1. Фазы (компоненты грунтов). Схема составных частей грунта.
2. Твердая компонента грунта. Физический и химический состав.
3. Гранулометрический состав грунтов. Порядок определения. Классификация грунтов по гранулометрическому составу.
4. Жидкая компонента грунта. Классификация видов воды в грунтах.
5. Текстура и структура грунтов. Определение, виды. Классификация структурных связей грунтов.
6. Физические свойства грунтов. Ключевые характеристики. Порядок определения;
7. Определение гранулометрического состава грунтов. Коэффициент неоднородности грунта. Порядок определения. Анализ результатов испытаний.
8. Природная (естественная) влажность грунта, влажности на границе текучести, на границе раскатывания. Методы определения. Порядок проведения испытаний. Анализ результатов испытаний.
9. Консистенция. Пластичность. Число пластичности и показатель текучести. Классификация пылевато-глинистого грунта по числу пластичности. Консистенция пылевато-глинистого грунта и супесей по показателю текучести.
|
|
10. Плотность грунта, плотность сухого грунта. Методы определения. Порядок проведения испытаний.
11. Определение угла естественного откоса песчаных грунтов. Порядок проведения испытаний. Анализ результатов испытаний.
Лабораторная работа № 2
Определение недостающих показателей физико-механических свойств инженерно-геологических элементов
Цель: Научиться рассчитывать показатели, которые используются для оценки физических и механических свойств горных пород.
Задание:
В соответствии с указанным вариантом рассчитать по формулам (табл. 2.1) следующие показатели: плотность сухого грунта (pd), степень влажности (Sr), пористость (n,), коэффициент пористости (е), число пластичности (1р), показатель текучести (IL), заполнить табличку.
По числу пластичности 1р и показателю текучести (IL) определить разновидности грунта по табл. 2.2 и 2.3.
По СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений" в соответствии с определенной по числу пластичности (1р) разновидностью грунта и значениями показателя текучести (IL) и коэффициента пористости (е) определить нормативные значения сцепления (С, МПа), угла внутреннего трения (ф, град) и модуля общей деформации (Е, МПа).
Сделать заключение об исследованном грунте, проанализировав, как меняются показатели свойств с глубиной.
Данные лабораторных исследований горных пород
Вариант 1
Мощность слоя, м | Ps г/см3 | P г/см3 | Pd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | Wl % | Wp % | Ip % | Il д.е | C КПа | фо град | E МПа |
1,5 | 2,73 | 1,98 | 20 | 33 | 15 | |||||||||
2,0 | 2,71 | 2,02 | 24 | 29 | 17 | |||||||||
3,1 | 2,71 | 2,08 | 17 | 19 | 15 | |||||||||
4,2 | 2,73 | 1,97 | 28 | 32 | 19 | |||||||||
0,5 | 2,74 | 1,92 | 23 | 30 | 18 |
Вариант 2
|
|
Мощность слоя, м | Ps г/см3 | P г/см3 | Pd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | Wl % | Wp % | ip % | Il д.е | C КПа | Фо град | E МПа |
0,8 | 2,73 | 1,98 | 26 | 35 | 15 | |||||||||
1,5 | 2,72 | 2,02 | 22 | 30 | 15 | |||||||||
0,3 | 2,72 | 1,89 | 22 | 39 | 19 | |||||||||
2,0 | 2,71 | 2,01 | 21 | 41 | 20 | |||||||||
4,0 | 2,72 | 2,03 | 26 | 33 | 19 |
Вариант 3
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
0,5 | 2,67 | 1,94 | 30 | 25 | 19 | |||||||||
2,0 | 2,70 | 1,89 | 28 | 24 | 18 | |||||||||
3,1 | 2,71 | 1,91 | 28 | 34 | 23 | |||||||||
3,5 | 2,71 | 1,92 | 26 | 33 | 20 | |||||||||
4,0 | 2,70 | 1,82 | 34 | 45 | 24 |
Вариант 4
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
2,0 | 2,72 | 1,93 | 30 | 37 | 23 | |||||||||
1,5 | 2,70 | 1,84 | 24 | 25 | 17 | |||||||||
1,7 | 2,70 | 1,89 | 28 | 24 | 18 | |||||||||
2,0 | 2,71 | 1,89 | 32 | 44 | 25 | |||||||||
1,2 | 2,73 | 1,93 | 29 | 49 | 26 |
Вариант 5
