1. Определение плотности грунта методом режущего кольца (ГОСТ 5180-84). ВВЕДЕНИЕ

Цель - определить плотность грунта.

2. ТЕОРИЯ

Плотностью грунта называется масса единицы объема грунта в его естественном состоянии.

Существуют различные лабораторные методы определения плотности. Так, в соответствии с ГОСТ 5190-84 плотность можно определять методами режущего кольца (рис.2.1-а), методом лунки (рис.2.1-б), взвешивания в воде (метод парафирования) и взвешивания в нейтральной жидкости (рис.2.1-в).

Рис.2.1. Методы определения плотности грунта

а) метод режущего кольца; б) метод лунки; в) метод взвешивания в воде

В данной работе плотность грунта устанавливается посредством определения веса грунта в известном объеме кольца.

2.1. Порядок выполнения работы в действительности

1. Штангенциркулем измерить внутренний диаметр и высоту режущего кольца. Вычислить объем кольца по формуле:

[см³]

2. Смазать внутреннюю поверхность кольца тонким слоем технического вазелина и взвесить его ().

3. Взвесить пластины ().

4. Установить режущий край кольца на предварительно выровненную ножом поверхность образца грунта. Вручную через насадку вдавить кольцо в грунт, не допуская перекосов. По мере вдавливания излишки грунта подрезать ножом (рис. 2.2-а). Погружение прекратить, когда грунт заполнит кольцо и выйдет из него на 1…2 мм (рис. 2.2-б).

Рис. 2.2. Отбор проб грунта методом режущего кольца

5. Грунт ниже кольца подрезать «на конус» (рис.2.2-б), извлечь образец из монолита на ноже и установить на пластину (вверх конусом).

6. Грунт, выступающий за края кольца срезать ножом, зачистить поверхность грунта вровень с краями кольца и закрыть торцы пластинками. Мелкие раковины зашпаклевать (без нажима) грунтом.

7. Тщательно очистить поверхность кольца и пластинок от остатков грунта.

8. Взвесить кольцо с грунтом и пластинами (). Взвешивание во всех случаях выполняются с точностью до 0,01 г.

Таблица 2.1

Результаты определения плотности грунта

№ п/п	Масса, г			Плотность грунта , г/см³
№ п/п	Кольца	Пластин	Кольца с пластинами и грунтом	Отдельной пробы	Средняя
1
2
3
4

8. Плотность грунта вычисляется по формуле:

[г/см³]

9. Результаты испытаний записываются в таблицу 2.1.

Вычисления выполняются с точностью до 0,01 г/см³, а количество параллельных определений должно быть не менее 2-х для каждого образца грунта. При этом разница между параллельными определениями не должна превышать для пылевато-глинистых грунтов - 0,03 г/см³, а для песчаных - 0,04 г/см³.

Плотность грунта принимается как среднее арифметическое значение результатов параллельных испытаний.

2.1.1. Необходимое оборудование и материалы

1. Весы лабораторные с разновесами.

2. Нож с прямым лезвием.

3. Лопатка плоская.

4. Пластины гладкие (стекло, металл).

5. Насадка для вдавливания колец.

6. Вазелин технический.

7. Режущие кольца пробоотборники.

8. Монолит грунта.

3. ОБОРУДОВАНИЕ

Для работы в этой лабораторной работе применяются следующие клавиши:

W, S, A, D – для перемещения в пространстве;

F2, E – аналоги средней клавиши манипулятора (при первом нажатии берется объект, при последующем – ставится);

Ctrl – присесть;

Z – визуальное приближение;

F10 – выход из программы.

Рис. 3.1. Активные клавиши клавиатуры

Рис. 3.3. Функции манипулятора

Левая клавиша манипулятора (ЛКМ) – управление объектами (в режиме манипуляции).

Средняя клавиша манипулятора (СКМ) – взять (применить) объект (в режиме манипуляции). Также данная клавиша позволяет проводить ускоренную работу с некоторыми объектами (например, ускоренное закручивание (откручивание) рукоятки тормозного устройства).

Правая клавиша манипулятора (ПКМ) – переход в режим манипуляции (управление объектами), возврат в режим навигации (перемещения по сцене).

Примечание: При появившемся курсоре невозможно перевести взгляд вверх и стороны.

