Определение недостающих показателей физико-механических свойств инженерно-геологических элементов

Цель: Научиться рассчитывать показатели, которые используются для оценки физических и механических свойств горных пород.

Задание:

В соответствии с указанным вариантом рассчитать по формулам (табл. 2.1) следующие показатели: плотность сухого грунта (p_d), степень влажности (S_r), пористость (n,), коэффициент пористости (е), число пластичности (1_р), показатель текучести (I_L), заполнить табличку.

По числу пластичности 1_р и показателю текучести (I_L) определить разновидности грунта по табл. 2.2 и 2.3.

По СНиП 2.02.01-83 "Основания зданий и сооружений" в соответст­вии с определенной по числу пластичности (1_р) разновидностью грунта и зна­чениями показателя текучести (I_L) и коэффициента пористости (е) опреде­лить нормативные значения сцепления (С, МПа), угла внутреннего трения (ф, град) и модуля общей деформации (Е, МПа).

Сделать заключение об исследованном грунте, проанализировав, как меняются показатели свойств с глубиной.

 

Данные лабораторных исследований горных пород

Вариант 1

Мощность слоя, м	Ps г/см^3	P г/см^3	Pd г/см^3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	Wl %	Wp %	Ip %	Il д.е	C КПа	ф^о град	E МПа
1,5	2,73	1,98		20				33	15
2,0	2,71	2,02		24				29	17
3,1	2,71	2,08		17				19	15
4,2	2,73	1,97		28				32	19
0,5	2,74	1,92		23				30	18

Вариант 2

Мощность слоя, м	Ps г/см3	P г/см3	Pd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	Wl %	Wp %	ip %	Il д.е	C КПа	Фо град	E МПа
0,8	2,73	1,98		26				35	15
1,5	2,72	2,02		22				30	15
0,3	2,72	1,89		22				39	19
2,0	2,71	2,01		21				41	20
4,0	2,72	2,03		26				33	19

Вариант 3

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
0,5	2,67	1,94		30				25	19
2,0	2,70	1,89		28				24	18
3,1	2,71	1,91		28				34	23
3,5	2,71	1,92		26				33	20
4,0	2,70	1,82		34				45	24

Вариант 4

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
2,0	2,72	1,93		30				37	23
1,5	2,70	1,84		24				25	17
1,7	2,70	1,89		28				24	18
2,0	2,71	1,89		32				44	25
1,2	2,73	1,93		29				49	26

Вариант 5

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
3,0	2,68	1,98		27				20	17
1,5	2,72	1,93		30				37	23
1,8	2,71	1,89		32				22	19
2,1	2,71	1,92		27				33	19
0,9	2,70	1,96		31				49	30

Вариант 6

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
0,6	2,71	1,89		32				44	25
1,2	2,73	1,94		29				49	26
3,1	2,71	1,95		28				33	20
2,5	2,71	1,91		29				33	21
4,1	2,69	1,85		33				25	18

Вариант 7

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
2,6	2,70	1,77		28				25	20
1,1	2,73	1,90		30				35	18
1,5	2,70	1,91		28				24	23
2,8	2,73	1,93		29				49	26
3,4	2,71	1,78		36				49	28

Вариант 8

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
0,7	2,71	1,91		29				33	21
1,2	2,70	1,82		34				45	24
3,5	2,68	1,98		27				20	17
4,0	2,73	1,90		30				35	18
5,5	2,71	1,95		31				36	22

Вариант 9

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
1,7	2,71	1,72		10				21	14
2,1	2,70	1,99		24				26	19
3,5	2,71	1,96		18				29	18
2,7	2,70	1,98		24				30	20
4,5	2,71	1,78		36				49	28

Вариант 10

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
3,1	2,70	1,82		35				45	24
1,8	2,71	1,78		36				49	28
2,3	2,71	1,98		20				36	23
1,5	2,71	1,98		18				29	18
0,8	2,68	1,98		27				20	16

Вариант 11

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
2,4	2,67	1,94		31				23	18
0,8	2,71	1,82		11				19	15
3,2	2,71	1,98		18				29	18
4,2	2,70	1,96		24				30	21
3,8	2,73	1,93		29				49	26

Вариант 12

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
0,7	2,72	2,03		26				33	19
1,2	2,72	1,94		16				28	10
2,8	2,73	1,94		28				33	19
3,7	2,72	2,01		22				27	17
3,5	2,71	2,02		25				28	18

Вариант 13

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
2,9	2,72	1,88		21				42	20
1,8	2,71	1,96		28				33	17
2,6	2,73	1,90		26				33	19
3,9	2,71	1,99		16				28	14
4,1	2,73	1,94		26				33	10

Вариант 14

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
0,5	2,69	1,91		18				28	23
2,7	2,70	1,96		19				25	13
3,9	2,74	2,03		24				35	15
4,5	2,71	2,02		25				28	18
6,0	2,73	1,90		26				33	19