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
3,0 | 2,68 | 1,98 | 27 | 20 | 17 | |||||||||
1,5 | 2,72 | 1,93 | 30 | 37 | 23 | |||||||||
1,8 | 2,71 | 1,89 | 32 | 22 | 19 | |||||||||
2,1 | 2,71 | 1,92 | 27 | 33 | 19 | |||||||||
0,9 | 2,70 | 1,96 | 31 | 49 | 30 |
Вариант 6
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
0,6 | 2,71 | 1,89 | 32 | 44 | 25 | |||||||||
1,2 | 2,73 | 1,94 | 29 | 49 | 26 | |||||||||
3,1 | 2,71 | 1,95 | 28 | 33 | 20 | |||||||||
2,5 | 2,71 | 1,91 | 29 | 33 | 21 | |||||||||
4,1 | 2,69 | 1,85 | 33 | 25 | 18 |
Вариант 7
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
2,6 | 2,70 | 1,77 | 28 | 25 | 20 | |||||||||
1,1 | 2,73 | 1,90 | 30 | 35 | 18 | |||||||||
1,5 | 2,70 | 1,91 | 28 | 24 | 23 | |||||||||
2,8 | 2,73 | 1,93 | 29 | 49 | 26 | |||||||||
3,4 | 2,71 | 1,78 | 36 | 49 | 28 |
Вариант 8
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
0,7 | 2,71 | 1,91 | 29 | 33 | 21 | |||||||||
1,2 | 2,70 | 1,82 | 34 | 45 | 24 | |||||||||
3,5 | 2,68 | 1,98 | 27 | 20 | 17 | |||||||||
4,0 | 2,73 | 1,90 | 30 | 35 | 18 | |||||||||
5,5 | 2,71 | 1,95 | 31 | 36 | 22 |
Вариант 9
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
1,7 | 2,71 | 1,72 | 10 | 21 | 14 | |||||||||
2,1 | 2,70 | 1,99 | 24 | 26 | 19 | |||||||||
3,5 | 2,71 | 1,96 | 18 | 29 | 18 | |||||||||
2,7 | 2,70 | 1,98 | 24 | 30 | 20 | |||||||||
4,5 | 2,71 | 1,78 | 36 | 49 | 28 |
Вариант 10
|
|
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
3,1 | 2,70 | 1,82 | 35 | 45 | 24 | |||||||||
1,8 | 2,71 | 1,78 | 36 | 49 | 28 | |||||||||
2,3 | 2,71 | 1,98 | 20 | 36 | 23 | |||||||||
1,5 | 2,71 | 1,98 | 18 | 29 | 18 | |||||||||
0,8 | 2,68 | 1,98 | 27 | 20 | 16 |
Вариант 11
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
2,4 | 2,67 | 1,94 | 31 | 23 | 18 | |||||||||
0,8 | 2,71 | 1,82 | 11 | 19 | 15 | |||||||||
3,2 | 2,71 | 1,98 | 18 | 29 | 18 | |||||||||
4,2 | 2,70 | 1,96 | 24 | 30 | 21 | |||||||||
3,8 | 2,73 | 1,93 | 29 | 49 | 26 |
Вариант 12
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
0,7 | 2,72 | 2,03 | 26 | 33 | 19 | |||||||||
1,2 | 2,72 | 1,94 | 16 | 28 | 10 | |||||||||
2,8 | 2,73 | 1,94 | 28 | 33 | 19 | |||||||||
3,7 | 2,72 | 2,01 | 22 | 27 | 17 | |||||||||
3,5 | 2,71 | 2,02 | 25 | 28 | 18 |
Вариант 13
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
2,9 | 2,72 | 1,88 | 21 | 42 | 20 | |||||||||
1,8 | 2,71 | 1,96 | 28 | 33 | 17 | |||||||||
2,6 | 2,73 | 1,90 | 26 | 33 | 19 | |||||||||
3,9 | 2,71 | 1,99 | 16 | 28 | 14 | |||||||||
4,1 | 2,73 | 1,94 | 26 | 33 | 10 |
Вариант 14
|
|
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
0,5 | 2,69 | 1,91 | 18 | 28 | 23 | |||||||||
2,7 | 2,70 | 1,96 | 19 | 25 | 13 | |||||||||
3,9 | 2,74 | 2,03 | 24 | 35 | 15 | |||||||||
4,5 | 2,71 | 2,02 | 25 | 28 | 18 | |||||||||
6,0 | 2,73 | 1,90 | 26 | 33 | 19 |
Вариант 15
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
1,5 | 2,72 | 1,94 | 16 | 28 | 10 | |||||||||
2,0 | 2,73 | 1,94 | 26 | 33 | 19 | |||||||||
1,7 | 2,09 | 1,96 | 28 | 31 | 19 | |||||||||
2,1 | 2,71 | 2,08 | 17 | 19 | 15 | |||||||||
5,6 | 2,71 | 1,97 | 15 | 16 | 13 |
Вариант 16
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
2,6 | 2,70 | 1,77 | 28 | 25 | 20 | |||||||||
1,1 | 2,73 | 1,90 | 30 | 35 | 18 | |||||||||
1,5 | 2,70 | 1,91 | 28 | 24 | 23 | |||||||||
2,8 | 2,73 | 1,93 | 29 | 49 | 26 | |||||||||
3,4 | 2,71 | 1,78 | 36 | 49 | 28 |
Вариант 17
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
0,7 | 2,71 | 1,91 | 29 | 33 | 21 | |||||||||
1,2 | 2,70 | 1,82 | 34 | 45 | 24 | |||||||||
3,5 | 2,68 | 1,98 | 27 | 20 | 17 | |||||||||
4,0 | 2,73 | 1,90 | 30 | 35 | 18 | |||||||||
5,5 | 2,71 | 1,95 | 31 | 36 | 22 |
Вариант 18
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
1,7 | 2,71 | 1,72 | 10 | 21 | 14 | |||||||||
2,1 | 2,70 | 1,99 | 24 | 26 | 19 | |||||||||
3,5 | 2,71 | 1,96 | 18 | 29 | 18 | |||||||||
2,7 | 2,70 | 1,98 | 24 | 30 | 20 | |||||||||
4,5 | 2,71 | 1,78 | 36 | 49 | 28 |
Вариант 19
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
3,1 | 2,70 | 1,82 | 35 | 45 | 24 | |||||||||
1,8 | 2,71 | 1,78 | 36 | 49 | 28 | |||||||||
2,3 | 2,71 | 1,98 | 20 | 36 | 23 | |||||||||
1,5 | 2,71 | 1,98 | 18 | 29 | 18 | |||||||||
0,8 | 2,68 | 1,98 | 27 | 20 | 16 |
Вариант 20
Мощность слоя, м | ρs г/см3 | ρ г/см3 | ρd г/см3 | W % | Sr д.е | n д.е | е д.е | WL % | WP % | IP % | IL д.е | C КПа | φ° град | E МПа |
2,4 | 2,67 | 1,94 | 31 | 23 | 18 | |||||||||
0,8 | 2,71 | 1,82 | 11 | 19 | 15 | |||||||||
3,2 | 2,71 | 1,98 | 18 | 29 | 18 | |||||||||
4,2 | 2,70 | 1,96 | 24 | 30 | 21 | |||||||||
3,8 | 2,73 | 1,93 | 29 | 49 | 26 |
Таблица 2.1. Показатели физико-механических свойств пород рыхлых отложений
Условные обозначения | Показатель по СНиП 2.02.01-83 | Единица измере ния, Си | Физический смысл | Расчетная формула или методика определения по гос. стандартам |
γ | Удельный вес | н/м3 | γ = ρ· g; g = 9.81м/с2. | |
ρ | Плотность | кг/м3 (г/см3) | Масса единицы объема при естественной пористости и влажности | ГОСТ 5180-2015. Метод режущего кольца или парафинирования |
ρs | Плотность частиц грунта | кг/м3 (г/см3) | Масса единицы объема скелета грунта в воде при отсутствии пор: для песчаных - 2.66; супесей - 2.70; суглинков - 2.71; глин - 2.74. | ГОСТ 5180-2015. Пикнометрический метод |
ρd | Плотность сухого грунта | кг/м3 (г/см3) | Масса единицы объема за вычитанием массы воды в порах | |
W | Природная (естественная) влажность | % | Кол-во свободной и поверхностно связанной воды, содержащейся в порах грунта в естественных условиях | ГОСТ 5180-2015 Весовой метод |
n | Пористость | доли единицы | Отношение объема пустот к объему грунта | |
е | Коэффициент пористости | доли единицы | Отношение объема пустот к объему скелета грунта | |
Wr | Гигроскопическая влажность | % | Отношение веса воды, удаленной из образца воздушно сухого грунта к массе высушенного грунта. | ГОСТ 5180-2015 Весовой метод |
Wl | Влажность на границе текучести | % (верхний предел) | Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в текучее. | ГОСТ 5180-2015. Метод балансированного конуса |
WP | Влажность на границе раскатывания | % (нижний предел) | Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в твердое. | ГОСТ 5180-2015 Метод раскатывания |
IP | Число пластичности | % | Разность между верхним и нижним пределами влажности | IP=WL-WP |
IL | Показатель текучести | Доли единицы | Степень подвижности слагающих грунт частиц при механическом воздействии | IL=(W-WP) /IР |
Sr | Степень влажности | Доли единицы | Степень заполнения пор водой | где ρw =1,0 |
С | Сцепление | МПа, КПа | Сила зацепления между отдельными частичками грунта | ГОСТ 12248-2010 |
φ | Угол внутреннего трения | Град. | Сопротивление горных пород сдвигу | ГОСТ 12248-2010 |
Е | Модуль общей деформации | МПа | Коэффициент пропорциональности между давлением и относительной линейной деформацией грунта | ГОСТ 12248-2010 |
Таблица 2.2. Разновидность глинистых грунтов по числу пластичности
Разновидность глинистых грунтов | Чисто пластичности IP |
Супесь | 1-7 |
Суглинок | 7-17 |
Глина | >17 |
Таблица 2.3. Разновидность глинистых грунтов по показателю текучести
Разновидность глинистых грунтов | Показатель текучести IL |
Супесь: твердая | < 0 |
пластичная | 0-1 |
текучая | > 1 |
Суглинки и глины: твердые | <0 |
полутвердые | 0-0,25 |
тугопластичные | 0,25-0,50 |
мягкопластичные | 0,50-0,75 |
текучепластичные | 0,75-1,00 |
текучие | > 1,00 |