Зертханалық ЖҰмыстардыңЫҢ жоспары, Әдістемелік нұСҚАУ

С.Торайғыров атындағы Павлодар мемлекеттік университеті.

Өндірістік азаматтық және көлік құрылысы кафедрасы

5В072900 «Құрылыс» мамандығының студенттері үшін «Геотехника-І» пәнін оқытуға арналған

20 ж «__» ______ №.___хаттама

Кафедра меңгерушісі профессор, т.ғ.к

______________ Сақанов Қ.Т

Құрастырған аға оқытушы

______________ Шайхислам Тәкібайұлы

Павлодар

Зертханалық сабақтарының тақырыптары

1.Үлгі бойынша жыныс түзгіш минералдарды анықтау және сипаттау.

2.Үлгі бойынша магмалық жыныстарды анықтау және сипаттау.

3.Үлгі бойынша тұнба жыныстарды анықтау және сипаттау.

4.Үлгі бойынша метаморфтық жыныстарды анықтау.

5.Топырақтаң негізгі қасиетін физикалық анықтау (тығыздығы,

ылғалдылығы).

6.Топырақтың жіктеме көрсеткішін анықтау (құмды топырақтың түйіршікті құрамын, сазды топырақтың ылғалдылық сипатын).

7.Құмды топырақтың табиғи еңіс бұрышын анықтау.

Зертханалық сабақтарының мазмұны

1. Қысқаша теориялық мағлұматтар .

2. Зертханалық жұмыстың тақырыбы және мақсаты.

3. Қолданылатын аспаптар мен құралдар .

4. Жұмысты орындау реттілігі.

5. Есептеулер және қорытынды.

1) топырақтың ылғалдылығы W; 2) топырақтың гигроскопиялық ылғалдылығы W_К; 3) топырақтың аққыштық шегіне сәйкес ылғалдылығы W₂; 4) топырақтың қатаю шегіне сәйкес ылғалдылығы W_Р; 5) топырақтың тығыздығы ρ; 6) топырақ бөлшектерінің тығыздығы ρ₁.

Сынақ нәтижелерін пайдаланып топырақтың физикалық қасиеттерін төмендегі реттелген формулалар арқылы анықтайды:

1)Құрғақ топырақтың тығыздығы:

2) Кеуектік коэффициенті. Бұл қуыс көлемінің қатты бөлшектер көлеміне қатынасымен анықталады:

3) Кеуектік. Бұл топырақтағы қуыстар көлемінің жалпы үлгі көлеміне қатынасымен анықталады:

4) Топырақтың толық суға қаныққан күйіндегі толық ылғал сыйымдылығы:

5) Топырақтың көлем бірлігіндегі қатты бөлшектердің көлемі:

6) Су астындағы топырақтың меншікті салмағы:

7) Суға қанығу коэффициенті. Бұл топырақтағы су көлемінің қуыстар көлеміне қатынасымен анықталады.

8) Пластикалық (созымдылық) саны. Бұл сазды топырақтың пластикалық күйде болатын аралық шектік өлшемдері.

9) Концентрациясы бойынша сазды топырақтың күйін сипаттайтын аққыштың шегі төмендегі формуламен анықталады:

Топырақтың физикалық қасиеттерін анықтау сынақтарында төмендегі құрал-жабдықтар қолданылады. Суретте көрсетілген: а) техникалық таразы; б) металдан істелген кескіш немесе қиғыш; в) эксикатор; г) тамшылатқыш (капельница); д) пиканометр; е) топырақты ұсақтауға арналған шыны тостаған және түйгіш; ж) топырақты бөлгіш (шпатель); з) термометрі бар құрғату шкафы; и) сүзгіштер жиынтығы; к) шыны немесе аллюминий бюкс; л) топырақ үлгілері.

сурет – Топырақтың физикалық қасиеттерін сынауға арналған зертханалық құрал жабдықтар

Топырақтың түйіршікті құрамы деп, оның сынақ үлгісі көлеміндегі әр шамалы түйіршіктердің мөлшерін айтады. Оны пайызбен есептейді. Топырақтың түйіршікті құрамын анықтау үшін берілген топырақты илеу, тұндыру, аэрометриялық, т.б. әдістермен сұрыптау арқылы бірнеше өлшемдік топтарға (фракцияларға) бөледі: 1) қиыршықтасты 40-2 мм; 2) құмды 2-0,05 мм; 3) тозаңды 0,05-0,005 мм; 4) балшықты-сазды <0,005 мм. Топырақтың құрамындағы сазды түйіршіктердің өлшеміне байланысты төмендегі өлшемдік түрлерге бөлінеді, егер де балшықты өлшемдердің пайыздық үлесі төмендегі көрсеткіштерге сәйкес келсе.

