Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Скачать 2.17 Mb.

Название	Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»
страница	6/6
Тип	Руководство

filling-form.ru > Туризм > Руководство

1 2 3 4 5 6

Лабораторная работа №9
Определение угла естественного откоса песчаных грунтов.
При изучении рыхлых песчаных грунтов некоторое представление о величине внутреннего трения можно получить путем определения угла естественного откоса.

Углом естественного откоса называется угол, образуемый поверхностью свободно насыпанного песка с горизонтом. Частицы песчаного грунта на откосе под углом естественного откоса находятся в состоянии предельного равновесия, т.е. сдвигающие усилия по наклонной плоскости будут равны удерживающим силам трения. Величина сил трения рыхлого песчаного грунта при отсутствии сил сцепления будет определяться величиной угла внутреннего трения, следовательно, условия предельного равновесия будут характеризоваться равенством углов откоса() и внутреннего трения ().

Таким образом для сыпучего грунта в рыхлом состоянии угол с горизонтом свободно отсыпанного откоса (угол естественного откоса) можно прировнять к углу внутреннего трения.

Угол естественного откоса зависит от окатонности зерен, гранулометрического состава песка и не зависит от высоты откоса. Следует отметить что угол естественного откоса песчаных грунтов под водой значительно уменьшается, особенно характерно это проявляется для пылеватых песков. Поэтому в лабораторных условиях угол естественного откоса определяют в воздушно сухом состоянии и под водой.

Необходимо знать что равенство угла естественного откоса углу внутреннего трения верно лишь для грунтов рыхлых, полных лишенных связанности и сцепления. Более крутые откосы у других грунтов, которые можно наблюдать на практике при отрывке котлованов, траншей и т.п. евляется прямым следствием проявления сил сцепления и связанности, и в этих условиях не правильно отождествлять угол естественного откоса с углом внутреннего трения, а понятие об угле естественного откоса теряет практический смысл. Поэтому нельзя определять угол внутреннего трения влажных песков по углу естественного откоса, т.к. при увлажнении песка проявляется слабое сцепление. Из-за наличия глинистых и пылеватых частиц на поверхности более крупных песчаных зёрен при увлажнении могут образовать слабые связи между зёрнами грунта, дальнейшее увеличение влажности и появление свободной воды в порах способствует некоторому обжатию грунта капиллярно защемлённой влагой. Такие явления очень часто наблюдаются на практике при работе с песчаным грунтом. Так если засыпать в конус сухой песок то после поднятия конуса он рассыплется образуя поверхность под углом естественного откоса к горизонту. Если же засыпать достаточно влажный песок в конус то после его поднятия можно наблюдать лишь частичное обрушение песчаного конуса в верхней части, либо он останется без обрушения. При проектировании различных земляных сооружений и различных технологических отсыпок, угол естественного откоса является одной из основных характеристик. При этом в зависимости от положения действительного и прогнозируемого уровня грунтовых вод используют соответственно результаты определения угла естественного откоса грунта в воздушно сухом состоянии или под водой.

В естественных условиях угол естественного откоса определяют прямым замером при отсыпке. В лабораторных условиях применяют различные приборы отличающееся по конструкции и способу удалению избыточных масс грунта с образующегося откоса. Для правильного определения угла естественного откоса это условие является решающим.

В настоящей работе рассмотрено определение угла естественного откоса песка в воздушно-сухом состоянии и под водой с помощью прибора из полевой лаборатории Литвинова, Работа на котором требует определённых навыков для исключения влияния субъективных ошибок и с помощью прибора-диска с центрально тарированным стержнем, преимущество которого заключается в отсутствии влияния на результаты опыта индивидуальных особенностей исследования.
Описание приборов.
Прибор для определения угла естественного откоса из полевой лаборатории Литвинова (рис. 26) представляет собой прямоугольную емкость (1) из прозрачного органического стекла с внутренними размерами 100Ч70Ч20мм. Внутри емкости устроена выдвижная створка 2 для разделения её на два отделения. На боковой стенки емкости нанесена сетка с шагом в 1 см, по граням этой стенки нанесены миллиметровые деления. На торцевых стенках емкости приведена таблица значений углов (от 0^о до 54^о) в зависимости от величины тангенса.

