Лабораторная работа № 14

Ознакомление с методикой определения просадочности грунтов

 

Согласно ГОСТ 25100-82, к просадочным относят грунты, которые под действием внешней нагрузки или собственной массы при замачивании водой или другой жидкостью дают просадку и при этом величина относительной просадочности .

Относительная просадочность грунта определяется по уравнению:

, где:

hпр – высота образца грунта природной влажности, обжатого (в приборе) определенным давлением; hsdtp – высота того же образца грунта после пропуска через него воды при том же давлении; hпд – первоначальная высота грунта естественной влажности, обжатого природным (бытовым) давлением.

Давление, при котором следует определять (т.е. hпр и hsdtp) вычисляется по уравнению:

, где

- давление от сооружения на глубине Z;

- давление от собственного веса на глубине Z.

 

Если =1%, то грунты относятся к просадочным. Возможную просадку в пределах всей сжимаемой толщи в СНиП 2.02.01-83 рекомендуется вычислять по уравнению:

, где

 

- относительная просадочность определенного слоя грунта, определяется при р для середины каждого слоя;

h1 – толщина i-го слоя грунта;

n – число сжимаемых слоев грунта;

Ksli – коэффициент, принимаемый равным от 1,0 при > 12,0 м; при b < 3 вычисляется по уравнению:

, где

 

P – среднее давление под подошвой фундамента, кПа;

Psli – начальное просадочное давление 1-го слоя, кПа (определение Psli см. п.3);

P0 – давление, равное 100 кПа.

 

Наибольшее распространение получили способы определения относительной просадочности грунта на компрессионных приборах по методу двух и одной кривой (рис. 14.1). В первом случае компрессионным испытанием подвергают две пробы грунта: одну – при естественной влажности, вторую – при полном водонасыщении, и строят графики зависимости коэффициента пористости от давления (компрессионные кривые), которые позволяют найти относительную просадочность грунта при заданном давлении.

 

               
   
 
 
 
 
   
 
     
 
 
 
 
     
 
 
 
 
 
 

 

 


Рис. 14.1. Компрессионные кривые для просадочного грунта

а – при испытании по методу двух кривых;

б – при испытании по методу одной кривой;

1 – кривая для грунта естественной влажности;

2 – кривая для того же грунта насыщенного водой.

 

Во втором случае испытывают одну пробу грунта естественной влажности до заданного давления. После стабилизации осадки грунт насыщают водой, измеряют величину (после стабилизации осадки) и испытания продолжают уже для водонасыщенного грунта.

Методика испытаний ничем не отличается от методики обычных компрессионных испытаний (см. лабораторную работу №8). Во время опытов принимают меры против высыхания образцов. Воду для замачивания образца обычно подводят снизу, хотя допускается и сверху.

Метод для одной кривой применяют, когда заранее известно давление под подошвой фундамента. В противном случае прибегают к методу двух кривых.

По компрессионным кривым относительную просадочность грунта можно определить также по уравнению:

 

, где :

e1 – коэффициент пористости того же грунта естественной влажности, обжатого заданным давлением P;

e2 – коэффициент пористости того же грунта при заданном давлении P после насыщения водой;

e0 - коэффициент пористости грунта естественной влажности, обжатого природным давлением.

 

Важной характеристикой для лессовых просадочных грунтов является величина начального просадочного давления PSL, которое при замачивании вызывает начало просадочных деформаций. Величина Psl позволяет определить тип грунтовых условий по просадочности и границу просадочных деформаций в основании, облегчает выбор типа фундаментов и назначения безопасного давления под подошвой фундамента с учетов возможного замачивания просадочного основания.

Начальное давление определяют для каждого слоя грунта по графику (рис. 14. 2) следующим образом.

 
 
eSL

 

 


 

Рис. 14.2 график зависимости

1. Производят компрессионные испытания грунта (предпочтителен метод двух кривых) и находят при различных давлениях

2. Строят график

3. На графике проводят линию параллельную оси абсцисс. Из точки пересечения опускают перпендикуляр на ось р и получают величину РSL.

Грунтовые условия площадок, сложенных просадочными грунтами, в зависимости от возможности проявления просадки грунтов от собственного веса подразделяются на 2 типа:

I тип – грунтовые условия, в которых возможна, в основном, просадка грунтов от внешней нагрузки, а просадка грунтов от собственной массы отсутствует или не превышает 5 см;

II тип – грунтовые условия, в которых, помимо просадки грунтов от внешней нагрузки, возможна их просадка от собственной массы и размеры ее превышают 5 см.

 

Список литературы

СНиП 2.02.01 – 83 Основания зданий и сооружений. М., 1984.

ГОСТ 25100 – 82 Грунты, классификация. М., 1982.