1) <3% - құм

2) 3 – 10% - құмайт

3) 10 - 30% - саздақ

4) <30% - саз

Құмды топырақтар төмендегі өлшемдер бойынша жіктеледі:

1) 2 мм жоғары түйіршіктер өлшемі топырақтың барлық массалық үлесінің 25%-нан жоғары болса, қиыршықтасты құм деп аталады;

2) 0,5 мм-ден үлкен түйіршіктердің өлшемі барлық массаның 50-ден астам пайызын иеленсе, онда ол ірі құм деп аталады;

3) шамасы 0,25 мм-ден үлкен түйіршіктердің массалық үлесі барлық топырақ массасының 50 жоғары пайызын иеленсе, онда мұндай топырақ ірілігі орташа құм деп аталады;

4) шамасы 0,1 мм-ден ірі түйіршіктердің массалық үлесі берілген топырақтың 75%-на тең немесе одан жоғары өлшемді иеленсе, мұндай топырақ ұсақ құм деп аталады;

5) шамасы 0,1 мм-ден ірі түйіршіктердің массалық үлесі берілген топырақтың 75%-нан төмен көлемін иеленсе, онда ол тозаңды құм деп аталады. Топырақтың түйіршікті құрамын анықтағанда саңылау өлшемі 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм стандарттық електер қолданылады. Топырақтың түйіршікті құрамын анықтау сынақ жұмысы төмендегі реттілікпен орындалады:

1) дайындалған топырақ үлгісінің массасын таразыға салып, 0,01-ге дейінгі дәлдікпен өлшеп, нәтижелерін есептеу кестесіне жазады.

2) өлшенген топырақ үлгісін електерден, сүзгіштерден өткізеді, нәтижелерін сорттайды.

3) әрбір електегі топырақтарды ірісінен бастап ретті түрде таразыға салып, массаларын өлшейді.

4) барлық фракциялардың массасын қосып, сынаққа алынған топырақтың жалпы массасымен салыстырады. Бұл айырмашылық 1%-дан аспауы керек. Әр електегі өлшенген топырақтың массасы көрсетілген кестеге толтырылады.

Әрбір фракцияның пайыздық үлесін көрсетілген формуламен анықталады:

q_і – топырақтың барлық үлгілерінің массасы

q_фі – тостағандағы фракция массасы, г

q₀₁ – тостағанның (кесенің) массасы

5) електеу тәсілімен алынған мәліметтер арқылы топырақтың түйіршікті құрамының қисық графигі сызылады.

6) топырақтың біртектілік коэффициентін көрсетілген формуламен анықтайды:

мұндағы d₆₀ және d₁₀ – топырақ құрамының 60 және 10%-дан төменгі бөлшектердің диаметр өлшемдері

1 Топырақтың физикалық қасиеттерін анықтайтын көрсеткіштерді ата.

2 Сынақ нәтижелері бойынша топырақтың тығыздығын, кеуектілік коэффициентін анықтайтын формулалар.

3 Сынақ нәтижелері бойынша топырақтың ылғал сыйымдылығын қатты бөлшектер көлемін, меншікті салмағын анықтайтын формулаларды көрсет.

4 Топырақтың суға қанығуын пластикалық күйдегі шектік өлшемдерін анықтайтын формулаларды көрсет.

5 Топырақтың аққыштық шегін анықтауға арналған формулаларды көрсет.

6 Топырақтың физикалық қасиеттерін сынауға арналған құрал-жабдықтар мен өлшеуіштерді ата.

7 Топырақтың түйіршікті құрамының анықтамасын түсіндір.

8 Топырақтың түйіршікті құрамын анықтау әдістері.

9 Топырақтың түйіршікті құрамына қарай жіктелуі.

10 Топырақ құрамындағы сазды және құмды бөлшектердің үлес салмағына қарай жіктелуі.

11 Топырақтың түйіршікті өлшемдері бойынша құмды топырақтың түрлері және аталуы.

12 Топырақтың түйіршікті құрамын өлшеуге арналған електердің стандарттық өлшемдері.

