Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
2489.pdf
Скачиваний:
97
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
12.4 Mб
Скачать

3.2. Лабораторные и полевые работы по определению влажности дисперсных грунтов

Для определения влажности грунтов применяются различные методы. Лабораторные методы, регламентируемые стандартами РФ, США и стран Евросоюза, применяются для точной оценки влажности. В дорожном строительстве точное определение влажности необходимо для последующего расчета плотности сухого грунта и коэффициента уплотнения или определения оптимальной влажности грунта и установления допускаемых пределов варьирования коэффициента увлажнения и т.п. Лабораторные эксперименты проводятся в течение определенного времени, зависящего от вида грунта, вследствие чего

лаборатория не имеет возможности оперативно сообщить данные о

влажности позволяет оперативно отреагироватьДИна ситуацию и принять соответствующее решение о необходимости увлажнения или осушения грунтов при сооружении земляного полотна.

влажности грунта. Полевые испытания грунтов выполняются с целью

экспрессоценки показателей физических свойств. Поэтому данные о

влажности грунтов получают сразу после выполнения измерений. Та-

кие данные обладают меньшей точностью, но быстрота определения

3.2.1. Определение влажности грунтов методом высушивания до

 

 

А

постоянной массы по ГОСТ 5180–84 и стандартам ASTM D 2216

 

Б

При реализации этого способа влажность грунта определяют от-

И

 

С

 

 

ношением массы воды, удаленной из грунта высушиванием до посто-

янной массы, к массе высушенного грунта [11, 39].

 

Для испытания требуется по ГОСТ 5180–84 [11]:

 

– шкаф сушильный или вакуумный сушильный;

 

– термометр стеклянный, соответствующий

требованиям

ГОСТ 28498–90 [40];

 

– эксикатор стеклянный, соответствующий

требованиям

ГОСТ 23932–90 [41];

 

– стаканчики стеклянные или алюминиевые ВС-1 с крышками;

– хлористый кальций;

– нож с прямым лезвием, шпатель и щипцы тигельные;

– весы, соответствующие требованиям ГОСТ Р 53228–2008 [42]. При выполнении лабораторного теста по ГОСТ 5180–84 [11] вы-

деляют три стадии:

82

1.Подготовка к испытанию.

2.Проведение испытания.

3.Обработка результатов испытаний.

Подготовка к испытанию состоит в том, что для определения влажности отбирают пробу грунта массой 15–50 г и помещают в заранее высушенный, взвешенный и пронумерованный стаканчик и плотно закрывают крышкой.

 

 

 

И

Рис. 3.5. Алюминиевые стаканчики для

Д

Рис. 3.6. Взвешивание пустого стакан-

взвешивания (бюксы)

Б

чика и крышки для определения массы

 

 

 

Выполнение испытания начинают со взвешивания пробы грунта

И

 

 

в закрытом стаканчике и определяютА

его массу. После этого

стаканчик открывают и вместе с крышкой помещают в нагретый сушильный шкаф.

С

 

Рис. 3.7. Взвешивание стаканчика с

Рис. 3.8. Стаканчики с грунтом и

грунтом и крышкой

крышками в сушильном шкафу

Сушильный шкаф закрывают и производят сушку грунта, называемую первым высушиванием. Температура сушки грунта должна

83

составлять 105 2 оС. Продолжительность этого высушивания зависит от подвида дисперсного грунта. Так песчаные грунты сушат в течение 3 ч, а остальные – 5 ч.

 

После сушки образец грун-

 

та вместе со стаканчиком для

 

взвешивания охлаждают до

 

температуры помещения, ис-

 

пользуя эксикатор с хлористым

 

кальцием (рис. 3.9).

 

Охлажденный образец в

 

стаканчике, закрытом крышкой,

 

взвешивают и, открыв крышку,

 

И

 

помешают в сушильный шкаф

Рис. 3.9. Иллюстрация охлаждения об-

для повторного высушивания.

разцов в эксикаторе с CaCl2

Д

Температура повторного, а если

потребуется, то и всех остальных высушиваний такая же, как и при

первом высушивании грунта, продолжительность повторных высушиваний должна составлять 1 ч для песчаных грунтов и 2 ч для всех остальных грунтов.

 

 

А

 

Б

 

И

 

 

С

 

 

 

Рис. 3.10. Взвешивание образца после

Рис. 3.11. Образцы, подготовленные

первого высушивания

 

для повторного высушивания

84

После повторного высушивания образцы охлаждают и вновь взвешивают. Операции повторного высушивания, охлаждения и взвешивания повторяют до тех пор, пока разность масс грунта со стаканчиком и крышкой при двух последующих взвешиваниях не будет превышать 0,2 г.