3.1. Оборудование в лабораторной работе

В виртуальной лаборатории на столах расположены:

· 2 кольца;

· 2 стеклянные пластины;

· пластиковый ящик со слегка влажным грунтом, закрытый крышкой;

· ящик для отработанного грунта;

· весы электронные;

· нож с прямым лезвием;

· штангенциркуль;

· насадка для вдавливания колец (кольцо, предназначенное для создания усилия на металлическое кольцо);

· вазелин технический.

Рис. 3.3. Оборудование, исследуемый грунт

4. ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ

4.1. Порядок действий (рекомендованный)

Результатом опыта и вычислений будет заполненная таблица 5.1. Формулы для вычислений берутся из раздела 2.1.

1. Штангенциркуль примените к кольцу. Если штангенциркуль применяется к цилиндрической части кольца, то он установится на измерение высоты кольца. Если к торцевой части, то штангенциркуль установится на измерение внутреннего диаметра. После измерений положите штангенциркуль на стол.

2. Тюбик с техническим вазелином примените к кольцу – анимировано тюбик смажет внутреннюю поверхность кольца тонким слоем вазелина.

3. Взвесьте кольцо на весах.

4. Взвесьте стеклянные пластины.

5. Откройте крышку коробки с грунтом, примените нож к грунту, если грунт не ровный, нож анимировано несколькими движениями разгладит поверхность.

6. Кольцо примените к грунту - оно установится на грунт, но не вдавится.

7. Насадку для вдавливания примените к кольцу. Насадка установится поверх кольца, и через небольшую паузу анимировано произойдет вдавливание кольца в грунт.

8. Затем нож примените к кольцу, он анимировано движением вокруг кольца подрежет грунт под кольцом. Нож останется воткнутым в грунт.

10. Примените стеклянную пластину к кольцу - кольцо, грунт, нож выйдут из основного грунта и, перевернувшись, установятся на стекло, далее нож срежет конус грунта и срезанную часть переместит в ящик для отработанного грунта, нож вернется на стол.

11. Взвесьте пластину с кольцом и грунтом.

12. Затем кольцо с грунтом примените к ящику, грунт переместится в ящик, кольцо вернется на стол.

13. Опыт можно повторить с другим кольцом на нетронутой части грунта.

5. ОТЧЕТ

Лабораторная работа " Определение плотности грунта методом режущего кольца (ГОСТ 5180-84"

Таблица 5.1

Результаты определения плотности грунта

№ п/п	Масса, г			Плотность грунта , г/см³
№ п/п	Кольца	Пластин	Кольца с пластинами и грунтом	Отдельной пробы	Средняя
1
2
3
4

Выполнил (ФИО студента, группа, дата)

_________________________________________________________________________________________________________________________________________

Принял (ФИО преподавателя, дата)

___________________________________________________________________

6. КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1. Из каких компонентов состоит грунт?

2. Что такое плотность грунта? Назовите ее характерные значения для песка.

3. Какой метод неприменим для определения плотности грунта: лунки, парафинирования, пикнометрический или метод режущего кольца?

4. Для каких грунтов при определении плотности используется метод парафинирования? Объясните почему.

5. Как можно определить плотность щебенистого грунта?

6. Какую характеристику грунта определяют с помощью пикнометра?

7. Можно ли использовать метод режущего кольца для определения плотности песка? Поясните ответ.

8. Приведите основные преимущества и недостатки метода режущего кольца.

9. Изменится ли плотность грунта, если его поры заполнить водой?

10. Каким образом связана плотность грунта с его удельным весом?

7. СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННОЙ ЛИТЕРАТУРЫ

1. Бородавкин П.П. Механика грунтов в трубопроводном строительстве: Учебник для вузов / П.П. Бородавкин. - 2-е издание, перераб. и дополнен. - М.:Недра, 1986

2. Далматов Б.Н. Механика грунтов, основания и фундаменты / Б.Н. Далматов.- М.:Стройиздат, 1988

3. Механика грунтов, основания и фундаменты: Учебное пособие для строительных вузов / [С.Б. Ухов и др.]. - 2-ое изд., перераб. и доп. - М.:Высш. шк., 2002.- 566с.:ил.

4. Цытович Н.А. Механика грунтов / Н.А. Цытович. - М.:Высшая школа, 1980

8. АВТОРЫ

Лабораторная работа «Определение плотности грунта методом режущего кольца (ГОСТ 5180-84)» по дисциплине "Механика грунтов, основания и фундаменты"

Методическое обеспечение: Пульников С.А., доцент кафедры "Транспортные и технологические системы"

Редактор: Яковлев О.В.

3D-графика: Севостьянов А.С.

Script-программирование: Кузьминых А.П.