-25%; супесь, суглинок, глину галечниковые (щебенистые) или гравелистые (дресвяные) при содержании частиц крепнее 2 мм в количестве 25-50%.
5. Текст задания аналогичен тексту задачи 4.
Наименование показателей
Варианты
Зерновой состав частиц, % по массе:
2…0,05 мм
0,05…0,005 мм
менее 0,005 мм
Влажность на границе текучести, д.е.
0,24
0,40
0,13
0,58
0,37
0,38
Влажность на границе пластичности, д.е.
0,15
0,21
0,08
0,26
0,22
0,23
6. По результатам лабораторных исследований, приведенным ниже, определите наименование связного грунта и дайте предварительную оценку возможности отнесения его к просадочным или набухающим.
Наименование показателей
Варианты
Естественная влажность
0,13
0,16
0,17
0,09
0,12
0,15
Относительная деформация просадки, д.е.
0,03
<0,005
0,02
0,06
<0,01
<0,005
Плотность частиц грунта, г/см3
2,72
2,74
2,73
2,70
2,73
2,71
Плотность грунта, г/см3
1,85
1,90
1,79
1,86
1,91
1,90
Влажность на границе текучести, д.е.
0,32
0,44
0,37
0,21
0,41
0,40
Влажность на границе пластичности, д.е.
0,19
0,23
0,19
0,15
0,25
0,19
Указания: 1. Для ответа необходимо вычислить число пластичности, коэффициенты грунта в природном состоянии на границе текучести, степень влажности. 2. К просадочным грунт относить при условии εst ≥0,01(ГОСТ 25100-95). 3. По показателю относительной набухаемости без нагрузки εsw глинистые грунты подразделяют на:
Ненабухающие
<0,04
εsw – относительное увеличение высоты образца при замачивании без нагрузки
Слабонабухающие
0,04-0,08
Средненабухающие
0,08-0,12
Сильнонабухающие
<0,12
7. В прибрежной зоне со дна моря отобран монолит грунта, описанный в полевом журнале как структурный осадок, образовавшийся в воде при наличии микробиологических процессов. Результаты лабораторных испытаний монолита представлены ниже. Определите, является ли данный грунт илом?
Наименование показателей
Варианты
Естественная влажность
0,56
0,37
0,78
0,38
0,28
Плотность грунта, г/см3
1,66
1,83
1,54
1,85
1,91
Плотность частиц грунта, г/см3
2,64
2,67
2,69
2,66
2,70
Влажность на границе текучести, д.е.
0,34
0,22
0,53
0,23
0,29
Влажность на границе пластичности, д.е.
0,19
0,17
0,26
0,18
0,14
Указание: Необходимо вычислить е – коэффициент пористости, IP – число пластичности грунта (см. табл. 1). Глинистые грунты при е ≥0,9 и IL >1 относят к илам.
8. В лабораторных условиях было определено относительное содержание растительных остатков в связном грунте, а после их удаления – пределы пластичности. По результатам лабораторных определений, приведенным ниже, дайте наименование грунта (ГОСТ 25100-95).
Наименование показателей
Варианты
0 1
1 2
2 3
3 4
4 5
5 6
Относительное содержание растительных остатков
0,47
0,08
0,36
0,19
0,33
0,08
Естественная влажность
0,26
0,21
0,30
0,32
0,23
0,25
Влажность на границе текучести
0,39
0,20
0,48
0,35
0,24
0,245
Влажность на границе пластичности
0,18
0,15
0,24
0,20
0,16
0,24
Указание. Необходимо вычислить число пластичности и показатель консистенции (см. таблицу 1), а затем, используя ГОСТ, определить наименование грунта.
9. Из монолита глинистого грунта вырезан цилиндрический образец диаметром и высотой 4 см, масса которого оказалась равной g (г). С целью определения усадки образец высушивался на воздухе.
Усадка прекратилась при диаметре и высоте образца соответственно d1 и Н1 (см) и массе g (г). После полного высушивания масса образца стала g0. По лабораторным результатам определите показатели, указанные в соответствующем варианте.
Варианты
g1, (г)
d1
Н1, (см)
g1, (г)
g0, (г)
Требуется определить
-
3,76
3,76
-
-
Относительную линейную и объемную усадки
94,38
-
-
81,12
78,00
Естественную влажность и влажность усадки
99,40
3,70
3,63
83,98
-
Плотность грунта до и после усадки
100,41
3,76
3,76
89,25
79,69
Показатели, указанные в вариантах 1,2,3
96,39
3,77
3,95
86,32
83,81
То же, что в варианте 3
94,40
3,84
3,88
81,11
78,05
То же, что в варианте 1
Решение. Линейная усадка равна уменьшению высоты образца при усадке, отнесенной к первоначальной высоте: me=(H-H1)/Н=(4,00-3,76)/4,00=0,06=6%. Объемная усадка равна уменьшению объема при усадке, отнесенной к первоначальному объему. Первоначальный объем V=πd2 Н/4=50,24 см3. После усадки V=41,73 см3. Вычислите объемную усадку: mv=(V-V1)/V=(50,24-41,73)/50,24=0,17=17%.
Указание. Для вычисления влажности и плотности грунта можно использовать определения и обозначения, приведенные в таблице 1.
studopedia.org - Студопедия.Орг - 2014-2024 год. Студопедия не является автором материалов, которые размещены. Но предоставляет возможность бесплатного использования(0.009 с)...
