Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Проверяемое задание 1
Тема «Определение показателей физических свойств грунтов»
Необходимо выполнить расчеты, построить графики и сделать вывод.
Тема курса, которой соответствует данное задание:
раздел 1, тема 1.2 «Физические свойства грунтов, классификация».
Дополнительная литература и источники
- ГОСТ 25100-2011. ГРУНТЫ. Классификация.
- СП 22.13330.2016. Основания зданий и сооружений.
Требования к оформлению работы, включая требования к проверке задания на оригинальность (30 %)
- Работа оформляется в программе Microsoft Word (в формате *.doc или *.docx).
- Работа оформляется по ГОСТ 2.106-96. «Текстовые документы», ГОСТ 2.105-95 «Общие требования к текстовым документам» с одной стороны стандартного листа писчей бумаги (210 ´ 297 мм), с оставлением полей не менее: слева – 30 мм, справа – 10 мм, сверху – 20 мм и снизу – 25 мм. Листы работы оформляются без рамки. По ГОСТ 2.105-95 текстовые документы выполняют на формах, установленных ГОСТ 2.104-2006.
- Формулы набираются в редакторе формул и нумеруются.
- Графики разрешается выполнять в Microsoft Excel. Вставляются в работу в виде рисунка и нумеруются.
- Иллюстрации должны быть выполнены в соответствии с ГОСТ 7.32-2001 и ЕСКД. Иллюстрации нумеруют арабскими цифрами сквозной нумерацией или в пределах раздела (например, «Рисунок 1 – », «Рисунок 1.1 – »). В тексте должны быть даны ссылки на все иллюстрации.
- Запрещается вставлять в работу отсканированные (сфотографированные) материалы.
- Абзацы в тексте начинаются отступами, равными 15 мм. При оформлении записки – выравнивание по ширине страницы, шрифт 14, Times New Roman.
- Работы с орфографическими ошибками, с соединением нескольких слов (написанных без пробелов), с двойными пробелами, с использованием нераспространенных сокращений (либо, наоборот, написанием полностью единиц измерения) приравниваются к целенаправленному получению обучающимися завышенной оценки от Системы обманным путем, следовательно, такие письменные работы не допускаются к проверке на оригинальность.
- Имя файла – фамилия и инициалы студента, группа, дисциплина, задание с нижним подчеркиванием, например:
Иванов И.И._СТРб1603а_Механика грунтов_Практическая работа 1.
Задание 1
По результатам лабораторных испытаний необходимо для образцов
песчаного грунта: 1) построить кривую гранулометрического состава; 2) определить разновидность грунта по гранулометрическому составу и по степени его неоднородности; 3) вычислить плотность сухого грунта ρ
d, коэффициент пористости
e, коэффициент водонасыщения
Sr. По полученным данным дать оценку плотности сложения и степени влажности, определить расчетное сопротивление
R0.
Для
глинистого грунта следует: 1) вычислить число пластичности
IP и показатель текучести
IL; 2) определить разновидность грунта по числу пластичности, разновидность по консистенции и расчетное сопротивление
R0.
