Azu54.ru

Строительный Инструмент
10 просмотров
Рейтинг статьи
1 звезда2 звезды3 звезды4 звезды5 звезд
Загрузка...

Расчет угла внутреннего трения бетона; для чего нужен показатель

Угол внутреннего трения также называют углом естественного откоса.

Под этим термином подразумевают наклон, который образуется между материалом и горизонтальной поверхностью (например, стали). Это характеристика, которая используется во время строительных работ, обозначает сопротивление сдвигов по грунту. Когда используют это обозначение, имеют в виду максимально возможные углы наклона бетона. У разных стройматериалов результат колеблется приблизительно между 15 и 43 градусами. На показатели трения влияет тип грунта: сухой он, влажный или твердый. Обозначается символом φ. Этот фактор зависит и от таких условий содержания бетона:

  • тип материала;
  • сопротивление поверхности;
  • веса вещества;
  • влажности;
  • шероховатости плоскости.

Лабораторные работы. Сборник лабораторных работ. Сборник лабораторных работ Издание второе, исправленное и дополненное Хабаровск Издательство двгупс 2003

1.1. Основные положения

Существующая стандартная классификация песчаных грунтов основана на их физических характеристиках.

Песчаные грунты подразделяются на типы по гранулометрическому составу и по степени неоднородности гранулометрического состава; на виды – по плотности сложения (по коэффициенту пористости) и по относительному содержанию органических веществ; на разновидности – по степени влажности, по степени засоленности и т. д.

Гранулометрический состав количественное соотношение частиц различной крупности в дисперсных грунтах. Определяется по ГОСТ 12536.

К песчаным грунтам относится несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером менее 2 мм составляет более 50 % (Jp = 0).

Разновидности крупнообломочных и песчаных грунтов по гранулометрическому составу приведены в табл. 1.1.

валунный (при преобладании неокатанных частиц – глыбовый)

галечниковый (при неокатанных гранях – ще­бе­нис­тый)

гравийный (при неокатанных гранях – дресвяный)

Примечание. При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40 % или глинистого заполнителя более 30 % общей массы воздушно-сухого грунта в наименование крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм. Для установления разновидности грунта по табл. 1.1. последовательно суммируются проценты содержания частиц исследуемого грунта: сначала – крупнее 200 мм, затем – крупнее 10 мм, далее – крупнее 2 мм и т.д. Тип грунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований сверху вниз.

Читайте так же:
Краска эмаль грунтовка оптом

Гранулометрический состав песчаных грунтов определяется ситовым методом без промывки водой или с промывкой водой для выявления содержания пылеватых и глинистых частиц.

Физические характеристики необходимы для определения наименования, степени неоднородности, плотности сложения, степени водонасыщенности, фильтрационной способности песчаного грунта и его расчетного (условного) сопротивления, т. е. несущей способности.

1.2. Определение гранулометрического состава
песчаного грунта ситовым методом

Необходимое оборудование: набор сит с размерами отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм; весы лабораторные с разновесами, чашка фарфоровая, ступка, пестик с резиновым наконечником.

Подготовка к испытанию

2. Отобрать среднюю пробу песчаного грунта для анализа методом квартования. Для этого грунт в воздушно-сухом состоянии рассыпают тонким слоем на лист плотной бумаги и делят линейкой на квадраты. Из каждого квадрата отбирают порциями грунт в фарфоровую чашку. Масса средней пробы должна составлять:

– для грунта, не содержащего частиц крупнее 2 мм, 100 г;

– для грунта, содержащего до 10 % частиц крупнее 2 мм, 500 г;

– для грунта, содержащего свыше 30 % частиц крупнее 2 мм, не менее 2000 г.

В лабораторной работе рекомендуется принимать массу пробы 500 г.

Порядок выполнения работы

Фракции грунта, оставшиеся на ситах, поочередно, начиная с верхнего сита, высыпают в фарфоровую чашку и дополнительно растирают пестиком с резиновым наконечником (не допуская разрушения отдельных зерен). Затем вновь просеивают. Полноту просеива­ния проверяют встряхиванием каждого сита отдельно над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито.

2. Остатки грунта на каждом сите и в поддоне после просеивания взвешивают с точностью до 0,01 г. Затем массы всех фракций грунта суммируют. Полученная сумма не должна отличаться от общей массы, взятой для анализа пробы более чем на 1 %. В противном случае анализ следует повторить. Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их массе. Результаты анализа записывают в таблицу журнала.

Читайте так же:
Когда наносится грунтовка церезит

Обработка результатов

  1. Содержание в грунте каждой фракции в процентах вычисляют по формуле

А = 100, (1.1)
где mф – масса фракций, г; mп – масса пробы, г.

Результаты вычислений заносят в журнал.

2. По процентному содержанию отдельных фракций в составе грунта, пользуясь табл. 1.1, определяют разновидность песчаного грунта.

3. По результатам ситового анализа вычисляют суммарное содержание всех фракций, %, меньше определенного размера частиц. По этим данным строится график гранулометрического (зернового) состава (рис. 1.1). На графике по оси абсцисс в логарифмическом масштабе откладываются значения диаметров частиц, а по оси ординат суммарное содержание всех частиц, %, меньше принятых диаметров, начиная с самой мелкой фракции.

Размер фракций, мм
Рис. 1.1. График гранулометрического состава

4. Пользуясь кривой гранулометрического состава, определяют степень неоднородности грунта по формуле
Сv = , (1.2)
где d60 – диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится 60 % частиц; d10 – диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится 10 % частиц (эффективный диаметр).

Значения d60 и d10 определяют путем опускания перпендикуляров на ось абсцисс из точек пересечения горизонтальных линий, соответствующих суммарному содержанию фракций 60 % и 10 % с кривой гранулометрического состава.

При Сv Плотностью грунта называется отношение массы образца грунта к его объему. Различают плотность грунта ненарушенного (природного) сложения и нарушенного (заданного) сложения. В лабораторной работе определяется плотность песчаного грунта заданного сложения. Необходимое оборудование : мерный металлический цилиндр объемом 500 см 3 , весы лабораторные с разновесами, совок, деревянная трамбовка, линейка.

Порядок выполнения работы

2. Заполняют цилиндр небольшими порциями подготовленного для анализа песка, уплотняя его деревянной трамбовкой. Излишек песка сдвигают линейкой, выравнивая его поверхность с краями цилиндра.

Читайте так же:
Луя универсальная грунтовка luja

3. Определяют массу цилиндра с песком.

4. Повторяют опыт не менее двух раз.

Результаты взвешиваний записывают в журнал.

Обработка результатов

По данным нескольких опытов определяют среднее значение плотности песчаного грунта.

1.4. Определение вычисляемых характеристик грунта

Характеристики, определяемые непосредственно при испытаниях, называются основными, исходными. Для песчаных грунтов к ним, кроме гранулометрического состава, степени неоднородности и плотности, относятся плотность частиц грунта s и влажность грунта w (см. лабораторную работу № 2). К вычисляемым (производным) относятся следующие характеристики.

1. Плотность сухого (скелета) грунта d – отношение массы сухого грунта ко всему объему грунта. Плотность сухого грунта вычисляется по формуле

  1. Пористость грунтаn – отношение объема пор в образце к объему самого образца. Пористость вычисляется по формуле
  1. Коэффициент пористостие – отношение объема пор в образце к объему твердых минеральных частиц грунта. Коэффициент пористости вычисляется по формуле

е = . (1.7)
4. Коэффициент водонасыщения Sr, д.е. – степень заполнения объема пор водой, определяется по формуле
Sr = , (1.8)
где w – плотность воды, которую принимают равной 1 г/см 3 .

Разновидность песчаного грунта по плотности сложения определяется согласно нормам по табл. 1.2.

По степени плотности JD пески подразделяют согласно табл. 1.3.

Разновидности песчаного грунта по коэффициенту водонасыщения определяются согласно нормам по табл. 1.4.

Свыше 0,33 до 0,66 вкл.

Средней степени водонасыщения

Свыше 0,50 до 0,80 вкл.

1.5. Определение угла естественного откоса песчаного грунта

Общие понятия

Угол естественного откоса определяют в воздушно-сухом состоянии и под водой. В воздушно-сухом состоянии он колеблется в пределах  = 30   40  ; под водой  = 20   33  . Определение угла естественного откоса производится с помощью прибора УВТ-2. Прибор УВТ-2 состоит из мерительного столика, обоймы и резервуара. Мерительный столик представляет собой диск, установленный на трех опорах. Столик имеет мелкие отверстия диаметром 0,8–1 мм. Шкала, укрепленная в центре столика, имеет деления от 5 до 45. Каждое деление соответствует одному градусу в угловой мере. На мерительном столике установлена обойма конической формы, которая служит для ограждения насыпаемого на столик песка. Резервуар представляет собой стеклянный цилиндр высотой 120 мм и диаметром 180 мм.

Читайте так же:
Кисти малярные для нанесения грунтовки

Подготовка к испытанию

Порядок выполнения работы

2. На столик устанавливают обойму, в которую совочком насыпают песок до ее заполнения, уплотняя постукиванием по обойме.

3. Берут большим и средним пальцами руки горловину обоймы, а указательным пальцем упираются в головку шкалы. Осторожно, по возможности вертикально, снимают обойму. По вершине образовавшегося конуса песка берут отсчет по вертикальной шкале в градусах, который и будет искомым углом естественного откоса.

4. Опыт повторяют 23 раза с таким расчетом, чтобы расхождение между результатами составляло не более 1. Определяют среднее ариф­метическое значение угла естественного откоса. Результаты записывают в журнал.

1.6. Определение коэффициента фильтрации песчаного грунта

Общие понятия

В лаборатории коэффициент фильтрации определяют с помощью прибора КФ-01. Прибор состоит из мерного стеклянного цилиндра и металлической трубки, снабженной верхней и нижней крышками. Мерный цилиндр объемом 100 см 3 имеет суженное горлышко и устанавливается на грунт через верхнюю крышку. Металлическая трубка представляет собой цилиндр диаметром 5060 мм и длиной 110120 мм. Один конец металлической трубки скошен и остро отточен. Нижняя крышка имеет дырчатое дно и покрыта сеткой.

Необходимое оборудование: КФ-01, батарейная банка, кристаллизатор, термометр, секундомер.

Подготовка к испытанию

2. Трубку с грунтом устанавливают в банку и постепенно наливают в нее воду. Грунт насыщается водой снизу вверх.

3. После того, как вода появится в трубке над грунтом, насыщение его заканчивают. Ставят трубку в кристаллизатор.

Порядок выполнения работы

2. Наполняют водой мерный стеклянный цилиндр и, быстро опрокинув его, укрепляют в верхней крышке так, чтобы горлышко цилиндра опиралось непосредственно на подготовленный к испытанию грунт. В таком положении мерный цилиндр автоматически поддерживает над грунтом постоянный уровень воды в 1–2 мм. Как только этот уровень вследствие фильтрации воды через грунт понизится, в мерный цилиндр прорывается пузырек воздуха, и соответствующее количество воды вытечет из него. Этим достигается постоянство напорного градиента, так как напор равен пути фильтрации.

Читайте так же:
Магнитная грунтовка что это

3. Опуская и поднимая на 1–2 мм мерный цилиндр, добиваются того, чтобы в цилиндре равномерно поднимались мелкие пузырьки воздуха. По дос­­тижении указанных условий отмечают на шкале уровень воды в мерном ци­линдре и пускают секундомер. Расход воды Q, профильтровавшийся через грунт, должен быть не менее 50 м 3 . Замечают время, за которое профильтровался принятый объем воды. Результаты испытания записывают в журнал.

Обработка результатов

  1. Коэффициент фильтрации Кф, м/с, при данной температуре воды вычисляют по формуле

Кф = , (1.9)
где Q – объем профильтровавшейся воды, см 3 ; t – время фильтрации, с; F – площадь поперечного сечения металлической трубки, см 3 ; 100 – переводной коэффициент.

2. Коэффициент фильтрации приводится к стандартной температуре tw = 10 C по формуле
Кф10 = 86,4  10 3 , (1.10)
где  – температурная поправка, определяемая по ГОСТ 25584-90 «Метод лабораторного определения коэффициента фильтрации» в зависимости от температуры воды; 86,4  10 3 – переводной коэффициент.

Результаты вычислений записывают в журнал.

По окончании лабораторной работы устанавливается полное наименование и состояние песчаного грунта (по гранулометрическому составу, степени неоднородности, плотности сложения, степени водонасыщения), а также расчетное сопротивление по табл. 1.5 при проектировании оснований зданий и сооружений или условное сопротивление по табл. 1.6 при проектировании оснований мостов и труб.

голоса
Рейтинг статьи
Ссылка на основную публикацию
Adblock
detector