В тех случаях, когда при повторном взвешивании грунта, содержащего органические вещества, наблюдается увеличение массы, то за результат взвешивания принимают наименьшую массу.

Завершив испытание, влажность грунта определяют по формуле

w 100

m

1

m

0

,

(3.1)

 

 

 

 

 

 

m

 

m

0

 

 

 

 

 

 

 

 

 

где т — масса пустого стаканчика с крышкой, г;

m1 — масса влажного грунта со ста-

канчиком и крышкой, г; m0 — масса высушенного грунта со стаканчиком и крышкой, г.

 

 

 

 

 

 

И

Определение влажности по методу ASTM D 2216 [39] выполняется

 

 

 

 

 

Д

по аналогичной процедуре, имеющей некоторые количественные от-

личия.

 

 

 

А

 

Для выполнения этого теста необ-

 

 

ходимо располагать

оборудованием,

 

 

вспомогательными инструментами и

 

 

 

 

 

Б

 

 

средствами защиты лаборанта, пред-

 

 

ставленными на рис. 3.12 и 3.13.

 

 

 

Применяемый сушильный шкаф

 

 

должен соответствовать требованиям

 

 

С

 

 

 

 

ASTM Е 145 [43]

 

и поддерживать

 

 

температуру 110 5

о

 

в течение все-

 

Рис. 3.12. Сушильный шкаф

го времени, необходимогоИдля сушки

 

 

грунта. Весы должны соответство-

 

 

вать требованиям стандарта ASTM D

 

 

4753 [44] и иметь класс GP1 (точ-

 

 

ность до 0,01 г) или GP2 (точность до

 

 

0,1 г). Такая точность необходима для

 

 

измерения массы образцов вместе с

 

 

контейнером (стаканчиком для взве-

 

 

шивания) до и более 200 г соответст-

 

Рис. 3.13. Оборудование:

венно. Стаканчики (контейнеры) для

 

 

1 – весы класса GP1; 2 – бюкса;

взвешивания грунта изготовленны из

 

3 – перчатка; 4 – щипцы;

материала, устойчивого к коррозии и

 

5 – ложка; 6 – чашка с грунтом

85

изменению массы при повторном нагревании и охлаждении, а также к воздействию почв (материалов) различной кислотности (рН). При тестировании образцов массой менее 200 г контейнер должен быть снабжен крышкой, а для испытаний образцов массой более 200 г допускается применять контейнеры без крышки.

Испытание начинают с взвешивания пустого контейнера, в который помешают влажный грунт, масса которого должна быть не менее указанной в табл. 3.1.

Таблица 3.1. Минимальная масса влажного грунта для выполнения

теста по ASTM D 2216 [39]

Максимальный размер час-

Размер стан-

Рекомендуемая масса образца

тиц грунта, которые в коли-

дартного си-

влажного грунта при определении

 

 

И

 

честве 100% проходят сквозь

та

содержания воды с точностью до

сито

 

0,1%

1%

2 мм и меньше

№ 10

20 г

20 г

 

 

Д

 

4,75 мм

№ 4

100 г

20 г

9,5 мм

3/8 дюйма

500 г

50 г

19,0 мм

3/4 дюйма

2,5 кг

250 г

37,5 мм

1,5 дюйма

10 кг

1 кг

75,0 мм

3 дюйма

50 кг

5 кг

После этого контейнер с грунтом и крышкой, если она использу-

И

 

 

ется, взвешивают, определяя их Аобщую массу. Контейнер с грунтом и

котором выполняется сушкаБгрунта при температуре 110 5 С.

крышкой (бюкс должен быть не закрыт) ставят в сушильный шкаф, в

С

о

 

Грунт сушат в течение ночи, что составляет 12 – 16 ч. Такого времени обычно достаточно для высушивания грунта до постоянной массы. В тех случаях, когда возникают сомнения относительно высушивания грунта, выполняют дополнительные последовательные сушки продолжительностью 1 ч. Критерием окончания дополнительных высушиваний является уменьшение массы не более чем на 0,1% при двух последовательных сушках.

После высушивания грунта до постоянной массы контейнер с грунтом и крышкой извлекают из сушильного шкафа и охлаждают до комнатной температуры. Затем производят взвешивание и определяют массу контейнера с сухим грунтом и крышкой.

Расчет влажности выполняют по формуле (3.1).

Основные процедуры тестов по ГОСТ 5180–84 [11] и ASTM D 2216 [39] совпадают имея количественные различия по массе пробы влажного грунта, температуре и продолжительности его сушки.

86

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]