Варианты для задания 1
| № вар. |
Плотность, г/см3 |
Влажность, % |
Содержание частиц, %, при их размере, мм |
| частиц грунта ρs |
грунта ρ |
Природная W |
на границе |
более 2,0 |
2,0–0,5 |
0,5–0,25 |
0,25–0,1 |
менее 0,1 |
| раскатывания Wp |
текучести WL |
| 1 |
2,71 (2,66) |
1,84 (2,01) |
21,2 (19,5) |
30,1 |
42,4 |
2,5 |
19,5 |
25,0 |
20,0 |
33,0 |
| 2 |
2,73 (2,65) |
1,88 (1,73) |
20,4 (6,60) |
19,9 |
31,2 |
0 |
22,0 |
16,0 |
45,0 |
17,0 |
| 3 |
2,71 (2,66) |
1,93 (1,74) |
19,4 (12,5) |
23,3 |
38,4 |
0 |
15,1 |
40,2 |
33,9 |
10,8 |
| 4 |
2,71 (2,68) |
1,88 (1,89) |
22,5 (8,70) |
18,4 |
31,8 |
1,0 |
31,0 |
25,0 |
10,0 |
33,0 |
| 5 |
2,74 (2,67) |
1,87 (1,80) |
20,1 (15,2) |
25,6 |
47,2 |
1,2 |
21,5 |
22,7 |
19,3 |
35,3 |
| 6 |
2,71 (2,67) |
1,90 (1,91) |
19,2 (13,9) |
18,6 |
28,6 |
1,2 |
17,0 |
20,0 |
40,0 |
21,8 |
| 7 |
2,70 (2,65) |
1,90 (1,84) |
17,5 (10,8) |
25,5 |
38,3 |
0,4 |
13,4 |
32,2 |
31,4 |
22,6 |
| 8 |
2,71 (2,66) |
1,95 (1,73) |
18,1 (8,80) |
14,8 |
22,6 |
4,5 |
47,5 |
16,8 |
10,2 |
21,0 |
| 9 |
2,70 (2,66) |
1,96 (1,85) |
18,0 (13,1) |
25,5 |
35,6 |
2,1 |
24,5 |
29,4 |
15,4 |
28,6 |
| 10 |
2,74 (2,65) |
1,96 (1,88) |
19,7 (14,2) |
22,4 |
40,8 |
3,8 |
29,8 |
29,4 |
18,5 |
18,5 |
| 11 |
2,72 (2,66) |
1,83 (1,98) |
22,4 (19,6) |
31,2 |
44,4 |
1,5 |
20,5 |
25,0 |
19,0 |
34,0 |
| 12 |
2,74 (2,65) |
1,87 (1,72) |
20,7 (6,30) |
21,8 |
29,6 |
10 |
10,0 |
16,0 |
35,0 |
29,0 |
| 13 |
2,73 (2,65) |
1,9 (1,75) |
19,7 (14,1) |
25,6 |
33,4 |
1,0 |
18,1 |
31,2 |
23,9 |
25,8 |
| 14 |
2,71 (2,65) |
1,82 (1,87) |
21,5 (9,9) |
16,1 |
30,5 |
7,0 |
23,0 |
18,0 |
14,0 |
38,0 |
| 15 |
2,74 (2,61) |
1,89 (1,81) |
22,3 (14,7) |
23,8 |
42,2 |
3,1 |
33,4 |
25,5 |
10,0 |
28,0 |
| 16 |
2,73 (2,64) |
1,85 (1,93) |
20,8 (10,8) |
20,6 |
32,7 |
4,2 |
14,8 |
34,0 |
21,0 |
26,0 |
| 17 |
2,71 (2,61) |
1,94 (1,87) |
14,3 (12,3) |
27,3 |
38,6 |
1,8 |
23,7 |
28,5 |
25,5 |
20,5 |
| 18 |
2,74 (2,65) |
1,95 (1,82) |
19,1 (10,2) |
25,4 |
41,4 |
2,5 |
31,5 |
32,5 |
8,0 |
25,5 |
| 19 |
2,75 (2,61) |
1,94 (1,91) |
16,7 (17,2) |
26,5 |
31,6 |
1,7 |
34,8 |
19,0 |
25,5 |
19,0 |
| 20 |
2,71 (2,59) |
1,87(1,78) |
17,5 (18,4) |
20,6 |
40,9 |
5,9 |
19,1 |
32,5 |
21,5 |
21 |
| 21 |
2,72 (2,67) |
1,85 (1,83) |
17,8 (19,2) |
13,9 |
31,4 |
0 |
21,3 |
29,6 |
15,3 |
33,8 |
| 22 |
2,72 (2,63) |
1,91 (1,86) |
21,3 (9,4) |
19,6 |
21,6 |
2,0 |
17,3 |
38,1 |
16,2 |
26,4 |
| 23 |
2,61 (2,66) |
1,90 (1,34) |
21,7 (15,1) |
29,6 |
33,4 |
9,8 |
43,4 |
24,2 |
11,4 |
11,2 |
| 24 |
2,67 (2,65) |
1,95 (1,43) |
22,5 (10,9) |
26,1 |
37,5 |
7,5 |
27,5 |
19,8 |
18,2 |
27,0 |
| 25 |
2,68 (2,66) |
1,96 (1,55) |
23,3 (16,7) |
33,8 |
46,2 |
1,1 |
34,5 |
19,4 |
25,4 |
19,6 |
| 26 |
2,69 (2,65) |
1,94 (1,78) |
22,8 (12,8) |
18,6 |
32,7 |
4,8 |
19,8 |
29,4 |
28,5 |
17,5 |
| 27 |
2,71 (2,65) |
1,93 (1,68) |
17,3 (14,3) |
22,3 |
28,6 |
5,5 |
30,5 |
25,0 |
9,0 |
30,0 |
Примечание.