Прибор для определения угла естественного откоса в виде диска с тарированным стержнем (рис. 27) Состоит из перфорированного диска (1) на ножках (2), в центре которого укреплён стержень (3) с разметкой в градусах. На диске установлен конус (4) предназначенный для отсыпки песка. Пробор помещён в стеклянную или пластмассовую банку (5).
Необходимые материалы и оборудование.
-песок;

-логарифмическая линейка;

-прибор для определения угла естественного откоса;

-ступка фарфоровая с пестиком;

-шпатель;

-линейка;

-ложка.

Ход работы с применением прибора полевой

лаборатории Литвинова.
Песок в воздушно-сухом состоянии.

Установить прибор на горизонтальную поверхность.
Методом квадратов отобрать среднюю пробу грунта, растереть песок в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.
При опущенной выдвижной створке (2), в малое отделение прибора насыпать песок 3 доверху, не приминая и не встряхивая сровнять его поверхность с краем корпуса (рис. 26).
Медленно поднять выдвижную створку (2) следя чтобы не было толчков, при этом прибор придерживают рукой. Песок пересыпается в другое отделение емкости пока не наступит положение равновесия его частичек на образовавшейся наклонной плоскости (4). Угол образованный поверхностью свободного откоса с горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса () (рис. 26б).
По деления на боковой стенке отсчитать высоту h и заложение l откоса с точностью до 1мм. Результаты занести в журнал.
Определить тангенс угла естественного откоса.

По значению тангенса определить угол . Результаты вычислений занести в журнал.

Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1^о.
За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

Определение угла естественного откоса песка под водой.

Установить прибор на горизонтальную поверхность.
Методом квадратов отобрать среднюю пробу грунта, растереть песок в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником.
При опущенной выдвижной створке (2), в малое отделение прибора насыпать песок 3 доверху, не приминая и не встряхивая сровнять его поверхность с краем корпуса (рис. 26).

В большое отделение прибора налить доверху воду (5). Выдвижную створку поднять на несколько миллиметров, чтобы вода смогла проникнуть в песок. Когда весь грунт в малом отделении пропитается водой о чём будет свидетельствовать изменение его цвета, медленно поднять створку.

Медленно поднять выдвижную створку (2) следя чтобы не было толчков, при этом прибор придерживают рукой. Песок пересыпается в другое отделение емкости пока не наступит положение равновесия его частичек на образовавшейся наклонной плоскости (4). Угол образованный поверхностью свободного откоса с горизонтальной плоскостью и есть угол естественного откоса () (рис. 26б).
По деления на боковой стенке отсчитать высоту h и заложение l откоса с точностью до 1мм. Результаты занести в журнал.
Определить тангенс угла естественного откоса.

По значению тангенса определить угол . Результаты вычислений занести в журнал.

Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1^о.
За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

Ход работы с применением прибора в виде

диска с тарированным стержнем.

Песок в воздушно-сухом состоянии.
Установить прибор в собранном виде на горизонтальную плоскость.
В конус (4) засыпать песок (6) доверху.
Плавно поднять конус в верх, песок начнёт сыпаться с диска пока не наступит равновесное положение его частичек на образовавшиеся конические поверхности (7). Угол наклона образующей конуса из песка к плоскости диска (1) и есть угол естественного откоса песка ()
Определить величину угла естественного откоса по риске на центральном стержне (3) отпарированным таким образом, что величина конуса из песка в месте соприкосновения со стержнем показывает величину угла образующей к плоскости основания.
Опыт повторить 2-3 раза. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1^о.
За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

б. Определение угла естественного откоса под водой.

Установить прибор в собранном виде в пластмассовую или стеклянную банку, на горизонтальной плоскости.
В корпус (4) доверху засыпать отобранную по методу квадратов пробу песчаного грунта (6).
В банку залить воду (8) так, чтобы уровень её был выше диска на 1-2см. когда весь грунт в объеме конуса пропитается водой, о чём будет свидетельствовать изменение его цвета, долить воду в банку до уровня верха конуса.
Плавно поднять конус в верх, песок начнёт сыпаться с диска пока не наступит равновесное положение его частичек на образовавшиеся под водой конические поверхности.
После отстаивании и осветления воды определить величину естественного откоса песка под водой по риске указанной на тарированном стержне вершиной конуса из песка.
Опыт повторить 2-3 раза. Результаты занести в журнал. Расхождение между повторными определениями не должно превышать 1^о.
За угол естественного откоса принимается среднее арифметическое значение результатов отдельных определений выраженное в целых градусах.