Вариант 15

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
1,5	2,72	1,94		16				28	10
2,0	2,73	1,94		26				33	19
1,7	2,09	1,96		28				31	19
2,1	2,71	2,08		17				19	15
5,6	2,71	1,97		15				16	13

Вариант 16

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
2,6	2,70	1,77		28				25	20
1,1	2,73	1,90		30				35	18
1,5	2,70	1,91		28				24	23
2,8	2,73	1,93		29				49	26
3,4	2,71	1,78		36				49	28

Вариант 17

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
0,7	2,71	1,91		29				33	21
1,2	2,70	1,82		34				45	24
3,5	2,68	1,98		27				20	17
4,0	2,73	1,90		30				35	18
5,5	2,71	1,95		31				36	22

Вариант 18

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
1,7	2,71	1,72		10				21	14
2,1	2,70	1,99		24				26	19
3,5	2,71	1,96		18				29	18
2,7	2,70	1,98		24				30	20
4,5	2,71	1,78		36				49	28

Вариант 19

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
3,1	2,70	1,82		35				45	24
1,8	2,71	1,78		36				49	28
2,3	2,71	1,98		20				36	23
1,5	2,71	1,98		18				29	18
0,8	2,68	1,98		27				20	16

Вариант 20

Мощность слоя, м	ρs г/см3	ρ г/см3	ρd г/см3	W %	Sr д.е	n д.е	е д.е	WL %	WP %	IP %	IL д.е	C КПа	φ° град	E МПа
2,4	2,67	1,94		31				23	18
0,8	2,71	1,82		11				19	15
3,2	2,71	1,98		18				29	18
4,2	2,70	1,96		24				30	21
3,8	2,73	1,93		29				49	26

 

 

Таблица 2.1. Показатели физико-механических свойств пород рых­лых отложений

Условные обозначения	Показатель по СНиП 2.02.01-83	Единица измере ния, Си	Физический смысл	Расчетная формула или методика опре­деления по гос. стан­дартам
γ	Удельный вес	н/м^3		γ = ρ· g; g = 9.81м/с^2.
ρ	Плотность	кг/м^3 (г/см^3)	Масса единицы объема при естественной пористости и влажности	ГОСТ 5180-2015. Метод режущего кольца или парафинирования
ρs	Плотность частиц грунта	кг/м^3 (г/см^3)	Масса единицы объема скелета грунта в воде при отсутствии пор: для песчаных - 2.66; супесей - 2.70; суглинков - 2.71; глин - 2.74.	ГОСТ 5180-2015. Пикнометрический метод
ρd	Плотность сухого грунта	кг/м^3 (г/см^3)	Масса единицы объема за вычитанием массы воды в порах
W	Природная (естественная) влажность	%	Кол-во свободной и поверхностно связанной воды, содержащейся в порах грунта в ес­тественных усло­виях	ГОСТ 5180-2015 Весовой метод
n	Пористость	доли единицы	Отношение объема пустот к объему грунта
е	Коэффициент пористости	доли единицы	Отношение объема пустот к объему скелета грунта
Wr	Гигроскопиче­ская влажность	%	Отношение веса воды, удаленной из образца воздушно сухого грунта к массе высушенного грунта.	ГОСТ 5180-2015 Весовой метод
Wl	Влажность на границе текучести	% (верхний предел)	Влажность, при которой грунт переходит из пластичного состояние в текучее.	ГОСТ 5180-2015. Метод балансированного конуса
WP	Влажность на границе раскатывания	% (нижний предел)	Влажность, при которой грунт переходит из пла­стичного состояние в твердое.	ГОСТ 5180-2015 Метод раскатывания
IP	Число пластичности	%	Разность между верхним и нижним пределами влажности	IP=WL-WP
IL	Показатель текучести	Доли единицы	Степень подвиж­ности слагающих грунт частиц при механическом воздействии	IL=(W-WP) /IР
Sr	Степень влажности	Доли единицы	Степень заполнения пор водой	где ρw  =1,0
С	Сцепление	МПа, КПа	Сила зацепления между отдельными частичками грунта	ГОСТ 12248-2010
φ	Угол внутреннего трения	Град.	Сопротивление горных пород сдвигу	ГОСТ 12248-2010
Е	Модуль общей деформации	МПа	Коэффициент пропорциональ­ности между дав­лением и относи­тельной линейной деформацией грунта	ГОСТ 12248-2010

 

 

Таблица 2.2. Разновидность глинистых грунтов по числу пластичности

Разновидность глинистых грунтов	Чисто пластичности IP
Супесь	1-7
Суглинок	7-17
Глина	>17

 

 

Таблица 2.3. Разновидность глинистых грунтов по показателю текучести

Разновидность глинистых грунтов	Показатель текучести IL
Супесь: твердая	< 0
пластичная	0-1
текучая	> 1
Суглинки и глины: твердые	<0
полутвердые	0-0,25
тугопластичные	0,25-0,50
мягкопластичные	0,50-0,75
текучепластичные	0,75-1,00
текучие	> 1,00