- Величины основных физических характеристик песчаных грунтов rs, r, W приведены в скобках.
Вариант для задания 1 студенты выбирают по следующим правилам.
Вариант работы определяется по первой букве фамилии студента.
Первая буква – номер варианта.
| Буква |
А |
Б |
В |
Г |
Д |
Е/Ё |
Ж |
З |
И/Й |
К |
| Вариант |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
9 |
10 |
| Буква |
Л |
М |
Н |
О |
П |
Р |
С |
Т |
У |
Ф |
| Вариант |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
17 |
18 |
19 |
20 |
| Буква |
Х |
Ц |
Ч |
Ш/Щ |
Э |
Ю |
Я |
|
|
|
| Вариант |
21 |
22 |
23 |
24 |
25 |
26 |
27 |
|
|
|
Рекомендации по выполнению задания 1
Исходные данные
По результатам лабораторных испытаний необходимо для образцов
песчаного грунта: 1) построить кривую гранулометрического состава; 2) определить разновидность грунта по гранулометрическому составу и по степени его неоднородности; 3) вычислить плотность сухого грунта ρ
d, коэффициент пористости
e, коэффициент водонасыщения
Sr. По полученным данным дать оценку плотности сложения и степени влажности, определить расчетное сопротивление
R0.
Для
глинистого грунта следует: 1) вычислить число пластичности
IP и показатель текучести
IL; 2) определить разновидность грунта по числу пластичности, разновидность по консистенции и расчетное сопротивление
R0.
| № вар. |
Плотность, г/см3 |
Влажность, % |
Содержание частиц, %, при их размере, мм |
| частиц грунта ρs |
грунта ρ |
Природная W |
на границе |
более 2,0 |
2,0–0,5 |
0,5–0,25 |
0,25–0,1 |
менее 0,1 |
| раскатывания Wp |
текучести WL |
| |
2,59 (2,65) |
1,87 (1,83) |
21,1 (11,5) |
27,4 |
37,4 |
8,1 |
18,0 |
36,0 |
20,0 |
17,9 |
- Песчаный грунт
Построение кривой гранулометрического состава
Для построения кривой необходимо проверить, чтобы сумма процентного содержания масс частиц равнялась 100 %.
По заданию процентное содержание масс частиц определенных диаметров (
d) равно:
| Менее 0,1 |
0,25–0,1 |
0,5–0,25 |
2,0–0,5 |
Более 2,0 |
| a01 = 17,9 |
a025 = 20,0 |
a05 = 36,0 |
a2 = 18,0 |
a = 8,1 |
Сумма процентов равна:
.
Процентное содержание масс частиц (суммирование начинается с самой мелкой фракции) определяется:
- диаметром d менее 0,1 мм – 17,9 %;
- диаметром d менее 0,25 мм – 17,9 % + 20,0 % = 37,9 %;
- диаметром d менее 0,5 мм – 17,9 % + 20,0 % + 36,0 % = 73,9 %;
- диаметром d менее 2,0 мм – 17,9 % + 20 % + 36,0 % + 18,0 % = 91,9 %.
