- •Определение плотности частиц грунта
- •Определение плотности грунта методом взвешивания в воде
- •Определение влажности грунта
- •Работа 4
- •Определение границы текучести
- •Определение границ текучести и пластичности глинистых грунтов
- •Состав грунта по фракциям
- •Результаты ситового анализа
- •Работа 7
- •Температурная поправка ±с
- •Определение гранулометрического состава грунта ареометрическим методом
- •Фракции мелкозернистых грунтов
- •Гранулометрическая классификация грунтов (по Охотину)
- •Значения ln(1 sw/h) для вычисления коэффициента фильтрации
- •Определение коэффициента фильтрации песка
- •Результаты компрессионного испытания
- •Работа 10
- •Конструкция сдвигового прибора
- •Проведение испытания грунта на сдвиг
- •Определение сопротивления грунта сдвигу в приборах одноплоскостного среза
- •Исходные данные для нагружения образцов
- •Значения деформируемости образца при испытании прочности грунта на стабилометре
- •Библиографический список
- •Приложение
Температурная поправка ±с
Температура суспензии Т,0С |
Поправка – с к отсчету ареометра |
Температура суспензии Т,0С |
Поправка +с к отсчету ареометра |
10,0 10,5 11,0 11.5 12,0 12,5 13,0 13,5 14,0 14,5 15,0 15,5 16,0 16,5 17,0 17,5 18,0 18,5 19,0 19,5 20,0 |
–1,2 –1,2 –1,2 –1,1 –1,1 –1,1 –1,0 –0,9 –0,9 –0,8 –0,8 –0,7 –0,6 –0,6 –0,5 –0,4 –0,3 –0,3 –0,2 –0,1 0 |
20,5 21,0 21,5 22,0 22,5 23,0 23,5 24,0 24,5 25,0 25,5 26,0 26,5 27,0 27,5 28,0 28,5 29,0 29,0 30,0 |
+0,1 +0,2 +0,3 +0,4 +0,5 +0,6 +0,7 +0,8 |
+0,9 +1,0 +1,1 +1,3 +1,4 +1,5 +1,6 +1,8 +1,9 +2,1 +2,2 +2,3
|
Следует отметить, что, используя формулу Стокса (7.3), определяют не действительные размеры частиц, а диаметр d шара, который падал бы в жидкости с такой же скоростью, как и сложная по форме частица. Погрешности в определение размеров частиц вносит также использование в расчете средней плотности частиц ρs различного минералогического состава.
Формула (7.3) принята за основу построения номограммы (рис. 7.3), с помощью которой определяется диаметр частиц при ареометрическом методе гранулометрического анализа. Для каждого тарированного ареометра имеется отдельный экземпляр номограммы со своей шкалой R.
В результате тарировки каждого ареометра и с учетом глубины его погружения в суспензию шкалу R соотносят со шкалой Η (путь, проходимый частицами). По шкале погруженного в суспензию ареометра берут отсчеты R для каждого момента времени t, отсчитываемого с момента окончания взмучивания пробы грунта и перевода всех частиц в плавающее состояние. Затем учитывают поправки а, b и с и по исправленному значению Rtи с помощью номограммы находят диаметр выпавших частиц.
Номограмма состоит из пяти размерных (Т0, ρs, Н или R, d, t) и одной (I) безразмерной (вспомогательной) шкал (рис. 7.3). На шкалу Н нанесены результаты тарировки данного ареометра – шкала R. Значение диаметра d частицы по отсчету ареометра Rtи опредeляют с помощью ключа. Для данного опыта на соответствующие размерные шкалы наносят постоянное значение ρs и замеренные при i–ом отсчете значения , Rtиi и ti. Последовательно на пересечении отрезка прямой 1-1 со шкалой I отмечают точку 2; точку 2 соединяют отрезком прямой 2–2 со значением отсчета Rtиi на шкале R и на пересечении со шкалой ρs отмечают точку 3; точку 3 соединяют отрезком прямой 3–3 со значением отсчета времени от начала опыта на шкале t и на пересечении со шкалой d определяют искомый для данного i-го отсчета ареометра диаметр частицы di.
