3.4. Формовка образцов и определение их плотности

случае в цилиндрическую часть формы подают первую порцию грунта (рис. 43). В случае применения верхней насадки обычно вначале ее закрепляют на цилиндрической части формы (рис. 44), а затем подают порцию грунта.

Порцию грунта распределяют ровным слоем, применяя различ-

5 мм [2]. При пр менен ручной трамбовки приложение нагрузок выполняют, перемещаяСгруз вдоль окружности пресс-формы (рис. 45 и 46), имитируя очередность выполнения ударов при основной формовке образца.

При выполнении испытания стандартным методом формовку образца выполняют в три слоя [10], а при испытании по модифицированному методу производят уплотнение пяти слоев [11]. В тестах А и В по каждому слою выполняется по 25 ударов, а в тесте С производят 56 ударов по слою. Требования, регламентирующие количество ударов послою, одинаковые для стандартногои модифицированногометодов.

При применении ручной трамбовки необходимо избегать ее отбоя от образца вверх. Для этого [10, 11] рекомендуют держать направляющую втулку под углом к вертикали 5о и более. Удары следует наносить со скоростью 25 ударов/мин. Для обеспечения равномерного уплотнения слоя трамбующие удары необходимо наносить в определенной последовательности.

38

Применение полуавтоматической трамбовки исключает возможность применения схемы рис. 47. В этом случае уплотнение выполняется посредством нанесения трамбующих ударов по кольцевой схеме, представленной на рис. 48. Уплотнение грунта механической трамбовкой приведено на рис. 59 – 64.

42

формовке образца ручной трамбовкой выполняют по схеме, представленной на рис. 65. После выполнения девятого удара уплотнение ведут по кольцевой схеме, но с обязательным уплотнением средней части образца [10].

При выполнении тестов А и В применение кольцевой схемы (см. рис. 48) может приводить к неравномерному уплотнению поверхности, как правило, это бывает при уплотнении грунтов с влажностью выше оптимальной [10]. В этом случае применяют схему рис. 47, которая исключает возможность применения полуавтоматического прибора Проктора.

При применении стандартного метода после уплотнения каждого из двух нижних слоев необходимо произвести их осмотр, удалить не-

уплотненный грунт возле стенок формы и обрезать грунт, расположенный выше уплотненной поверхности [10].ИПри применении модифицированного метода аналогичные процедуры необходимо выполнить с каждым из четырех нижних слоев [11]. Если поверхность выглядит ровной, то эти меры не требуются.

Для сопряжения уплотненных слоев друг с другом поверхность нижнего слоя целесообразно взрыхлить ножом. После уплотнения

44

осматривают и при необходимости подрезают. Для грунтов, испытываемых методами В и С, а также сухих или сильно увлажненных грунтов отделение дна от формы не выполняют (рис. 72).

полнять грунтом срезанной выступающей части [10, 11]. При этом, укладывая грунт в незаполненное место, на него необходимо надавить пальцами [10, 11], после заполнения всех дефектов поверхность вновь зачищается ножом.

На рис. 73 и 74 пр ведены иллюстрации взвешивания цилиндри-

46

В случае использования опорной пластины при взвешивании (см. рис. 38 и 74) объем формы необходимо определять экспериментально, выполняя рекомендации работы [11, прил. А]. Для этого:

– Выполняют измерение массы опорной пластины с закрепленной на ней цилиндрической частью формы и стеклянной пластиной, которая применяется при дальнейшей калибровке объема m0. Результат определения массы округляют до 1 г.

– Форму с опорной поверхностью устанавливают на ровную поверхность и наполняют водой чуть выше верхней поверхности.

– Аккуратно устанавливают стеклянную пластину на верхнюю поверхность формы и следят за тем, чтобы пузырьки воздуха перестали выходить на поверхность.

– При необходимости воду добавляют или удаляют лишнюю. Эта операция выполняется при помощи шприца.

– С наружной части формы необходимо тщательно удалить всю воду, вытекшую из формы при ее наполнении.

– Производят измерение массы формы с водой и стеклянной пла-

Измеренные массы формы M0 игрунта с формой M1, а также объем формы или объем формы с опорной пластиной V используют при дальнейшей обработке данных для вычисления плотности грунта.

47

рассматривают два метода. Первый наиболее предпочтительный способ состоит в том, что для определения содержания воды используется весь образец, который для облегчения сушки рекомендуется раз-

рый помещают в стаканчик для взвешивания (бюкс) (рис. 78) [11].

48

Вес сухого грунта вычисляют по формуле

где К – коэффициент, корректирующий размерность, К=9,8066 при единицах измерения d в г/см3, а d в кН/м3.

Вычисленные значения веса сухого грунта и соответствующие им влажности используют для построения кривой уплотнения. Для контролируемых в РФ параметров уплотнения грунта достаточно построить график стандартного уплотнения, используя вычисленные по формуле (11) плотности сухого грунта и соответствующие им влажности.

Для контроля правильности испытания грунтов стандарты [10, 11] так же, как и ГОСТ 22733 2002 [3], регламентируют построение «линии нулевого содержания воздуха». Эта линия показывает изменение плотности сухого грунта или его удельного веса от влажности при полном насыщении его пор водой. Требования, регламентируе-

W – максимальное значение плотности воды, соответствующее ее температуре 3,98 °С и равное 1 г/см3.

В стандартах [10, 11], наоборот, в качестве независимой переменной принимают влажность, которая рассчитывается для заданного значения удельного веса сухого грунта. Приводя формулу (21) к формуле, регламентируемой стандартами [9, 10], решим это уравнение относительно влажности и получим

50

Далее выразим плотности воды, сухого грунта и его минеральных частиц из уравнения подобных (20). Тогда получим

Выполняя подстановку формулы (23) в (22), приводим выражение (22) к виду

100. (24)

s di

ВСША в качестве характеристики удельного веса частиц грунта используют термин специальный удельныйИвес, представляющий собой отношение веса минеральной части к весу воды. Поэтому соот-

ношение специального удельного веса и физического удельного веса частиц грунта можно дать в виде формулДdisА

Зависимость (26) является регламентируемой [10, 11] формулой для расчета влажности при построении линии нулевого давления, а формулы (21) – (26) иллюстрируют схожесть подходов [3] и [10, 11] к построению «линии нулевого содержания воздуха».

Кривые Проктора приведены на рис. 79.

51

Рис. 79. Кривые Проктора для теста А: 1 – стандартный метод [10];

2 – модифицированный метод [11]; 3 – «линия нулевого содержания воздуха»

Значения максимальной плотности сухого грунта и оптимальной влажности можно пересчитать на аналогичные характеристики, определяемые по стандарту РФ [9]. Для этого плотности сухого грунта и оптимальные влажности, определяемые по стандартному [10] и модифицированному [11], достаточно разделить на коэффициенты, численные значения которых приведены в прил. 4.

52