Головна

РОБОТА 11

  1.  C4. Уміння працювати зі статистичними даними, представленими в табличній формі
  2.  IX. НАВЧАЛЬНО-ДОСЛІДНИЦЬКА РОБОТА СТУДЕНТІВ
  3.  XI. НАВЧАЛЬНО-ДОСЛІДНИЦЬКА РОБОТА СТУДЕНТІВ
  4.  А непрофесійним революціонером бути складно: треба ж ще працювати, годувати себе і близьких!
  5.  А) миття рук згідно з розробленими правилами
  6.  Адресованих особам, які пропрацювали в тилу в період з 22 червня 1941 року по 9 травня 1945 року
  7.  Активна і реактивна потужності, що передаються до приймальної систему від неявнополюсного синхронного генератора, що працює в найпростішої системи.

Визначення міцності пилувато-глинистого грунту в зрізних приладі (ГОСТ 12248-96)

Характеристики міцності грунту використовуються для розрахунків як по першій (I) групою граничних станів (т. Е. За несучою здатністю), так і по другій (II) групою граничних станів (т. Е. За деформаціями). У розрахунках за деформаціями міцності використовують для визначення, так званого розрахункового опору грунту основи R, т. Е. Такого вертикального тиску на нього, при якому грунт ще можна розглядати в якості лінійно-деформується,, а значить застосовувати для обчислення деформацій моделі Фусса- Вінклера або Гука (див. роботу 10).

У розрахунках за несучою здатністю міцності грунтів використовуються для визначення граничного опору грунту основи  , Тиску грунтів на огорожі і підземні споруди, а також для дослідження стійкості укосів.

Нижче на прикладі графіка з (див. Рис. 12) залежно опади фундаменту  від чинного на грунт середнього по підошві фундаменту тиску  пояснюється відмінність між величинами R і .

 тиск


осаду

Мал. 12. Графік залежності осідання фундаменту  від чинного на грунт середнього по підошві фундаменту тиску

тут

R - розрахунковий опір ґрунту основи (межа лінійної його деформації);

 - Граничний опір грунту основи.

Однією з найбільш простих і, в той же час, досить точної, а тому найбільш часто респонденти користуються послугами моделлю руйнування грунту (моделлю міцності) є модель Мора -Кулона. Відповідно до теорії міцності Мора руйнування зразка будь-якого матеріалу настає в результаті невщухаючого зсуву частинок матеріалу відносно один одного по так званим майданчикам зсуву. Цей зсув виникає тільки при досягненні певного співвідношення між зсувними зусиллями (дотичними напруженнями ?) і вертикальним тиском (нормальними напруженнями р) На зазначених майданчиках.

У 1773 р Ш.Кулон сформулював для пісків цю залежність наступним чином: граничний опір сипучих грунтів зрізу є опір тертю, пропорційне тиску:

 , (38)

де tg? - коефіцієнт пропорційності;

? - кут внутрішнього тертя грунту.

Узагальнюючи цю залежність на глинисті (зв'язкові) грунти, опір сдвигающим зусиллям розглядається як лінійна функція від нормального тиску, т. Е. Як сума опору тертю, пропорційного нормальному до площини зсуву тиску р, І опору зчепленню, котрий залежить від тиску:

 , (39)

де с - Питоме зчеплення грунту.

Насправді опір грунту зрізу є складним процесом і розмежування його на тертя і на зчеплення є досить умовним. параметри tg? и с залежностей (38) і (39) аналогічні математичним параметрами а и b лінійних функцій y = ax; y = ax + b. На рис. 13 наведені графіки залежностей (38) і (39).


 а) б)


Мал. 13. Графіки граничного опору зрізу незв'язного (а) і зв'язкового (б) грунтів

У лабораторних умовах випробування грунтів на зріз проводяться методом зрізу по фіксованій площині в зрізних приладах або методом роздавлювання при трехосном напруженому стані в стабілометра.

При випробуваннях в лабораторному зрізних приладі зрушення частинок грунту відбувається по фіксованій площині. Кілька зразків одного і того ж грунту завантажується різними за величиною вертикальними тисками р і зсуваються плавним додатком горизонтальних зсувних зусиль ?. Визначення граничних значень ?u виробляється не менше ніж при трьох різних значеннях р за схемою, зображеної на рис. 14.


а Б В)

 1-я серія зразків
 2-я серія зразків
 3-тя серія зразків


Мал. 14. Схема випробування грунту на зріз в зрізних приладі

Прилад одноплощинного зрізу складається з зрізують пристрої, преса для створення вертикального тиску і тягового пристрою для створення горизонтального зсувного зусилля.

На рис. 15 зображено зрізують пристрій зрізного приладу. вертикальний тиск р передається на зразок з підвіски важеля преса. Навантаження на важіль розраховується за формулою:

 , КН (1,0 кгс = 0,01 кН) (40)

де р - Необхідну вертикальне тиск на зразок, кПа (1,0кгс / см2= 100 кПа)

А - площа горизонтального перерізу зразка, м2;

k - передавальне число важелів преса.

