Лабораторная работа №4 Определение предельного сопротивления сдвигу и угла внутреннего трения песчаного грунта на срезном приборе

1. Цель работы:

Определение прочностных характеристик песка. Грунт тот же, что и в лабораторной работе №1.

2. Приборы и оборудование:

6. Односрезной прибор «ЛЕНГИДЭП-53»

7. Технические весы.

8. Деревянная трамбовка.

Схема односрезного прибора показана на рисунке 4.1.

Односрезной прибор состоит из:

верхней неподвижной и нижней подвижной кареток с гнездом для грунта объемом V_г =79.2 см³;

штампа и рычага, передающих сжимающую нагрузку с соотношением 1:20;

системы шкивов с тросиками, передающих сдвигающую нагрузку с соотношением плеч 1:15;

индикаторов, регистрирующих горизонтальные и вертикальные перемещения.

3. Порядок выполнения работы.

1. После подготовки прибора /совмещение торцевых граней гнезда подвижной и неподвижной кареток/ поместить в гнездо прибора песок естественной плотности. Достижение естественной плотности песка выполняется аналогично процессу, изложенному в лабораторной работе №3.

2.Через штамп с помощью рычага создать сжимающую нагрузку интенсивностью 0.2МПа.

3. Снять трение между подвижной и неподвижной частями прибора, для чего приподнять последнюю посредством поворота винтов 8 (см. рис. 4.1).

4. Установить индикаторы 7 и 9 (см. рис. 4.1).

5. Приложить степенями сдвигающую нагрузку Q, которая создает касательные напряжения , МПа;

где F- площадь поперечного сечения образца грунта внутри гнезда прибора /F=36 см² /. При каждой ступени сдвигающей нагрузки замерить стабилизированные деформации сдвига S_г.

Примечание:

деформации считаются стабилизированными, если скорость их меньше 0.01 мм/мин; сдвиговые нагрузки прикладывают до тех пор, пока не возникнут значительные резкие /не менее 2мм/ смещения.

Все данные записываются в таблицу.

6. По полученным данным построить зависимость S_г ( при фиксированном значении =0.2МПа. По этому графику найти предельное сопротивление сдвигу _пр.

7. Из условия определить угол внутреннего трения по формуле:

Рис.4.1. Схема односрезного прибора: 1-корпус прибора; 2-подвижная каретка; 3-неподвижная каретка; 4-штамп; 5-рычаг; 6-шкивы; 7-индикатор «Г»; 8-винты; 9-индикатор «В»

Лабораторная работа №5 Определение угла внутреннего трения и удельного сцепления связного грунта на стабилометре

1. Цель работы:

Определение прочности характеристик связного грунта.

Искусственные образцы приготовлены их смеси сухого песка и воды с небольшим добавлением гипса или цемента.

2. Приборы и оборудование:

Стабилометр ГБ-9 конструкции СПб ГАСУ. Общий вид прибора показан на рисунке 5.1.

Рис. 5.1. Общий вид стабилометра ГБ-9: а- сбоку; б-спереди

1-станина; 2-цилиндрическая камера; 3-рычаг пресса; 4-плунжер;

5-винт компрессора; 6-образец в резиновой оболочке; 7-нагрузочный

шток; 8-пробка; 9-арретир; 10-подвес; 11,12-краны

Прибор, предназначенный для испытания песчаных и глинистых образцов диаметром 4см и высотой 7-8см, включает в себя станину 1 на которой размещается рабочая камера 2, рычажной пресс 3 для создания осевого давления, систему бокового давления, состоящую из плунжерной пары 4 и компенсатора 5.

Давление в воде, заполняющей камеру, создается по способу “плавающего поршня” /плунжера/ - стержня небольшого диаметра с площадью 0.785 см² и весом 0.139 кгс, перемещающегося в гильзе, заполненной водой и соединенной с компенсатором. Конструкция компенсатора позволяет в случае надобности пополнить запас воды в системе непосредственно в течение опыта без изменения основного давления в камере. Основное давление создается рычажным устройством в соотношении плеч 1:10.

Вертикальные перемещения образца грунта регистрируются при помощи индикатора.

Стабилометр ГБ-9 рассчитан на проведение испытаний образцов в условиях бокового обжатия от 0.15 до 6.0 кгс/см² /от 15 до 600 кПа/ и осевого давления до 40 кгс/см² /4 МПа/.

3. Порядок выполнения работы.

1. Проверить ход “плавающего поршня” – плунжера 4 в гильзе. Плунжер должен опускаться под действием собственного веса.

2. На внутреннюю сторону стакана камеры 2 натянуть тонкую резиновую цилиндрическую оболочку и через верхний штуцер отсосать воздух между оболочкой и внутренней стенкой стакана. Образец 6 установить на дно камеры, на шпильки которой надеть стакан с крышкой. На образец поставить верхний поршень и стянуть (закрепить) камеру двумя стяжными винтами.

3. Поршень компенсатора 5 вывести до упора.

4. Заполнить камеру и компенсатор водой . Для этого емкость с водой и резиновым шлангом расположить выше камеры прибора. Открыть краны 11 и 12. После заполнения прибора водой перекрыть верхний канал пробкой 8 и закрыть кран 11. Кран 12 должен быть открыт примерно на 1.5 оборота.

5. Установить камеру на площадку нагрузочного штока 7 и зафиксировать положение камеры арретиром 9. Ход штока 7 составляет 20мм.

6. Для создания заданного бокового давления положить на площадку плунжера 4 гири весом Р , определяемым по формуле:

Р= ,

где F_о – площадь поперечного сечения штока плунжера, равная 0.785 см² ;

Р_о – вес плунжера, равный 1.39 Н.

Расчет по этой формуле, в частности, дает:

Р= 2.54 Н при =0.05 МПа;

Р= 6.46 Н при =0.1 МПа;

Р= 10.4 Н при = 0.15 МПа.

7. Установить индикатор для измерения вертикальных перемещений образца.

8. Поршень 5 компенсатора постепенно завинтить до тех пор, пока не всплывет плунжер.

9. Для создания осевого давления ступенями нагружать рычаг 3 через подвес 10.

Величина осевого давления Р_доб определяется по формуле:

Р_доб = ,

где Р_под – вес гири на подвесе;

F – площадь поперечного сечения образца, равная 12.57 см² .

Нагружение рычага вести до тех пор, пока не произойдет разрушение образца /резкое увеличение деформации/ или общее вертикальное перемещение не составит 20мм.

10. Результаты измерений записать в таблицу. По полученным данным построить круги Мора и по касательной к ним определить угол внутреннего трения и удельное сцепление.