ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЖИМАЕМОСТИ ГРУНТОВ В КОМПРЕССИОННОМ ПРИБОРЕ (ОДОМЕТРЕ) - Исследование качества грунта

Сжимаемостью Грунтов называют их способность уменьшаться в объеме под действием внешнего давления (т. е. давать осадку за счет более плотной упаковки частиц).

Степень сжимаемости зависит от характера и структуры грунта. Сжимаемость песков невелика и зависит от гранулометрического, минерального состава и плотности сложения. Сжимаемость глинистых пород зависит от минерального состава, степени дисперсности, состояния породы, условий сжатия.

Процесс затухания осадки после приложения нагрузки называют стабилизацией. Стабилизация осадки для песков заканчивается после окончания приложения нагрузки, а для глин - протекает десятки лет.

Испытание выполняют в компрессионном приборе, схема которого приведена на (рис. 1.1).

компрессионный прибор (одометр)

Рис. 1.1. Компрессионный прибор (одометр)

    1 - индикатор; 2 - верхний штамп; 3 - фильтровальная бумага; 4 - режущее кольцо; 5 - дно; 6 - образец грунта.

Сжимаемость грунта оценивают зависимостью между коэффициентом пористости е и давлением р. Графическую зависимость е=f(р) называют компрессионной кривой. (рис.3.2).

компрессионная кривая

Рис. 1.2. Компрессионная кривая

Решение задачи

Исходные данные для построения графика

S = F (Р)

№№

Вариантов

Ступени загружения, МПа

0,1

0,2

0,3

1

Стабилизирован.

Осадка s, мм

0,35

0,67

1,00

Необходимое оборудование: компрессионный прибор, два индикатора, фильтровальная бумага, кольцо прибора, гири, воронка для подачи воды.

    1. Из монолита отбираем грунт в кольцо прибора, одновременно из этого монолита отбираем образцы для определения физических характеристик грунта С, щ, сS. 2. Кольцо с грунтом устанавливаем в прибор. На грунт устанавливаем штамп, к стойкам которого крепятся индикаторы. Стрелки индикаторов устанавливаем на нулевой отсчет. 3. Перед началом загрузки прибора подсчитываем вес груза N, соответствующий ступени нагрузки:

N=,

Где: Р - Заданное давление на образец, МПа;

А - Площадь кольца, при диаметре кольца 8,8мм равна

А=Пd2/4

А=3,14*8,8*8,8/4=60,8см2

N - Соотношение плеч рычагов, 1:10;

G - Вес коромысла прибора с шариком и фильтровальной бумагой равна 1 кг.

    4. Производим загрузку прибора. Величина ступени нагрузки задается преподавателем и равна 10кг. 5. По результатам проведенных исследований заполняем журнал испытаний грунта [табл. 1.1].

Таблица 1.1 Журнал испытания грунта на сжимаемость

Время испытания,

t, мин.

Вертикальное давление,

Р, МПа

Показания индикаторов, мм

Деформация образца,

SI=

Относительное Сжатие

ЕI=

Примечание

Левого h1

Правого h2

0

0

0,00

0,00

0,00

0,00

Грунт природной влажности (влажный)

15

0,1

0,35

0,014

15

0,2

0,67

0,0268

15

0,3

1,00

0,04

H0* - высота образца, равная 25мм.

    6. Производим обработку результатов испытаний:
      - определяют коэффициент пористости EI, Соответствующий давлению РI, По формуле:

EI=e0 - (1+ e0),

Где: E0 - начальный коэффициент пористости.

E0= СS/ СD - 1

ГдесD=с/(1+w)

При

СS =2,69г/см3

С=1,70 г/см3

W= 0,20

Получаем: сD=1,7/(1+0,2)=1,42г/см3

Теперь находим начальные коэффициент пористости:

E0= 2,69/ 1,42 - 1=0,894

Теперь можем определить коэффициенты пористости EI, Соответствующие давлению РI

E1=e0 - (1+ e0)=0,894-0,35/25*(1+0,894)=0,868

E2=e0 - (1+ e0)=0,894-0,67/25*(1+0,894)=0,843

E3=e0 - (1+ e0)=0,894-1,00/25*(1+0,894)=0,818

7. Строим компрессионную кривую е=f(р),

Затем определяем коэффициент уплотнения а, равный тангенсу угла наклона прямой, заменяющей участок компрессионной кривой в интервале давлений:

А = tgб = ,

А1 = tgб = =(0,868-0,843)/(0,2-0,1)=0,25

А2 = tgб = =(0,843-0,818)/(0,3-0,2)=0,25

Где: EI, eI+1 - коэффициенты пористости, соответствующие давлениям РI, рI+1.

В тех же интервалах давлений определяют модуль деформации грунта Е0 по формуле:

Е0=в,

Е1= Е2=0,5=3,79 МПа

Где:В - коэффициент, зависящий от коэффициента бокового расширения грунта и принимаемый равным для нашего случая:

- для суглинков - 0,5;

АI - коэффициент уплотнения.

Результаты вычислений сводят в таблицу 1.2.

Таблица 1.2.

Давление,

Р, МПа

Относительное сжатие,

ЕI

Коэффициент пористости,

ЕІ

Коэффициент уплотнения,

АI, 1/МПа

Модуль деформации,

Е0, МПа

Примечания

0,1

0,014

0,868

0,25

3,79

Повышенно сжимаемый

0,2

0,0268

0,843

0,25

3,79

0,3

0,04

0,818

Коэффициент уплотнения характеризует сжимаемость грунта в интервале давлений и позволяет качественно оценить сжимаемость грунта как основания сооружения.

Похожие статьи




ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПОКАЗАТЕЛЕЙ СЖИМАЕМОСТИ ГРУНТОВ В КОМПРЕССИОННОМ ПРИБОРЕ (ОДОМЕТРЕ) - Исследование качества грунта

Предыдущая | Следующая