Таблица 26

Журнал угла естественного откоса песка

В приборе полевой лаборатории Литвинова.

№

определенийОписание образца песчаного грунта и условий испытанияh, ммl, мм, град, град123123

Таблица 27

Журнал определений угла естественного откоса песка

с помощью диска с тарированным стержнем.
№

определенийОписание образца песчаного грунтаВ воздушно сухом состоянииПод водой, град, град, град, град123

Вопросы для самопроверки.

Что называется углом естественного откоса грунта и к каким грунтам относится?
Объясните почему угол естественного откоса для рыхлых песчаных грунтов отражает величину угла внутреннего трения?
От каких факторов зависит величина угла естественного откоса песчаного грунта?
Где на практике применятся показатель угла естественного откоса?
опишите методику определения угла естественного откоса песка в приборе из полевой лаборатории Литвинова в воздушно сухом состоянии и под водой?
Опишите методику определения угла естественного откоса песка с применением прибора в виде диска с центральным тарированным стержнем?
Объясните причины изменения угла естественного откоса песка под водой?
Как влияет изменение влажности на величину угла откоса песчаного грунта?
Почему нельзя определить угол внутреннего трения рыхлого песка по углу откоса при наличии сцепления и связанности?
Опишите конструкцию приборов применяемых в данной работе для определения угла естественного откоса, их преимущества и недостатки?

Список литературы.

СНИП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений, М., Стройиздат. 1984г.
ГОСТ 12071-84 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов.
ГОСТ 5180-84 Грунты. Метод лабораторного определения влажности.
ГОСТ 5183-77 Грунты. Методы лабораторного определения границ текучести и раскатывания.
ГОСТ 12536-79 - Грунты. Методы лабораторного определения зернового (гранулометрического) и микроагрегатного состава.
ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
ГОСТ 12248-96 Грунты. Методы лабораторного определения сопротивления срезу.
ГОСТ 25100-96 Грунты. Классификация.
ГОСТ 25584-90 Грунты. Методы лабораторного определения коэффициента фильтрации.
Чаповский Е.Г. Лабораторные работы по грунтоведению и механике грунтов., М., Недра, 1975.
Цитович Н.А. Механика грунтов. М., Высшая школа, 1983.
Маслов Н.Н. основы инженерной геологии и механики грунтов. М., Высшая школа, 1982.
Березайцев В.Г. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Желдориздат, 1961.
Зурнаджи В.А. Николаев В.В. Механика грунтов, основания и фундаменты. М., Высшая школа, 1967.
Гольдштейн М.Н. Механические свойства грунтов. М., Стройиздат, 1979.

1 2 3 4 5 6

	«Основания и фундаменты» ...		Методические указания по выполнению лабораторных работ по междисциплинарному курсу мдк02. 01 ПМ02. Применение микропроцессорных систем, установка и настройка периферийного оборудования
	Задания и методические указания к выполнению лабораторных работ по курсу Методические указания предназначены для студентов экономического факультета, изучающих курсы «Документирование управленческой деятельности»...		Егорова А. А. Романчева Н. И., канд техн наук, доцент Пособие к выполнению... Пособие к выполнению лабораторных работ по дисциплине "Информатика", часть IV. М.: Мгту га, 2001. 44 с
	Е. П. Пегова Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине Методические указания к выполнению лабораторных работ по дисциплине информатика для студентов I курса специальности 080507 IV курса...		Мурачев Е. Г. М91 Моделирование: Пособие по выполнению лабораторных работ М91 Моделирование: Пособие по выполнению лабораторных работ. – М.: Мгту га, 2007. – 52 с
	Методические указания по выполнению практических и лабораторных работ... Учебно-методическое пособие предназначенодля студентов 3 курса, обучающихся по профессии 23. 01. 03 Автомеханик. Пособие содержит...		Некоммерческое партнерство Объекты использования атомной энергии. Основания и фундаменты. Устройство «стены в грунте». Правила, контроль выполнения и требования...
	Методические указания по выполнению лабораторных и учебно-исследовательских... Методы определения показателей физико-механических свойств (качества) тампонажного раствора и камня		Руководство по выполнению Руководство по выполнению и защите выпускных квалификационных работ по специальности 080105. 65 Финансы и кредит – Краснодар: Изд-во...

Руководство к выполнению лабораторных работ по курсу «Механика грунтов, основания и фундаменты»

Похожие: