Что такое граница раскатывания и как она определяется

Определение границы раскатывания

Стандартным методом определения предела пластичности глинистых пород является метод раскатывания породы в шнур (ГОСТ 5180–84). При определении предела пластичности этим методом обычно используют массу породы, оставшуюся в чашке после определения предела текучести.

Граница раскатывания (пластичности) w_p — влажность грунта, при которой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний.

Границу раскатывания (пластичности) следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой паста, раскатываемая в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3—10 мм.

Оборудование и материалы

1) стеклянная или пластмассовая пластина размером 10×15 или 15×20 см; 2) стаканчик диаметром не менее 4 см и высотой не менее 2 см; 3) технические весы; 4) бюксы стеклянные или алюминиевые; 5) эксикатор; 6) сушильный шкаф; 7) сито с диаметром отверстий 1 мм; 8) ступка с резиновым пестиком; 9) чашка фарфоровая диаметром 10–15 см; 10) шпатель.

Подготовку грунта производят так же как и для определения границы текучести.

1. Подготовленную грунтовую пасту тщательно перемешивают, берут небольшой кусочек и раскатывают ладонью на стеклянной или пластмассовой пластинке до образования жгута диаметром 3 мм. Если при этой толщине жгут сохраняет связность и пластичность, его собирают в комок и вновь раскатывают до образования жгута диаметром 3 мм. Раскатывать следует, слегка нажимая на жгут, длина жгута не должна превышать ширины ладони. Раскатывание продолжают до тех пор, пока жгут не начинает распадаться по поперечным трещинам на кусочки длиной 3—10 мм.

2. Кусочки распадающегося жгута собирают в стаканчики, накрываемые крышками. Когда масса грунта в стаканчиках достигнет 10—15 г, определяют влажность в соответствии с требованиями ГОСТ 5180–84.

Для каждой пробы породы рекомендуется производить два параллельных определения. Расхождения между параллельными определениями влажности более 2% не допускаются. По двум определениям выводят среднее значение с точностью до 1%.

Сравнение естественной влажности глинистого грунта с влажностью на границе текучести и границе раскатывания позволяет установить его состояние по консистенции. Для этого используют показатель текучести I_L,являющейся важной классификационной характеристикой глинистых грунтов.

Разница между границей текучести и границей раскатывания называется числом пластичности I_P грунта.

Чем больше в грунте относительное содержание глинистых частиц, тем больше оказывается величина I_P.

Цифровые данные записывают в журнал:

По числу пластичности I_p (ГОСТ 25100–95) глинистые грунты подразделяют согласно таблице 4.1.

По показателю текучести I_L (ГОСТ 25100–95) глинистые грунты подразделяют согласно таблице 4.2.

Источник

Определение границы раскатывания

Границу раскатывания (пластичности) следует определять, как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой паста, раскатываемая в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3 – 10 мм.

Подготовка к испытанию:

1) Подготовку грунта производят также, как и для определения границы текучести.

1) Подготовленную грунтовую пасту тщательно перемешивают, берут небольшой кусочек и раскатывают ладонью на стеклянной или пластмассовой пластинке до образования жгута диаметром 3 мм. Если при этой толщине жгут сохраняет связность и пластичность, его собирают в комок и вновь раскатывают до образования жгута диаметром 3 мм. Раскатывать следует, слегка нажимая на жгут, длина жгута не должна превышать ширины ладони. Раскатывание продолжают до тех пор, пока жгут не начинает распадаться по поперечным трещинам на кусочки длиной 3–10 мм.

2) Кусочки распадающегося жгута собирают в стаканчики, накрываемые крышками. Когда масса грунта в стаканчиках достигнет 10–15 г, определяют влажность в соответствии с лабораторной работы № 3.

1) Влажность грунта определяется по формуле (3.1):

2) Данные, полученные при определении влажности на границе текучести заносятся в таблицу 4.1.

Таблица 4.1 – Определение влажности на границе текучести

3) Данные, полученные при определении влажности на границе раскатывания заносятся в таблицу 4.2.