Горизонтальне зсувне зусилля  передається на зразок ступенями  через тягове важільне пристрій. Величина ступенів навантаження на важіль тягового пристрою розраховується за формулою:

 , КН (1кН = 100кгс) (41)

де  - Величина ступені дотичного зусилля в площині зрізу зразка, кПа (1кПа = 100кгс);

А - площа горизонтального перерізу зразка, м2;

k - передавальне число важелів тягового пристрою.

Мал. 15. зрізують пристрій зрізного приладу

Визначення граничного опору грунтів зрізу проводиться двома методами:

консолідованого зрізу;

неконсолідованого зрізу.

Метод консолідованого зрізу застосовується для визначення граничного опору зрізу в умовах стабілізованого стану піщаних грунтів, а також глинистих з показником консистенції IL?1, і коефіцієнтом пористості для супісків і суглинків е?1 і для глин е?1.5.

Випробування проводяться: для піщаних грунтів - на підготовлених в лабораторії зразках із заданою щільністю складання і вологості або в умовах повного водонасичення, а для глинистих ґрунтів - на зразках ненарушенного (природного) складання при природній вологості або при повному водонасиченні.

Підготовлені таким чином зразки грунту попередньо ущільнюються в спеціальному приладі - ущільнювачі при нормальних тисках р, При яких в подальшому буде визначатися опір зразків зрізу, т. Е. 100, 200, 300 кПа.

Схема навантаження зразків грунту в ущільнювачі практично збігається зі схемою навантажування грунту в компресійному приладі (див. Роботу 10). Кожна ступінь вертикального тиску при ущільненні витримується до умовної стабілізації вертикальних деформацій, критерії якої майже збігаються з аналогічними при компресійних випробуваннях (див. Роботу 10). При цьому ущільнення зразка може відбуватися протягом декількох діб.

Після витримки в ущільнювачі зразок розвантажується і швидко переноситься в робочому кільці в зрізну коробку зрізного приладу і закріплюється в ній. Далі на нього встановлюється перфорований штамп, проводиться регулювання механізмів завантаження, встановлюється зазор величиною (0,5 ... 1,0) мм між рухомою і нерухомою частинами зрізний коробки і за допомогою важеля преса однією сходинкою передається вертикальне навантаження.

Час витримки вертикальної (нормальної) навантаження становить не менше:

для піщаних грунтів - 5хв .;

для супісків - 15хв .;

для суглинків і глин - 30хв.

Після передачі вертикального навантаження встановлюється індикатор переміщень зрізу зразка грунту. Потім на зразок передається дотичне навантаження ступенями, величина яких складає 5% від величини вертикального навантаження, при якій проводиться зріз. Після досягнення умовної стабілізації переміщень зрізу  при даному ступені навантаження передається наступний щабель дотичній (зрушує) навантаження. За умовну стабілізацію деформацій зрізу приймається швидкість переміщень зрізу, що не перевищує 0.01 мм / хв. Випробування вважається закінченим, якщо при додатку чергової сходинки дотичного навантаження відбувається миттєвий зріз (зрив) однієї частини зразка по відношенню до іншої або загальна переміщення зрізу (по індикатору) перевищить 5,0 мм. За заміряних в процесі випробування величинам переміщень зрізу  , Відповідним різним напругою ? будується графік залежності  . За опір зразка грунту зрушенню ?u приймається максимальне значення ? на графіку  на відрізку  , Що не перевищує 5,0 мм (див. Рис. 16).


Мал. 16. Графік  випробування грунту на зріз

Метод неконсолідованого зрізу застосовується для визначення опору зрізу в умовах нестабілізованої стану водонасичених суглинків і глин (при ступені вологості Sr ? 0.85), що мають показник плинності IL?0.5. Випробування проводяться на зразках ненарушенного складання.

Робоче кільце з грунтом поміщається в зрізну коробку і закріплюється в ній. Потім на зразок встановлюється суцільний штамп, проводиться регулювання механізмів навантаження, встановлюється зазор величиною (0,5 ... 1,0) мм між рухомою і нерухомою частинами зрізний коробки, встановлюється індикатор переміщення зрізу. нормальний тиск р, При якому буде проводитися зріз зразка, передається відразу в один щабель. величини р залежать від виду і стану грунту і приймаються для глинистих ґрунтів з 0,5 ? IL ? 1,0 в 50, 100, 150 кПа, а для мулів і глинистих ґрунтів з IL ? 1,0 в 25, 75, 125 кПа. Зріз зразка грунту проводиться не пізніше ніж за 2 хв. з моменту прикладання нормального навантаження. Величина ступенів дотичного навантаження не повинна перевищувати 10% величини нормального тиску, прикладеного до зразка. Випробування вважається закінченим, якщо при додатку чергової сходинки дотичного навантаження відбувається миттєвий зріз (зрив) однієї частини зразка по відношенню до іншої або загальна переміщення зрізу (по індикатору) перевищить 5,0 мм. Опір зразка грунту зрізу обчислюється за формулою:

 , (42)

де  - Максимально допустима дотичне навантаження в площині зрізу, кН;

А - площа горизонтального перерізу зразка, м2.

, (43)

де  - Максимальна вага на важелі тягового пристрою, кН;

k - передавальне число важелів тягового пристрою.

Як при консолідованому, так і неконсолідованому зрізах за даними випробувань на зразках ґрунту, вирізаних з одного і того ж моноліту і проведених при трьох різних значеннях р, Будується графік залежності  (Див. Рис. 12). За графіком визначається міцності грунту - кут внутрішнього тертя ?, Град. і питоме зчеплення с, КПа (див. Рис. 13).

Однак, при проектуванні споруд використовуються більш точні значення ? и с, А саме нормативні і розрахункові параметри, які визначаються по статичних формулами ГОСТ 20522-75 на основі випробувань не одного, а багатьох зразків даного виду грунту (інженерно-геологічного елемента - ІГЕ):

 ; (44)

 ; (45)

 ; (46)

2; (47)

де знак ? - сума i значень від 1 до n;

n - кількість випробувань.

зміст роботи

(Неконсолідований зріз)

1. Попередньо підготовлене розрізне робоче кільце з грунтом (нижня і верхня площини зразка грунту повинні бути рівними і покриті зволоженими кружками фільтрованого паперу) помістити в рухому частину зрізний обойми.

2. На дно нерухомої частини зрізний обойми укласти перфорований диск (широкої площиною вгору).

3. Встановити рухому частину зрізний обойми з робочим кільцем на НЕ рухому частину так, щоб зразок грунту своєї нижньої площиною спирався на перфорований диск нерухомої частини обойми.

4. Укласти зверху на зразок перфорований диск (широкої площиною вниз).

5. На диск встановити коромисло важільного преса і прикріпити його до важеля преса, що створює вертикальний тиск на зразок.

6. Вставити регулювальний гвинт і закріпити його на стійках верхній частині зрізний коробки.

7. Настановним гвинтом встановити зазор величиною (0,5 ... 1,0) мм між рухомою і нерухомою частинами зрізний обойми.

8. За допомогою противаги врівноважити важіль преса вертикального тиску в горизонтальному положенні закріпити його стопором.

9. Прикріпити тросик до тягового коромисла рухомої частини зрізний коробки.

10. Закріпити важіль горизонтального навантаження стопором.

11. Установити в тримачі індикатор горизонтальних переміщень. Ніжку індикатора в максимально стислому стані уперти в завзятий столик. Встановити стрілки індикатора в нульове положення.

12. Записати в журнал випробувань (форма 21) дані по грунту і параметри зрізного приладу:

- Найменування грунту (з роботи 3);

- Площа поперечного перерізу зразка А = 40см2;

- Передавальне число важелів преса k = 10.

13. Помістити на важіль преса вертикального тиску плоску гирю масою 2 кг, створюючи тим самим (з урахуванням співвідношення плечей важеля 1:10 і площі зразка А = 40 см2) Тиск на зразок 50 кПа (0,5 кг / см2). Звільнити важільне пристрій від стопора.

14. Для створення першого ступеня горизонтального навантаження помістити на важіль преса горизонтального навантаження гирю масою 200 г (10% від вертикального навантаження). Додаток наступних ступенів тієї ж величини має слідувати через (10 ... 15) с. На початку і в кінці кожного ступеня горизонтального навантаження показання індикатора горизонтальних переміщень записувати в журнал випробувань (форма 21).

Випробування зразка слід, вважати закінченим, якщо при додатку чергової сходинки дотичного навантаження відбувається миттєвий зріз (зрив) однієї частини зразка по відношенню до іншої або загальна деформація зрізу перевищить 5,0 мм.

15. Записати в журнал максимальне зсувається навантаження і обчислити опір зразка грунту зрізу по формулі (42).

16. Провести випробування ще на двох зразках при вертикальних тисках 100 кПа (1,0 кгс / см2) І 150 кПа (1,5 кгс / см2).

17. Заповнити відомість випробувань (форма 22) і побудувати графік випробувань (форма 23).

18. Визначити кут внутрішнього тертя ? і питоме зчеплення с за формулами (44-47). 19. Результати записати в відомість випробувань (форма 22).

ДОДАТКИ

 



 РОБОТА 10 |  Додаток 1

 РОБОТА 4 |  РОБОТА 5 |  РОБОТА 6 |  Пісок середньої крупності, неоднорідний. |  Пісок середньої крупності, середньої щільності, вологий, неоднорідний. |  РОБОТА 7 |  РОБОТА 8 |  РОБОТА 9 |  Додаток 2 |

© um.co.ua - учбові матеріали та реферати