ГОСТ 12248 – 78, ГОСТ 23908 – 79, ГОСТ 5180 – 75, ГОСТ 5181 – 78,

ГОСТ 12536 – 79, ГОСТ 5183 – 77.

Физико – механические свойства горных пород. «Наука», 1964.

 

 

Приложения

Формулы для определения физических характеристик грунтов

Схема единичного объема грунта: V – объем грунта Vs- объем частиц грунта Vn- объем пор ms- масса частиц грунта mw- масса воды в порах грунта

       
 
Vn
   
mw

 


 

       
 
Vs
 
ms
 

 

 


1. n - пористость

2. m – объем частиц грунта

3. - плотность скелета

(абс. Сухого) грунта

4. e – коэф. пористости

5. Sr – степень насыщенности пор грунта

водой

6. W – влажность грунта весовая

7. a – коэф. уплотнения грунта

8. a0 – коэф. относит. сжимаемось

9. E – модуль деформации

10. E0 – модуль общей деформации грунта

11. t - касательноье напряж. (напряж. среза)

кг/см2

12. b - поправки на боковой распор (опр. по

таблице или расчетам)

13. m – поправка на различие полев. и лаб.

испытаний (опр. по таблице)

14. p – нормальное давление на грунт,

кг/см2, Т/м2.

15.

16.

17.

18.

19.

20.

Формула наименьших квадратов для вычисления параметров уравнения Кулона: tgj и С.

return false">ссылка скрыта

Где n – число определений.

r - естественная плотность грунта г/см3.

rs – плотность частиц грунта , г/см3.

1р – число пластичности глинистого грунта.

1L – состояние (консистенция) глинистого грунта.

е0 – начальный коэффициент пористости грунта (до испыта

ния в компрессионном приборе).

е1 – коэффициент пористости соответствующий начальному давлению р1.

2. Допустимая разница результатов параллельных определений

  Влажность грунта W, %
1 – 5 >5 - 10 >10 – 50 >50 - 100 >100
W, % 0.2 0.6 2.0 4.0 5.0
  Влажность грунта на границе текучести, WL %
70 - 80 80 и более
WL , % 2.0 4.0
  Влажность грунта на границе раскатывания Wp, %
до 40 40 и более
Wp, % 2.0 4.0
  Плотность грунта ρ, г/см3
Песчаные грунты Пылевато-глинистые грунты
ρ, г/см3 0.04 0.03
  Плотность частиц грунта ρs , г/см3
до 2.75 2.75 и более
0.02 0.03
             

 

3. Плотность воды при различных температурах

Температура, С Плотность, г/см Температура, 0С Плотность, г/см3
0 – 12 12 – 18 19 - 23 1.000 0.999 0.998 24 – 27 28 – 30 31 - 33 0.997 0.996 0.995  

 

4. Плотность частиц ρs песчаных и пылевато-глинистых грунтов

Грунт ρs, г/см3
Диапазон Средняя
Песок Супесь Суглинок Глина 2.65 – 2.67 2.68 – 2.72 2.69 – 2.73 2.71 – 2.76 2.66 2.70 2.71 2.74

 

5. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов по гранулометрическому составу

Грунт Размер частиц мм Масса частиц, % от массы воздушно-сухого грунта
Крупнообломочный: валунный (глыбовый) галечниковый(щебенистый) гравийный(дресвяный)   Песок: гравелистый крупный средней крупности мелкий пылеватый   ›200 ›10 ›2     ›2 ›0.5 ›0.25 ›0.1 ›0.1   ›50 ›50 ›50     ›25 ›50 ›50 ›75 ‹75

 

6. Подразделение песчаных грунтов по плотности сложения

Песок Подразделение по плотности сложения
плотный средней плотности рыхлый
Гравелистый, крупный и средней крупности   Мелкий   Пылеватый   е‹0.55   е‹0.6   е‹0.6   0.55≤е≤0.7   0.6≤е≤0.75   0.6≤е≤0.8   е›0.7   е›0.8   е›0.8

 

7. Подразделение крупноблочных и песчаных грунтов по степени влажности Sr

 

Грунт Степень влажности
Маловлажный Влажный Насыщенный водой 0< Sr ≤0.5 0.5< Sr≤0.8 0.8<Sr≤1

 

8. Подразделение пылевато-глинистых грунтов по числу пластичности

Грунт Число пластичности
Супесь Суглинок Глина 1<Ip≤7 7<Ip≤17 Ip>17

 

 

9. Подразделение пылевато-глинистых грунтов по показателю текучести

Грунт Показатель текучести
Супесь: твердая пластичная текучая   Суглинок и глина: твёрдые полутвёрдые тугопластичные мягкопластичные текучепластичные текучие   IL<0 0≤IL≤1 IL>1     IL<0 0≤IL≤0.25 0.25<IL≤0.5 0.5<IL≤0.75 0.75<IL≤1 IL>1