Таблица 4.2 – Определение влажности на границе раскатывания

4) После определения влажности на границе текучести и границе раскатывания определяем число пластичности J_P, в соответствии с [1, 3], по формуле (4.1):

По числу пластичности определяют тип пылевато-глинистого грунта: супеси 1£J_P£7; суглинки 7 17.

5) Разновидность по консистенции определяют по заданным границам текучести, раскатывания и природной влажности по формуле (4.2):

. (4.2)

Значение W берется по данным лабораторной работы №3.

Согласно [1] глинистые грунты подразделяются по показателю текучести J_L (консистенции) (таблица 4.3).

Таблица 4.3 – Консистенция глинистых грунтов

6) По результатам вычислений определяется наименование глинистого грунта:

Вопросы для самоконтроля:

1 Как должен подготавливаться грунт к проведению анализа?

2 Что характеризует граница текучести?

3 Какую консистенцию должна иметь грунтовая паста при раскатывании в жгут?

4 Как определить влажность грунта, соответствующую границе раскатывания?

5 Какое количество грунта должно быть помещено в бюксе для определения влажности границы раскатывания?

6 Как определить тип пылевато-глинистого грунта?

7 Что такое характерные влажности?

8 Что такое число пластичности и для чего оно определяется?

9 Для чего определяется показатель текучести?

Список литературы

1 СТБ 943-2007 ГРУНТЫ. Классификация. – Мн.: Министерство архитектуры и строительства Республики Беларусь, 2007. – 18 с

2 ГОСТ 12536-79 Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава

3 ГОСТ 5180-84 ГРУНТЫ. Методы лабораторного определения физических характеристик

4 СТБ 21.302-99 Инженерно-геологические изыскания для строительства. – Мн., 1999. – 36 с.

5 Швецов Г.И. Инженерная геология, механика грунтов, основания и фундаменты. – М.: Высш. шк., 1997. –319 с.

6 Бабков В.Ф. Основы грунтоведения и механики грунтов. /Бабков В.Ф., Безрук В.М. – М.: Высш. шк., 1986. –239 с.

7 Бабаскин Ю.Г. Дорожное грунтоведение и механика земляного полотна дорог. – Мн.: БНТУ, 2002. –197 с.

8 Гольштейн, М. Н. Механика грунтов, основания и фундаменты: учебник для вузов ж.–д. трансп. / М. Н. Гольштейн, А. А. Царьков, И. И. Черкасов. – М.: Транспорт, 1981. –320 с.

Источник

Характерные влажности, пластичность и текучесть глинистых грунтов

В зависимости от степени увлажнения глинистые (связные) грунты могут находиться в твердом, пластичном или текучем состоянии. Переход грунта из одного состояния в другое с изменением влажности обычно происходит скачкообразно и характеризует изменение степени устойчивости грунта под нагрузкой. Поэтому влажность, соответствующая резким переходам грунта и: одного состояния в другое, называется характерной влажностью которая является одной из наиболее важных характеристик грунта Наибольшее значение будет иметь влажность, соответствующая переходу грунта из твердого состояния в пластичное и из пластичного в текучее.

Пластичностью грунта называется его способность деформироваться по действием внешнего давления без разрыва сплошности массы и сохранять приданную форму после прекращения деформирующего усилия. Глинистые грунты обладают пластичностью только в пределах определенной влажности; при меньшей влажности они становятся полутвердыми или твердыми, при большей — из пластичного состояния переходят в текучее.

Для установления способности грунта принимать пластичное состояние определяют влажность, характеризующую границы пластичного состояния грунта текучести и раскатывания.

Граница текучести W_L характеризует влажность, при которой грунт из пластичного состояния переходит в полужидкое — текучее. При этой влажности связь между частицами нарушается благодаря наличию свободной воды, вследствие чего частицы грунта легко смещаются и разъединяются. В результате этого сцепление между частицами становится незначительным и грунт теряет свою устойчивость.

Граница раскатывания W_P соответствует влажности, при которой грунт находится на границе перехода из твердого состояния в пластичное. При дальнейшем увеличении влажности (W > W_P) грунт становится пластичным и начинает терять свою устойчивость под нагрузкой. Границу текучести и границу раскатывания называют также верхним и нижним пределами пластичности.

Определив влажность на границе текучести и границе раскатывания, вычисляют число пластичности грунта I_Р. Число пластичности представляет собой интервал влажности, в пределах которого грунт находится в пластичном состоянии, и определяется как разность между границей текучести и границей раскатывания грунта:

Чем больше число пластичности, тем более пластичен грунт. Минеральный и зерновой составы грунта, форма частиц и содержание глинистых минералов (особенно монтмориллонитовой группы), а также состав обменных катионов существенно влияют на границы пластичности и число пластичности (см. табл. 13.3).

Зерновой состав является одним из важнейших параметров, влияющих на пластичность грунта. По числу пластичности косвенным путем можно судить как о степени глинистости, так и о физико-механических свойствах грунта и степени влияния на них влажности. С повышением дисперсности (глинистости) грунта увеличивается число пластичности.

Используя корреляционную зависимость между влажностью на границе текучести W_L и зерновым составом грунтов, В.И.Бируля была предложена полевая классификация грунтов:

Грунты W_L

Рис. 13.3. Балансирный конус А.М.Васильева для определения границы текучести грунта:

1 — подставка; 2 — метка на конусе; 3 — ручка; 4 — конус; 5 — стаканчик с образцом грунта; 6 — балансирные шарики

Границу текучести определяют по ГОСТ 5180 — 84 с помощью балансирного конуса А. М. Васильева (рис. 13.3). Балансирный конус имеет высоту 25 мм с углом при вершине 30°. Общая масса конуса должна составлять 76 г.

Для определения границы текучести среднюю пробу грунта увлажняют, тщательно перемешивают до состояния пластичного теста и наполняют им до краев стаканчик прибора. Стаканчик с образцом грунта 5 помещают на подставку 1. К поверхности грунтового теста за ручку 3 подносят острие конуса 4, который, если его отпустить, под действием собственной массы погружается в тесто до метки 2. Вертикальность погружения конуса обеспечивается наличием двух балансирных шариков 6. Если конус погрузился в грунтовое тесто на глубину 10 мм в течение 5 с, то это свидетельствует о достижении границы текучести. После этого из стаканчика отбирают пробу массой 10. 12 г и определяют влажность грунтового теста.

Подготовка образца грунта для определения (ГОСТ 5180 — 84) границы раскатывания W_P такая же, как и при определении границы текучести. Из увлажненного грунта скатывают шарик диаметром 1 см, переносят его на восковую бумагу (или ладонь) и на ней осторожно раскатывают его в жгутик диаметром 3 мм до момента, когда жгутик начнет крошиться. Раскрошившиеся кусочки собирают в бюкс и определяют влажность грунта W_P.

Сопоставляя данные естественной влажности грунта с указанными ранее границами пластичности, можно выразить влажность относительной величиной в виде дроби, числителем которой будет влажность фунта, а знаменателем — граница текучести. Отношение естественной влажности к границе текучести называется относительной влажностью. Относительную влажность можно также характеризовать показателем текучести грунта I_L в природных условиях:

где W — природная влажность грунта.

В зависимости от показателя текучести глинистые грунты подразделяются на супеси, суглинки и глины.

Источник

Определение влажности грунта па границе раскатывания

Определение типа, состояния глинистого грунта

Свойства глинистых грунтов в первую очередь зависят от их минералогического и гранулометрического состава и в особенности от влажности. С изменением влажности меняются физические характеристики грунта, его деформативные и прочностные показатели, а также консистенция грунта, в основном определяющая его несущую способность и поведение под сооружением (нагрузкой). Под консистенцией понимается степень подвижности частиц грунта при механических воздействиях.

В зависимости от влажности глинистый грунт мол/сет находиться в одном из трех состояний: твердом, пластичном или текучем.

Изменение консистенции грунта происходит при определенных граничных значениях влажности, называемых пределами прочности.

Твердая Пластичная Текучая

Консистенция консистенция консистенция

Границей (пределом) раскатывавши W_p называется влажность, при увеличении которой грунт переходит из твердого состояния в пластичное и наоборот. Границей (пределом) текучести W_L называется влажность, при увеличении которой грунт переходит из пластичного состояния в текучее и наоборот. Величина пределов пластичности зависит от минералогического и гранулометрического состава грунтов и химического состава грунтовой воды. Разность влажностей на пределах пластичности называется числом пластичности:

Число пластичности показывает степень глинизации грунтов, в зависимости от которой их делят на супеси, суглинки и глины, пески имеют 1_р

Необходимое оборудование:технические весы с разновесами, сушильный шкаф, эксикатор с хлористым кальцием (для поглощения влаги), бюксы, шпатель, фарфоровая чашка, лист глянцевой бумаги или ровная гладкая доска, балансирный конус, специальная подставка, тигли, резиновый пестик с фарфоровой ступкой, сито с отверстиями 1 мм.

Подготовка грунтовой пробы:Образец грунта объемом около 100 см 3 размять шпателем или размягчить пестиком в ступке и пропустить (протереть или просеять) сквозь сито с отверстиями 1 мм. После этого грунт поместить в чашку и увлажнить до состояния густой пасты, тщательно перемешивая. Закрыть чашку крышкой и оставить не менее чем на 2 часа для образования однородной (по влажности) массы.

Определение влажности на границе текучести (ГОСТ 5180-84)

1. Заполнить тигель грунтовой пастой вровень с краями без образования пустот и
поставить его на специальную подставку.

2. На поверхность грунта осторожно опустить балансирный конус, держа его за
ручку, и наблюдать за его свободным погружением в течение 5 с. Если конус
погрузится строго до отметки (на 10 мм), то влажность грунта находится на
границе текучести W_L.

3. Если конус погрузится на меньшую или на большую глубину, это говорит о том,
что влажность грунта не достигла или превысила границу W_L. В этом случае
пасту из тигля вынуть, добавить в нее по необходимости несколько капель воды
или просушить грунт и все тщательно перемешать. Повторить операции,
указанные в п.2.

4. По достижении границы W_L из тигля взять навеску грунта массой 10. 15 г и
определить соответствующую влажность весовым способом (Л/р №2). Тигель
очистить от грунта, а данные занести в журнал (табл. 5.1.).

Результаты определения пределов пластичности грунта

Таблица 5.1

Определение влажности грунта па границе раскатывания

(ГОСТ 5 180-84)

1. Небольшой кусочек грунтовой пасты раскатать пальцами на стеклянной или
пластмассовой пластинке до образования жгута диаметром около 3 мм.

2. Граница Wp считается достигнутой, когда жгут толщиной около 3 мм начнет
крошиться по всей длине на отдельные кусочки длиной 5. 10 мм.

3. Взять несколько кусочков жгута общей массой 10. 15 г и определить
соответствующую влажность весовым способом. Данные занести в табл. 5.1.

Источник

ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР ПО ДЕЛАМ СТРОИТЕЛЬСТВА

Научно-исследовательским институтом оснований и подземных сооружений (НИИОСП) им. Н. М. Герсеванова Госстроя СССР

Министерством монтажных и специальных строительных р абот СССР

Министерством высш его и среднего специального образования СССР

Р. С. Зиангиров, д-р геол.-минер. наук (руководитель темы); И.В. Ш ейкин, канд. техн. наук; Н.А. Панкрато ва; А.В. Васильев, канд. геол.-мин ер. наук; Л.Г. Мариупольский, канд. техн. наук; А.А. Василь ева, канд. геол.-минер. наук; А.А. Добровол ьский; Е.С. Маркова; Г.К. Бондарик, д-р геол.-минер. наук; В.В. Дмитриев, канд. геол.-минер. наук; С.В. Т имоф еев, канд. техн. наук; О.Н. Сильницкая

