Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

Резина

S

Рис.

4

лены сверху металлической пластинкой f l

, на которой раз­

Ж зажимы

Е освобождают чашку

Е> , которая,

свободно

падая между стойками, ударяет дном об уложенную на

плас­

тине

А

резиновую подкладку. Если после трех ударов

ниж­

няя часть разреза грунта

в чашке сливается на толщину око­

ло 1

мм,

опыт считается

законченным.

7 . Гранулометрический состав

Гранулометрический анализ грунта

позволяет

установить

содержание (в %) входящих в его состав зерен

различной

крупности -

фракций.

Эта характеристика в комплексе с другими дает

возмож­

ность оценить некоторые качества грунта как основания

со­

оружений.

Однако прочность грунта определяется прежде всего

со­

стоянием, в котором он находится. Поэтому часто

бывает,

что грунты одного и того же гранулометрического

состава

обладают различной прочностью и, наоборот, грунты

совер­

шенно разнородные по

гранулометрическому составу

оказы­

ваются равнопрочными из-за различных состояний,

в

кото­

рых они находятся. Отсюда следует, что по одним

только

данным гранулометрического состава невозможно судить

о

пригодности грунта для

основания сооружения. Другое

дело,

если

к данным гранулометрического состава прибавить такие

физические характеристики, как влажность, пористость

и

т. п.

Тогда суждение о прочности грунта может носить

бо—

кие свойства крупнообломочных и песчаных грунтов

зависят

главным образом от крупности составляющих частиц и от

их

соотношения в

грунте.

Гранулометрический состав грунта определяется

в

лабора­

торных условиях различными методами, из которых

наиболее

распространены

ситовой анализ, метод отмучивания

и арео­

метрический метод.

С и т о в о й

а н а л и з грунта заключается в том,

что

2 0 0 —1 0 0 0 г

воздушно-сухого образца грунта

растирают

так, чтобы его

частицы были разъединены, но не

разрушены.

Для этого грунт растирают в ступке пестиком с

резиновым

наконечником.

Растертый грунт взвешивают и засыпают

в

верхнее сито набора, состоящего из сит с отверстиями

10;

5; 2,5;

1; 0,5

и 0 ,2 5 мм (рис. 5 ).

После

более или менее продолжительного встряхивания

на­

вующих сит, отсеиваются. Затем набор разбирается и

фрак­

ции, оставшиеся на ситах, взвешиваются. Взвешивается

так­

же и та часть грунта,

которая прошла в поддон через

все

сита. Сумма весов

всех фракций должна равняться весу ана­

лизируемого образца, отклонение не должңо превышать

1%

веса образца. Вес фракций, оставшихся

на каждом

сите

(в %), вписывается в специальную таблицу:

Диаметр частиц

Больше От 10 От 5

От

2

От 1 Мельче

10

до 5 до 2

до

1

до

0 ,5

.0 .5

заключается в следующем: с изменением поперечных

разме­

ров частиц их масса увеличивается пропорционально

третьей

степени; при погружении же этих частиц в вязкую

среду

ченные в вязкой среде частицы разной крупности с

различ­

ной скоростью. Исходя из предположения

шарообразности

частиц грунта Стокс вывел следующую формулу

расчета

скорости их падения в вязкой среде:

£/• =

У- Ао

( 8 )

туре t .

Эта формула выведена для расчета падения

правильных

шаров, поэтому в применении к грунтам, частицы

которых

далеко не всегда имеют форму шара, ее нужно

рассматри­

вать как дающую приблизительные результаты.

Кроме формулы Стокса для расчета скорости

падения

частиц в вязкой среде может быть применена формула

Шене

и ряд таблиц

(Вильямса, Алпиани, Босуэлла и др.), состав­

ленных на основе экспериментальных наблюдений.

В лабораториях анализ гранулометрического состава

грун­

та по принципу отмучивания обычно производится

методами

Рутковского, Сабанина и Робинзона. Им обычно

предшест­

вует разделение грунта на крупные фракции (от

10

до

0 ,5 мм) при помощи ситового анализа.

М е т о д

Р у т к о в с к о г о ,

очень

простой

и

удобный даже

в полевых условиях, часто

применяют,

чтобы

При помощи этого метода разделяют грунт на три

основные

составляющие: глину, песок и пыль.

Воздушно-;-ухой грунт, растертый в ступке

резиновым

пестиком и просеянный через сито с отверстиями

1 мм, за­

сыпают в цилиндрическую мензурку (рис. 6)

емкостью

100 см3, диаметром 2,5 см. Количество грунта

должно

100-

90-

80-

w -

60-

50-

kO—

зо—

20-

10—

Рис. 6

/7777Ш 77Я Ш 7777

быть таким, чтобы после постукивания мензурки о

какой-ли­

бо предмет грунт уплотнился до постоянного объема

5 см3 .

Затем грунт вновь разрыхляют, в мензурку вливают

5 0 -

70 см3 дистиллированной воды и тщательно

размешивают

грунт до полного исчезновения мазков глины на

стенке

мензурки.

В полученную суспензию в качестве коагулятора

вливают

3 см3

раствора хлористого кальция^

. Дополнив

мензурку

водой до 100 см3, оставляют грунт отстаиваться

и

после

того, как он полностью осядет на дно мензурки

(примерно

через

1 0 -2 0 ч), измеряют его объем в набухшем

состоянии.

Для расчета приращения объема k

на каждый

кубический

сантиметр сухого грунта пользуются следующим

уравнением:

/г= V - К>

’

(9)

V - объем грунта

где

в набухшем состоянии;

«

По полученному приращению определяют количество

гли­

нистых частицѣ в грунте:

Состав раствора: 5,5 г хлористого кальция на 100

см3

воды.

Приращение на 1 см3

Количество глинистых

сухого грунта

частиц в %

4

9 0

,7

3,75

8 5

,0 3

3,5

7 9

,3 6

3,25

7 3

,6 7

3

6 8

,0 1

2,75

6 2

,2 5

2,5

5 6

,2 8

2

4 5

,3 5

1,75

39,68

1,5

34

1,25

2 8

,3 4

1

2 2 ,6 7

0 ,7 5

17

0,5

1 1 ,3 3

0 ,3 5

7,93

0 ,1 2

2 ,7 2

количестве 10 см3

засыпают в мензурку. Долив в мензурку

воды до 100 см3, тщательно размешивают грунт с водой

и

оставляют его в покое на 90 сек - за это время

крупные

частицы размером

1—0 ,5

мм оседают на дно. Через 90

сек

мутная вода (суспензия)

в количестве 88 см3 (высота 18см)

сливается, и мензурка вновь доливается водой до

100

см3,

после чего вся операция повторяется до тех лор,

пока

жид­

кость над грунтом не станет прозрачной.

Эту жидкость сливают и вновь доливают воды,

но уже

до

сливают и мензурку вновь доливают водой до

30 см3.

Эта

операция также повторяется до тех пор (3 -4

раза),

пока

вода после 30-секундной отстойки не станет

совсем

проз­

рачной. Затем мензурку оставляют на 20 —50

мин, после че­

го отсчитывают объем осевшего на дно мензурки песка.

Объем

К, песчаных частиц в грунте (в %)

рассчитывают

по формуле

. Ѵх = 10/7 ,

( 10)

где

п —количество осевшего песчаного грунта в см' .