Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

1916

.pdf
Скачиваний:
6
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
2.2 Mб
Скачать

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТОВ СТАНДАРТНЫМ И МОДИФИЦИРОВАННЫМ МЕТОДАМИ ПРОКТОРА

Методические указания

Омск • 2014

Министерство образования и науки РФ Федеральное государственное бюджетное образовательное

учреждение высшего профессионального образования «Сибирская государственная автомобильно-дорожная академия (СибАДИ)»

Кафедра строительства и эксплуатации дорог

ОПРЕДЕЛЕНИЕ МАКСИМАЛЬНОЙ

ПЛОТНОСТИ ГРУНТОВ СТАНДАРТНЫМ

И МОДИФИЦИРОВАННЫМ МЕТОДАМИ

ПРОКТОРА

Методические указания

Составители: А.С. Александров, Т.В. Семенова, Г.В. Долгих

Омск

СибАДИ

2014

УДК 625.74 ББК 39.31

Рецензент д-р техн. наук, проф. В.Б. Пермяков (СибАДИ)

Работа одобрена научно-методическим советом направления «Строительство» факультета «Автомобильные дороги и мосты» СибАДИ в качестве методических указаний.

Определение максимальной плотности грунтов стандартным и модифицированным методами Проктора : методические указания /

сост. : А.С. Александров, Т.В. Семенова, Г.В. Долгих. – Омск : СибАДИ,

2014. – 35 с.

ISBN 978-5-93204-735-4

В данных методических указаниях к выполнению лабораторной работы по дисциплине «Технология и организация работ по строительству земляного полотна» рассмотрено определение максимальной плотности и оптимальной влажности грунтов стандартным и модифицированным методами Проктора с применением ручных и полуавтоматических приборов для уплотнения. Соответствуют нормативным документам США и содержат коэффициенты, позволяющие выполнить пересчет максимальной плотности и оптимальной влажности грунта, определяемых методами Проктора, на аналогичные параметры грунта, устанавливаемые согласно стандарту РФ ГОСТ 22733 2002.

Предназначены для студентов всех форм обучения направления «Строительство» дорожно-строительных профилей и магистерских программ дорожной отрасли, а также для специальности «Строительство уникальных зданий и сооружений» дорожной специализации.

УДК 625.74 ББК 39.31

ISBN 978-5-93204-735-4

© ФГБОУ ВПО «СибАДИ», 2014

ОГЛАВЛЕНИЕ

Введение…………………………………………………………....... 4

1.Термины и определения………………………………………….. 6

2.Приборы, оборудование и средства измерений…..…………….. 7

3.Приготовление пробы грунта и подготовка оборудования......... 10

4.Формовка образцов и определение их плотности….…………... 16

5.Обработка результатов……………………………….…………... 29

Контрольные вопросы и задания...…………………………………. 33

Библиографический список………………………………………… 34

3

ВВЕДЕНИЕ

Методы стандартного уплотнения, рассматриваемые в настоящих методических указаниях, называют стандартным и модифицированным методами Р.Р. Проктора. Эта терминология удобна, так как само название методов подчеркивает как их отличие друг от друга, так и отличие от российского метода стандартного уплотнения.

Суть этих методов заключается в построении кривой уплотнения, отображающей зависимость плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении трамбованием.

Отметим, что в США действуют две группы стандартов. К первой группе относят нормативные документы ASTM (Американское общество по испытаниям материалов), ко второй – AASHTO (Американская ассоциация служащих государственных автодорог и та1). В настоящих методических указаниях авторы придерживаются стандартов группы ASTM. Стандартный и модифицированный методы Проктора реализуются при помощи трех разных тестов: А, В и С. Каждый из этих тестов выполняется при строгом соблюдении условий, представленных в табл. 1.

Таблица 1. Требования к тестам А, В и С при выполнении лабораторных работ стандартным и модифицированным методами Проктора

Характери-

Стандартный метод Проктора

Модифицированный метод

ASTM D 698 [5]

Проктора ASTM D 1557 [6]

стика

 

 

Тест А

Тест В

Тест С

Тест А

Тест В

Тест С

 

 

1

 

2

3

4

5

6

7

Сито

для

№ 4

3/8 дюй-

3/4 дюй-

№ 4

4,75 и

9,5 и

просеивания

ма

ма (19

(4,75 мм)

(4,75 мм)

9,5 мм

19 мм

грунта

 

(9,5 мм)

мм)

 

 

 

 

 

Остаток

на

 

Нет тре-

Нет тре-

 

 

Нет тре-

сите 4,75 мм,

25

20

>20

бований

бований

бований

% по массе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Использован один из вариантов перевода названия ассоциации, используемый в термино-

логии строителей (оригинальное название American Association of State Highway and

Transportation Officials (AASHTO)).

Другие варианты перевода [http://universal_ru_en.academic.ru/]:

Общая лексика: Американская ассоциация служащих автомобильных дорог штатов.

Дорожное дело: Американская ассоциация руководителей дорожных и транспортных служб штатов.

Автодорожное право: Американская ассоциация дорожных и транспортных должностных лиц штатов.

4

Окончание табл. 1

 

1

 

2

3

4

5

6

7

Остаток

на

Нет тре-

 

Нет тре-

Нет тре-

 

 

сите

9,5

мм,

25

20

>20

бований

бований

бований

% по массе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Остаток

на

Нет тре-

Нет тре-

 

Нет тре-

Нет тре-

 

сите

19

мм,

30

<30

бований

бований

бований

бований

% по массе

 

 

 

 

 

 

 

 

Масса

 

 

 

 

 

 

 

трамбующего

2,495

2,495

2,495

4,54

4,54

4,54

груза, кг

 

 

 

 

 

 

 

Высота па-

 

 

 

 

 

 

дения

груза,

304,8

304,8

304,8

457,2

457,2

457,2

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Число

уп-

 

 

 

 

 

 

лотняемых

3

3

3

5

5

5

слоев

 

 

 

 

 

 

 

 

Число уда-

25

25

56

25

25

56

ров по слою

 

 

 

 

 

 

Диаметр

 

 

 

 

 

 

пресс-формы,

101,6

101,6

152,4

101,6

101,6

152,4

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Высота

 

 

 

 

 

 

 

пресс-формы,

116,4

116,4

116,4

116,4

116,4

116,4

мм

 

 

 

 

 

 

 

 

Объем

 

 

 

 

 

 

 

пресс-формы,

943,7

943,7

2123,3

943,7

943,7

2123,3

см3

 

 

 

 

 

 

 

 

Примечание. С учетом допусков для испытаний применяют формы диамет-

ром 101,6 0,4 и 152,4 0,7 мм, высотой 116,4 0,5 мм.

Лабораторные работы включают в себя:

1) приготовление пробы в виде навески путем рассева исходного грунта;

2) подготовку приборов, оборудования и средств измерений;

3)увлажнение навески грунта и ее выдерживание в течение необходимого времени;

4)изготовление образцов при помощи ручных трамбовок или машин с механическим приводом;

5)обработку результатов испытаний.

5

1.ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ

Вданном разделе приведены термины и определения, используе-

мые в стандартах ASTM D 698 12 [5] и ASTM D 1557 12 [6], а также общепринятая терминология стандарта ASTM D 653 11 [4]. При этом авторы принимали во внимание стандарты РФ и применяли для аналогичных характеристик терминологию ГОСТ 22733 2002 [2] и

ГОСТ 5180 84 [1].

Влажность грунта Wе − отношение массы воды в объеме грунта

кмассе этого грунта, высушенного до постоянной массы [1, 4]. Оптимальная влажность Wо − значение влажности грунта, при

котором он может быть уплотнен до максимального веса сухого грунта [4], или влажность, соответствующая максимальной плотности сухого грунта [2].

Плотность грунта − масса единицы объема грунта [1, 4]. Плотность сухого грунта d − отношение массы грунта за выче-

том массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему [1, 4].

Плотность частиц грунта s − масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта [1, 4].

Максимальная плотность (стандартная плотность) − наи-

большая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта стандартным уплотнением [2, 4].

Кривая уплотнения (кривая Проктора) – кривая, описывающая зависимость удельного веса или плотности сухого грунта от его влажности при испытании стандартным или модифицированным методом [4]. Российским аналогом является термин график стандарт-

ного уплотнения [2].

Уплотнение – уплотнение грунта с помощью механических воздействий [4].

6

2.ПРИБОРЫ, ОБОРУДОВАНИЕ И СРЕДСТВА ИЗМЕРЕНИЙ

Для приготовления навесок используются грунты, просеянные сквозь сита, указанные в табл. 1. Сита выбираются в зависимости от метода испытания (стандартный или модифицированный), а также от типа теста: А, В или С. Сита должны отвечать требованиям стандарта ASTM E11 13 [10], а для исключения потерь грунта рассев выполняется в поддон. Применяемые в данном методе сита приведены на рис.

1 − 4.

Рис. 1. Сито № 4 с ячейкой 4,75 мм

Рис. 2. Сито № 3/8-in. с ячейкой 9,5 мм

Рис. 3. Сито № 3/4-in. с ячейкой 19 мм

Рис. 4. Дно набора сит для сбора пробы

Приборы для уплотнения грунтов состоят из пресс-формы и трамбовки. Общий вид приборов показан на рис. 5.

7

Пресс-форма включает в себя:

квадратную опорную пластину, снабженную углублением для установки цилиндрической части формы. Для цилиндрической формы диаметром 101,6 мм применяется квадратное основание с длиной стороны 152,4 мм. Для формы диаметром 152,4 мм используют основание со стороной 203,2 мм;

цилиндрическую часть, которая обычно выполняется литой не-

разъемной, но стандарты ASTM D 698 12 [5] и ASTM D 1557 12 [6]

допускают применение форм, состоящих из двух полукруглых секций, подобных российским частям цилиндрической формы, используемой в приборе стандартного уплотнения [2];

верхнюю съемную насадку, которая должна надежно крепиться

илегко отделяться. Насадка выполняется в виде литого неразъемного цилиндра или конуса.

Рис. 5. Приборы Проктора с ручными трамбовками для выполнения тестов А, В и С стандартным и модифицированным методами

8

Трамбовка управляется вручную или механическим приводом. Трамбовка состоит из:

груза, масса которого должна составлять 2,495 0,023 кг для стандартного метода и 4,54 0,01 кг для модифицированного метода; поверхность груза, ударяющая по грунту, должна быть ровной и гладкой;

направляющей гильзы, снабженной зазором, обеспечивающим свободное падение груза; гильза должна иметь по меньшей мере 4 вентиляционных отверстия на каждой полуокружности.

Таким образом, общее число отверстий в гильзе должно быть не

менее восьми. Минимальный диаметр каждого отверстия должен со-

ставлять 9,5 мм. Стандарты ASTM D 698 12 [5] и ASTM D 1557 12

[6]выдвигают строгие требования к размещению этих отверстий. Для извлечения уплотнен-

ного образца из цилиндрической

 

части пресс-формы целесооб-

 

разно применять выталкиватели

 

(рис. 6). Весы класса точности

 

GP-5 применяются для опреде-

 

ления масс пустой цилиндриче-

 

ской формы и этой же формы с

 

грунтом. Такие весы позволяют

 

измерять массу с точностью до

 

1 г. Для определения влажности

 

грунта нужно использовать весы

 

класса точности GP-2, позво-

 

ляющие измерять массу с точно-

 

стью до 0,1 г.

Рис. 6. Гидравлический выталкиватель

Для сушки грунта приме-

 

няют сушильный шкаф, позволяющий поддерживать температуру

110 5 С.

Для перемешивания грунта с водой и загрузки грунта в прессформу необходимо подготовить совок и шпатель, а для резки грунта – грунтовый нож или специальную линейку, снабженную скоблящей кромкой (при толщине линейки более 3 мм эта кромка должна иметь скос). Желательным является механическое оборудование, позво-

9

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]