ВНЕСЕН Производственным и научно-исследовательским институтом по инженерным изысканиям в строительстве (ПНИИИС) Госстроя СССР

Зам. директора В.В. Баулин

УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 24 октября 1984 г. № 177

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Soils. Laboratory methods for determination of physical characteristics

Взамен
ГОСТ 5180-75,
ГОСТ 5181-78,

ГОСТ 5182-78,
ГОСТ 5183-77

Постановлением Государ ст венного комитет а СССР по дел ам строительства от 24 октября 1984 г. № 177 срок введени я у становл ен

Стандарт не распространяется на крупнообломочные грунты.

Ос но вны е т ерм ины, приме няемые в настоящем стандарт е, и их пояс нения прив ед ены в спра вочном приложении 1.

Определяемая характеристика грунта

Раздел настоящего стандарта

Грунты (область применимости метода)

Влажность, в том числе гигроскопическая

Высушивание до постоянной массы

Мерзлые слоистой и сетчатой криогенной текстуры

Влажность границы текучести

Влажность границы раскатывания

Раскатывание в жгут

Легко поддающиеся вырезке или не сохраняющие свою форму без кольца, сыпучемерзлые и с массивной криогенной текстурой

Взвешивание в виде парафинированных образцов

Пылевато-глинистые немерзлые, склонные к крошению или трудно поддающиеся вырезке

Взвешивание в нейтральной жидкости

Плотность сухого грунта

Пикнометрический с водой

Все грунты, кроме засоленных и набухающих

Плотность частиц грунта

То же, с нейтральной жидкостью

Засоленные и набухающие

Метод двух пикнометров

Высушивание производят до получения разности масс грунта со стаканчиком при двух последующих взвешиваниях не более 0,02 г.

Допускается выражать влажность грунта в долях единицы.

( 2)

Для грунтов, содержащих органические вещества, границу текуч ести опр ед еляют сразу после вскрытия образца.

Для грунтов, не содержащих органических веществ, допускается использование образцов грунтов в воздушно-сухом состоянии.

Пробу выдерживают в закрытом стеклянном сосуде не менее 2 ч.

Наименование и состояние грунтов

Диаметр внутренний d, мм

Угол заточки наружного режущего края

Немерзлые пылевато-глинистые грунты

Немерзлые и сыпуче-мерзлые песчаные грунты

Мерзлые пылевато-глинистые грунты

Грунт, выступающий за края кольца, ср езают ножом, зачищают поверхность грунта врове нь с краями кольца и закрывают торцы пластинками.

При пластичном или сыпучем грунте кольцо плавно, без пере косов вдавливают в него и удаля ют грунт вокруг кольца. Затем зачищают поверхность грунта, накрывают кольцо пластинкой и подхватывают его снизу плоской лопаткой.

( 3 )

( 4 )

Примечание. Плотность парафина следует уточнять для каждой партии парафина. Плотность воды, в зависимости от температуры, следует приним ать по справочному прилож ению 11.

( 5 )

( 6 )

Примечание. При применении метода обратного в з вешивания плотность грунта вычисляют по формуле

( 7 )

где т и r _nl — то же, что и в формуле ( 6);

( 8)

Допускается использовать грунт в воздушно-сухом состоянии, определив его гигроскопическую влажность.

Пикнометр охлаждают до комнатной температуры в ванне с водой. Температуру пикнометра определяют по температуре воды в ванне, измеряемой с точностью до ± 0,5 ° С термометром, расположенным в средней части ванны между пикнометрами.

Пикнометр вытирают снаружи и взвешивают.

В случае использования грунта в воздушно-сухом состоянии т₀ вычисляют по формуле

w_g — гигроскопич еск ая влажность гру нта, %.

Плотность керосина после обезвоживания и очистки должна быть установлена с помощью ареометра.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

ТЕ Р МИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Оборудование и материалы, необходимые для определения физических характеристик грунтов

Источник