Таким образом, в каждый момент отсчета t частицы грунта по крупности разделяются на выпавшиеиз суспензии (≥ dt) и находящиеся в ней (< dt).
Процентное содержание частиц, содержащихся в суспензии на момент времени отсчета t, определяется следующим образом. Примем, что после ситового анализа процентное содержание фракций меньше 0,25 мм, взятых для ареометрического анализа, составляет р0, а их масса равна m0. Тогда, обозначая mt общую массу всех частиц, находящихся в плавающем состоянии к моменту отсчета t, запишем их процентное содержание pt в виде соотношения
pt/p0 = mt / m0,
отсюда
pt = mt .
Значение pt можно выразить через Rtи, для этого составим два следующих уравнения. Для первого используем (7.1):
.
Второе уравнение запишем в виде отношения
, (7.4)
где mc – масса суспензии; Vс – объем суспензии; mв – масса воды в суспензии; Vt – объем плавающих частиц в суспензии; (Vc – Vt) – объем воды в суспензии; ρw – плотность воды; ρs – плотность частиц грунта, определяемая перед ареометрическим анализом.
Принимая ρw=1,0г/см3 и решая совместно относительно mt уравнения (7.1) и (7.4), получим
.
Процентное содержание по массе фракций меньше данного диаметра dt, находящихся в суспензии на момент отсчета t, составит
. (7.5)
Опыт проводят до тех пор, пока не будет выделена фракция меньше минимально необходимого для данного анализа диаметра частиц грунта.
Подготовка пробы грунта. В соответствии с требованиями ГОСТ подготовка грунтовой пробы выполняется по следующей методике. Из прошедших после ситового анализа через сито 0,5 мм частиц грунта способом квартования (см. работу 1) отбирают среднюю пробу массой т0 = 40г для супесчаных грунтов, 30г – для суглинков и 20г – для глин.
Навеску грунта переносят в коническую с плоским дном колбу емкостью 1000см3 и заливают десятикратным, по отношению к массе пробы грунта, количеством дистиллированной воды. Выдерживают пробу грунта в воде в течение 12 часов, после чего растирают комки набухшего грунта.
Для разрушения агрегатов прибавляют в колбу 1см3 25%-ного раствора аммиака и содержимое колбы кипятят в течение 1 часа. Затем остывшую суспензию пропускают через сито 0,1мм. Суспензию собирают в фарфоровую чашку. Сохранившиеся агрегаты следует осторожно растереть мягким резиновым пестиком.
Частицы, оставшиеся на сите 0,25мм, переносят с помощью промывалки в бюкс, высушивают на песчаной бане, взвешивают и результат взвешивания записывают в журнал, в графу фракции 0,5–0,25мм, (см.табл. 6.1, лабораторная работа 6).
Проведение опыта. Для учебных лабораторных исследований из поддона комплекта сит ранее выполненного ситового анализа (см. табл. 6.1, 6.2) отбирают пробу грунта с частицами d < 0,25мм. Суспензией с частицами менее 0,25мм заполняют литровый цилиндр высотой 45 см и диаметром 6 см. Доливают цилиндр до 1000см3 дистиллированной водой с указанной выше концентрацией аммиака.
Суспензию взбалтывают мешалкой до полного перемешивания грунта с водой. По окончании взмучивания включают секундомер и через 50 секунд осторожно опускают в суспензию ареометр, так чтобы в плавающем состоянии он не касался стенок цилиндра.
На 60-й секунде после окончания взмучивания берут первый упрощенный отсчет Rt, фиксируя его на шкале ареометра по верхнему краю мениска (см. рис. 7.2). Значения Rt при t = 60// = 1/ заносят в графу 4 табл. 7.2 «Журнала лабораторных работ…» в строку 1/ отсчета времени.
Рис. 7.3. Номограмма и ключ к ней для определения диаметра
частиц грунта ареометрическим методом
Таблица 7.2