13 Топырақтың түйіршікті құрамын анықтауға арналған сынақ жұмысының реті.

14 Топырақтағы түйіршікті құмның пайыздық үлесін анықтауға арналған формула.

15 Есеп: 500 г топырақ үлгісін електен өткізгенде, 10-15 мм түйіршікті топырақтың массалық үлесі 36 г болды, оның пайыздық үлесі қанша болады?

Көлденең қимасы А болатын топырақ үлгісі арқылы өтетін су көлемінің шығыны:

Су қысымының градиенті көрсетілген формула бойынша есептеледі:

H – cу деңгейінің айырмасы (деңгейлік қысым)см

l – сынаманың ұзындығы

t – сүзілу уақыты, с

ε –температуралық коэффицент

ε=0,7+0,03t

t – судың температурасы

Қажетті жабдықтар: Өлшеу қондырғысы КФ-ООМ. Алдыңғы зертханалық жұмыста қолданылған құм толтырылған цилиндр универсал түтікше (-1), секундомер, металл немесе шыны тұғырық,термометр,су бар ыдыс. Өлшеу қондырғысы жез торы бар қақпақтың сурет-3 өлшеуіш шыны Мариотта шынысынан тұрады. (оқулық:88 бет сурет 3.16 құралдың суреті).

Су өткізгіштік коэффиценті су жинайтын скважиналар мен ағып келетін судың көлемін, сондай-ақ сулы топырақта орнатылған іргетастардың табандарынан шегу жылдамдығын, топврақты бөгеттерден судың сүзіліп өту жылдамдығын табиғи және жасанды суландыру кезіндегі жер бетіндегі топырақтың су сіңіргіштік және су өткізгіштік қабілетін анықтауға бағытталды.

1.Құм салынған цилиндрді су бар ыдысқа құмы суға қалғанша қойылады.

2.Суға қаныққан топырақ бар цилиндрді жез тор үстіне қойып қақпақ кигізіледі;

3.Мариотта ыдысы суға толтырылады;

4.Мариотта ыдысының тесігін саусақпен жапқаннан кейін оны төңкеріп,қақпаққа орналастырылады.ыдыстың түбі жез торға бекітіледі;

5.Мариотта ыдысының (4) ішіндегі суды көпіршік пайда болып, су деңгейі ыдыстың «0» таңбалы сызығына жеткенде секундомер қосылып, уақыт есепке алынады.

Тәжірибе 2-3 рет қайталанады

коэффицентін анықтауға арналған тәжірибе кестесі

Сүзілу уақыты,t (с)		Сүзілетін судың көлемі, VW (см3)	Су температурасы, ТW,	Қысым градиенті, І	Сүзілу коэффиценті, , м/тәулік
Жеке өлшемдер	Орташа tm

Фильтрация коэффиценті 10ºC-тың температураны төмендегі формуамен есептейді:

Топырақ массасы m=ρV

V-цилиндр көлемі

ρ-топырақтың берілген тығыздығы

Өлшеу құралы суретінің түсіндірмесі:

1. Құм толтырылған цилиндр

2. Жез торлы тығыз бекітетін муфт

3. Ыдыс түбі

4. Жез тор

5. 5 тұғырды көтеру бұрандамасы

6. Сыртқы қап (корпус)

7. Қақпақ

8. Цилиндрдің реттегіш бұрандасы

9. Су толтыратын шыны баллон тесігін саусақпен бекітіп жылдам төмен қаратады және жез торламаға мықтап бекітеді.Баллондағы су 20,30,40,50() өлшемдерге жеткен сайын уақытты өлшемді нәтижесін кестеге енгізеді.

10. Қысым градиенті өлшейтін планка

11.Цилиндр ішіндегі құм

сурет – Өлшеу құралының қимасызбасы

Градиент

Топырақ түрлерінің су өткізгіштік коэффиценттерінің мәндері ():

1. 
   Құмдар -
   
2. 
   Құмдақтар -
   
3. 
   Саздақтар -
   
4. 
   Саздар -
   

Судың қозғалыс қысымы:

2. Топырақтың су сіңіргіштік көрсеткішінің мәні

3. Топырақтың су сіңіргіштік көрсеткішін анықтауға қолданылатын құрал жабдықтар

4. Өлшеу құралының құрылысы жұмыс тәртібі

5. Топырақтың су сіңіргіштік көрсеткішін анықтау қажеттілігі

6. Өлшеу жұмысын орындау реті және есеп кестесі