По вычисленным данным строится кривая гранулометрического состава грунта, показанная на рисунке 1.1. По горизонтальной оси в логарифмическом масштабе откладываются значения диаметров частиц в мм (например, принять, что log10=1 соответствует отрезку длиной 3 см, то log2=0,301 будет соответствовать отрезку и так далее); по вертикальной – суммарное содержание в грунте частиц диаметров более данного (в %).
Рисунок 1.1 – Кривая гранулометрического состава
Коэффициент неоднородности
Cu определяется по кривой гранулометрического состава:
(1.1)
где
d60 – диаметр частиц, мельче которых в данном грунте содержится (по массе) 60 % частиц;
d10 – диаметр частиц, мельче которых в данном грунте содержится (по массе) 10 % частиц.
При
Сu > 3 – песок является неоднородным по составу частиц.
При
Сu ≤ 3 – песок однородный по составу частиц.
Величины
d60 и
d10 определяются графически.
Определение разновидности грунта по гранулометрическому составу
Чтобы установить разновидность грунта, последовательно суммируются проценты частиц исследуемого грунта: сначала крупнее 2,0 мм, затем крупнее 0,5 мм и т.д.
Процентное содержание масс частиц крупнее 2 мм – .
Процентное содержание масс частиц крупнее 0,5 мм – .
Процентное содержание масс частиц крупнее 0,25 мм – .
Процентное содержание масс частиц крупнее 0,1 мм –.
Классифицируется грунт по первому показателю в порядке расположения наименований в таблице сверху вниз (табл. А.1 приложения А).
Процентное содержание масс частиц крупнее 0,25 мм > 50 %, грунт – песок средней крупности.
Плотность сухого грунта ρd определяется по формуле:
(1.2)
Коэффициент пористости e определяется по формуле:
(1.3)
По таблице плотности сложения песчаных грунтов (табл. А.2 приложения А) песок средней крупности с коэффициентом пористости является песком средней плотности сложения.
Коэффициент водонасыщения Sr определяется по формуле:
(1.4)
где
ρw – плотность воды, г/см
3.
По таблице А.3 приложения А определяется разновидность – пески маловлажные.
По таблице А.4 приложения А определяется расчетное сопротивление
R0 – 400 кПа.
Вывод: по результатам лабораторных испытаний получили грунт – песок средней крупности, неоднородный, средней плотности маловлажный с расчетным сопротивлением
R0 = 400 кПа.
- Глинистый грунт
Разновидность глинистого грунта определяется по заданным характерным влажностям (влажность на границе текучести
WL, влажность на границе раскатывания
WP) и природной влажности
W.
Число пластичности глинистого грунта определяется по формуле:
(1.5)
Наименование связного грунта определяется по таблице А.5 приложения А. Глинистый грунт – суглинок.
По показателю текучести IL определяют консистенцию грунта:
(1.6)
По таблице А.6 приложения А определяется консистенция суглинка – твердая.
Коэффициент пористости e определяется по формуле:
.
По таблице А.7 приложения А расчетное сопротивление суглинка твердой консистенции
R0 = 256 кПа. (Для определения применялась интерполяция.)
Вывод: по результатам лабораторных испытаний получили глинистый грунт – суглинок твердой консистенции с расчетным сопротивлением
R0 = 256 кПа.
ПРИЛОЖЕНИЕ А
Таблица А.1 – Классификация песчаных и крупнообломочных грунтов по гранулометрическому составу (ГОСТ 25100-2011)
| Грунты |
Размер частиц, d мм |
Масса частиц, % от массы воздушно-сухого грунта |
|
|
|
| Крупнообломочные: |
|
|
|
| валунный (глыбовый) |
d > 200 |
> 50 |
|
| галечниковый (щебенистый) |
d > 10 |
> 50 |
|
| гравийный (дресвяный) |
d > 2 |
> 50 |
|
| Песок: |
|
|
|
| гравелистый |
d > 2 |
> 25 |
|
| крупный |
d > 0,5 |
> 50 |
|
| средней крупности |
d > 0,25 |
> 50 |
|
| мелкий |
d > 0,1 |
≥ 75 |
|
| пылеватый |
d > 0,1 |
< 75 |
|
Таблица А.2 – Плотность сложения песчаных грунтов (ГОСТ 25100-2011)
| Разновидность песков |
Коэффициент пористости е, д.е. |
| Пески гравелистые, крупные и средней крупности |
Пески мелкие |
Пески пылеватые |
| Плотный |
е ≤ 0,55 |
е ≤ 0,60 |
е ≤ 0,60 |
| Средней плотности |
0,55 < е ≤ 0,70 |
0,60 < е ≤ 0,75 |
0,60 < е ≤ 0,80 |
| Рыхлый |
е > 0,70 |
е > 0,75 |
е > 0,80 |
Таблица А.3 – Разновидности крупнообломочных грунтов и песков по коэффициенту водонасыщения Sr (ГОСТ 25100-2011)
| Разновидность крупнообломочных грунтов и песков |
Коэффициент водонасыщения Sr, д.е. |
| Малой степени водонасыщения (маловлажные) |
0 < Sr ≤ 0,5 |
| Средней степени водонасыщения (влажные) |
0,5 < Sr ≤ 0,8 |
| Водонасыщенные |
0,8 < Sr ≤ 1 |
Таблица А.4 – Расчетные сопротивления R0 песчаных грунтов (СП 22.13330.2016)
| Пески |
Значения R0, кПа, в зависимости |
| от плотности сложения песков |
| |
плотные |
средней плотности |
| Крупные |
600 |
500 |
| Средней крупности |
500 |
400 |
| Мелкие: |
|
|
| маловлажные |
400 |
300 |
| влажные и насыщенные водой |
300 |
200 |
| Пылеватые: |
|
|
| маловлажные |
300 |
250 |
| влажные |
200 |
150 |
| насыщенные водой |
150 |
100 |
Таблица А.5 – Виды глинистых грунтов (ГОСТ 25100-2011)
| Вид глинистых грунтов |
Число пластичности IP |
| Супесь |
0,01 ≤ IP <0,07 |
| Суглинки |
0,07 ≤ IP <0,17 |
| Глины |
IP ≥ 0,17 |
Таблица А.6 – Консистенция глинистых грунтов по показателю текучести (ГОСТ 25100-2011)
| Разновидность глинистых грунтов |
Показатель текучести, IL, д.е. |
| Супесь: |
|
| Твердые |
IL < 0 |
| Пластичные |
0 ≤ IL ≤ 1 |
| Текучие |
IL > 1 |
| Суглинки и глины: |
|
| твердые |
IL < 0, т.е. когда W < Wp |
| полутвердые |
0 ≤ IL ≤ 0,25 |
| тугопластичные |
0,25 < IL ≤ 0,5 |
| мягкопластичные |
0,5 < IL ≤ 0,75 |
| текучепластичные |
0,75 < IL ≤ 1 |
| Текучие |
IL> 1 |
Таблица А.7 – Расчетные сопротивления R0 глинистых (непросадочных) грунтов (СП 22.13330.2016)
| Пылевато-глинистые грунты |
Коэффициент
пористости е |
Значение R0, кПа, при показателе
текучести грунта |
| IL = 0 |
IL = 1 |
| Супеси |
0,5 |
300 |
300 |
| 0,7 |
250 |
200 |
| Суглинки |
0,5 |
300 |
250 |
| 0,7 |
250 |
180 |
| 1,0 |
200 |
100 |
| Глины |
0,5 |
600 |
400 |
| 0,6 |
500 |
300 |
| 0,8 |
300 |
200 |
| 1,1 |
250 |
100 |
Ссылка на первоисточник:
http://bhi.spb.ru/
