Лабораторные исследования

Лабораторные методы предназначены для исследования образцов грунтов и подземных вод из скважин и шурфов. Исследование осуществляются специальными приборами, которые в современном исполнении оснащены системами регистрации измеряемых величин. В лаборатории кафедры Инженерной геологии и геоэкологии показаны приборы 80х годов прошлого века. На этих приборах хорошо видна схема устройства, система нарушения снятия отсчетов.

В лаборатории определяются два типа характеристик грунтов:

1)Физические характеристики, необходимые для наименования грунтов в соответствии с классификациями. (Без лабораторных определений точно определить наименования грунтов нельзя).

2)Механические характеристики грунтов, необходимые для расчета оснований, откосов и решения других проектных задач.

Из физических характеристик в лаборатории определяют:

-плотность грунта ρ, г/см3

-влажность грунта W, % или д.е.

-плотность сухого грунта ρd, г/см3

-плотность частиц грунта ρs,г/см3

-число пластичных глинистых грунтов Ip %

-зерновой состав песчаных грунтов d, мм

Для определения названых физических характеристик используются:

- набор стандартных сит (рассев для фракционирования песков)

- весы для взвешивания фракций, для взвешивания проб глинистых грунтов при определении влажности, пластичности, плотности грунта.

- стеклянные мензурки для определения объема проб грунта при определении плотности(объем пробы определяется погружением её в мензурку с водой,по объему вытесненной воды, с предварительным парафинированием пробы)

- электрические печи для высушивания проб грунта при определение влажности.

Названные определения выполняются на пробах небольшого объема от 10 до 300 см3 грунта.

Механические характеристики грунта:

- угол внутреннего трения Φ, град

-сцепление грунта С, кПа

-модуль деформации Е, кПА

Лабораторные исследования направлены на изучение следующих свойств грунтов:

1)Для песчаных – гранулометрический состав, который дает точное название.

2)Для глинистых – пластичность, чтобы дать точное название

3)Для скальных – прочность при одноосном раскалывании

4)Для всех – изучение химического состава

Вид и качество анализа зависит от состава и особенностей, горных парод, а также от детальности их исследования. Лабораторные исследования подземных вод направлены на изучение химического и бактериального состава загрязнения подземных вод.

Для определения модуля деформации применяется компрессионный прибор системы Гидропроекта (Маслова).

Для определения прочностных характеристик Φ и С используется сдвиговой прибор. В нём осуществляется срез образца по плоской поверхности. Образец пробы цилиндрической формы, диаметром 50-70 мм и высотой 15-20 мм помещают в рабочую цилиндрическую коробку прибора, которая состоит из двух половин, двух колец. Одно из них закреплено на столе прибора. К другому прикладывается горизонтальное усиление вплоть до среза грунта. Предварительно образец уплотняется вертикальной нагрузкой точно так, как в компрессионном приборе. Сдвиги осуществляются на нескольких образцах близнецах (беруться из одного монолита глинястого грунта, в природе они действительно находяться в непосредственной близости, потому их сложение и состояние теоретически тождественны, а практически весьма сходны) при разных вертикальных нагрузках. Это позволяет получить зависимость τ (δ), где τ - сдвигающее напряжение, Па;

-осевое напряжение (вертикальное) при сдвиге, Па.

Общий вид зависимости: