536

В период полевой практики по инженерной геологии студенты определяют плотность сухого грунта способом режущего кольца. При этом, определив плотность грунта, вырезанного из массива режущим кольцом известного объема V, и влажность грунта его высушиванием W плотность сухого грунта рассчитывается по формуле (7).

Для оперативности получения данных о степени уплотнения земляного сооружения применяется плотномервлагомер системы инж. Н.П. Ковалева.

2.1. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ СУХОГО ГРУНТА

СПОМОЩЬЮ ПЛОТНОМЕРА - ВЛАГОМЕРА СИСТЕМЫ ИНЖ. Н.П. КОВАЛЕВА

Спомощью плотномера-влагомера системы инж. Н.П. Ковалева (рис.3)[6] в полевых условиях измеряются показатели плотности

грунтов и с последующим расчетом их естественной влажности

W.

2.1.1. Необходимое оборудование и инструменты

Плотномер-влагомер системы инж. Н.П. Ковалева, грунтовый нож, шпатель.

2.1.2. Проведение испытаний

При выполнении лабораторной работы разновидность глинистого грунта задается преподавателем.

Перед началом работы с плотномеромвлагомером должно быть проверено поплавковое приспособление. Для этого в резервуар наливается вода до уровня, отмеченного верхней кольцевой отметкой, в воду опускается поплавковое приспособление с установленным на крышку-подставку режущим цилиндром и сосудом на поддоне.

Поплавковое приспособление должно при этом погрузиться в воду до нижней отметки на шкале . В случае, если этого не произошло, поплавок уравновешивается путем доливания воды в отверстие трубки поплавка.

2.1.2.1.Определение плотности грунта

На поверхности грунтового сооружения ножом выравнивается небольшая площадка, на которую устанавливается режущий цилиндр и через пяту вдавливается в грунт так, чтобы он полностью погрузился в грунт. Затем цилиндр осторожно извлекается, грунт, выступающий за края цилиндра, срезается, поверхность цилиндра очищается от налипшего грунта.

Цилиндр с грунтом устанавливается на крышку-подставку, и по шкале берется отсчет плотности . При этом сосуд на поддон не устанавливается.

3

4

5

6

Рис.3. Схема плотномера-влагомера системы инж. Н.П. Ковалева при определении: а – плотности грунта; б – плотности сухого грунта; 1 – режущий цилиндр с грунтом; 2 – трубка со шкалами; 3 – резервуар с водой; 4 – поплавок; 5 – -сосуд; 6 – поддон

2.1.2.2. Определение плотности сухого грунта

Грунт из режущего цилиндра извлекается с помощью шпателя и помещается в сосуд, после чего сосуд заполняется водой из резервуара на 3/4 объема. Грунт перемешивается до полной ликвидации комков и пузырьков воздуха, выходящих из пор грунта. Сосуд с пробой грунта устанавливается на поддон, и поплавок погружается в резервуар с водой.

d

2.2.ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ СУХОГО ГРУНТА

СПОСОБОМ ЗАМЕЩЕНИЯ ОБЪЕМА

Способ замещения объема регламентирован ГОСТ 28514-90 [7]. Он заключается в установлении отношения массы пробы грунта к его объему при условии, что из слоя испытуемого грунта отбирают пробу необходимого объема, которую замещают однородной средой с известной плотностью.

2.2.1. Необходимое оборудование и инструменты

Для испытания применяют:

пескозагрузочный аппарат с загрузочной камерой и задвижкой

(рис. 4);

жесткий лист основания;

калибровочный сосуд цилиндрической формы с известным

объемом;сита с размерами квадратных ячеек: 63; 40; 31,5; 20; 10; 2 и 0,2 мм;

технические весы с пределом взвешивания 5 и 20 кг, обеспечивающие погрешность не более 0,1 %;

инструменты для выравнивания поверхности грунта и для углубления лунки (металлическая линейка, резец, молоток, нож и кисть); посуда для отбора пробы.

Рис 4. Схема пескозагрузочного аппарата: 1 – пескобак; 2 – песок; 3 – задвижка; 4 – загрузочная камера; 5 – лист основания; 6 – лунка; 7 – калибровочный сосуд

В качестве однородной среды с известной плотностью, которая заменяет испытываемый грунт, применяют свободно сыпучий сухой песок (наполняющий песок), зерновой состав которого регламентиро-

ван ГОСТ 28514-90. Плотность наполняющего песка составляет 1,50 г/см3.

2.2.2. Проведение испытаний

На поверхности подлежащего испытанию слоя разравнивают площадку, соответствующую размерам листа основания и закрепляют его, исключая смещения. Под круглым отверстием листа выкапывают лунку с примерно вертикальными стенками таким образом, чтобы избежать нарушения естественного сложения.

Глубина лунки должна обеспечивать минимальный объем пробы в 1 000 см3 . Извлеченный из лунки грунт тщательно собирают и измеряют его массу (m).

Полностью наполненный песком пескозагрузочный аппарат массой m (при закрытой задвижке) помещают на лист основания, расположенный над лункой, затем, открыв задвижку, высыпают песок в лунку. Как только визуальное движение песка прекращается, закрывают задвижку и, сняв аппарат, измеряют его массу (m4).

Значение массы песка, наполняющего лунку (m5), в граммах, определяют с округлением до 1 г по формуле

где m1 – масса пескозагрузочного аппарата, наполненного песком, г; m2 – масса песка, высыпанного из пескобака в загрузочную камеру конической формы, г; m4 – масса пескозагрузочного аппарата после наполнения лунки, г.

2.2.3. Обработка результатов

Значение плотности испытываемого грунта определяют в граммах на кубический сантиметр с округлением до 0,01 г/см3 по формуле

где m – масса испытываемого грунта, удаленного из лунки, г; m5 – масса песка, наполняющего лунку, г;

0 – средняя плотность наполняющего песка.

Плотность сухого грунта d определяется, при известной влажности грунта W, по формуле (7).

3. Заключение по результатам оценки степени уплотнения земляного сооружения.

Взаключении приводятся:

оптимальная влажность Wopt =……………%;

максимальная плотность сухого грунта d max =………….г/см3;

плотность сухого грунта в сооружении d =………….г/см3;

коэффициент уплотнения земляного сооруженияKs =…………;

наименьший коэффициент уплотнения Kcom =……………….;

земляное сооружение уплотнено достаточно .

недостаточно

Контрольные вопросы

1.Критерий оценки степени уплотнения земляного сооружения.

2.Определение коэффициента уплотнения грунта.

3.Максимальная плотность сухого грунта.

4.Оптимальная влажность грунта.

5.Зависимость плотности сухого грунта от его влажности.

6.Формула взаимосвязи плотности сухого грунта с его влажностью.

7.Способы определения плотности сухого грунта.

8.Определение плотности сухого грунта способом режущего кольца.

9.Определение плотности сухого грунта с помощью плотномеравлагомера системы НП Ковалева.

10.Определениеплотности сухогогрунтаспособомзамещения объема

Приложение 1

Значение Kсоm для земляного полотна автомобильных дорог

(Таблица 22 из СНиП 2.05.02 – 85 [1])

Примечание. Большие значения коэффициента уплотнения грунта следует принимать при цементобетонных покрытиях и цементогрунтовых основаниях, а также при дорожных одеждах облегченного типа, меньшие значения – во всех остальных случаях.

Приложение 2

Значение Kсоm для земляных сооружений

(Извлечение из таблицы 8 из СНиП 3.02.01 – 87 [2] для глинистых грунтов)

Значение коэффициента уплотнения Kcom при нагрузке

на поверхность уплотненного грунта, МПа, при общей толщине отсыпки, м

Приложение 3

Варианты параметров, определяющих Kcom (для АДМ)