книги из ГПНТБ / Марков, Л. А. Контроль качества сооружения земляного полотна автомобильных дорог

ления глинистых частиц может быть проведен полевой анализ по Рутковскому. Для гранулометрического анали­ за чистых песков их просеивают в воздушносухом состо­ янии, а пылеватые пески и супеси просеивают с промыв­

кой водой.

Средняя проба для определения гранулометрического состава грунтов ситовым методом должна составлять не меньше: 100 г для мелко- и среднезернистых песков, 400 г для крупнозернистых песков и гравия, 4000 г для щебня и

гальки.

Ситовой анализ грунта. Для ситового анализа приме­ няют комплект сит с поддоном, фарфоровую ступку и пестик с резиновым наконечником, резиновую грушу, нож, сосуд для отмучивания грунта, весы технические на 1 кг с разновесом и кисточку для сметания частиц с сит, обо­ рудование для определения влажности. До начала испы­ тания подготавливают грунт, рассыпая тонким слоем и

вгрунте слипшихся комочков осторожно растирают его в ступке резиновым пестиком, чтобы не допустить разруше­ ния отдельных зерен.

При просеивании с промывкой водой грунт помещают

всосуд для отмучивания и заливают водой так, чтобы слой воды над зернами грунта составлял около 27 см. Затем содержимое сосуда энергично перемешивают и от­ стаивают в течение 2 мин. Воду со взвешенными в ней частицами грунта сливают через сито с отверстиями 0,1 мм. Промывку повторяют до полного осветления сливаемой воды. Промытую пробу грунта с помощью груши смыва­ ют в сосуд для взвешивания и высушивают до постоянной

массы. Массу частиц мельче 0,05 мм определяют как разницу между массой средней пробы, взятой для ана­ лиза, и массой высушенной пробы грунта после про­ мывки.

20

Дальнейший порядок анализа грунта общий как для сухого просеивания, так и для просеивания с про­ мывкой.

Отобранную навеску грунта или остаток грунта после его промывки высыпают в верхнее сито колонки сит. Сита устанавливают в колонку в порядке возрастания размеров отверстий. Пробу грунта просеивают через сита механи­ зированным способом или ручным. При просеивании про­ бы массой свыше 1 кг рекомендуется грунт насыпать в верхнее сито в два приема. Просеивание при механизиро­ ванном способе продолжается минимум 10 мин., а при ручном — 15 мин. Полноту просеивания фракций грунта повторяют, встряхивая каждое сито над листом бумаги, пока зерна не перестанут падать через сито. Выпавшие зерна ссыпают на следующее сито с меньшими отверсти­ ями.

Фракции, оставшиеся на ситах, взвешивают каждую в отдельности с точностью до 0,1 г. Суммы всех масс фрак­ ций не должны отличаться от массы пробы более чем на 1%. Потерю грунта при рассеве распределяют по фракци­ ям пропорционально их массам.

Содержание в грунте зерен каждой фракции А (в- °/о) вычисляют по формуле

Л--Г "»■

где а — масса данной фракции, г; g— масса взятой для анализа воздушносухой навески, г.

Результаты вычислений с точностью до 0,1% выража­ ют в виде кривой гранулометрического состава, построен­ ной в полулогарифмическом масштабе (рис. 2).

Приближенное определение содержания глинистых час­ тиц (мельче 0,005 мм) в грунте. Для определения (по Рутковскому) необходимо иметь сито с ячейками 0,5 мм, стек­ лянные мензурки емкостью 100 см3, воронку, пестик с ре­ зиновым наконечником, палочку с резиновым наконечни-

21

нему 50—70 см3 воды, перемешивая образовавшуюся сус­ пензию палочкой с резиновым наконечником до тех пор, пока на стенках мензурки не перестанут оставаться мазки. Для ускорения осаждения глинистых частиц в мензурку вводят 5 см3 раствора хлористого кальция с концентраци­ ей 5 г СаС12 на 100 см3 воды.

Доливают воду до отметки 100 см3, еще раз перемеши­ вают все содержимое мензурки и оставляют отстаиваться на 12—24 ч и дольше, если суспензия за это время не от­

стоится.

Легким постукиванием удаляют из цилиндра пузырь­ ки воздуха и замеряют объем V набухшего грунта. При­

Процентное содержание глинистых частиц может быть определено с помощью табл. 5 по выражению Л = 22,67АѴ.

22

Содержание глинистых частиц определяют параллель­ но в двух мензурках.

В расчет принимают среднее из результатов двух опре­ делений; если расхождение между ними превысит 5%. анализ повторяют.

23

шпателем и небольшими порциями укладывают в стакан­ чик прибора с одновременным постукиванием о подставку для предотвращения образования воздушных полостей в пасте. Поверхность уложенной пасты сглаживают ножом вровень с краями стаканчика. Затем устанавливают ста­ канчик с пастой на подставку прибора и подносят к по­ верхности пасты балансирный конус, смазанный тонким слоем вазелина, с таким расчетом, чтобы острие конуса коснулось пасты. Отпускают конус, позволяя ему погру­ жаться в пасту в течение 5 с. Погружение конуса в пас­ ту на 10 мм (до кольцевой риски) показывает, что пас­ та находится в состоянии предела текучести. Отбирают из стаканчика пробу грунта не менее 10 г в бюкс и опреде­ ляют влажность, которая и характеризует предел текуче­ сти грунта. Погружение конуса в пасту на глубину мень­ ше 10 мм показывает, что влажность ее не достигла предела текучести. В этом случае пасту извлекают из стаканчика, присоединяют к остальной пасте, приготовленной для ис­ пытания, добавляют немного воды, тщательно перемеши­ вают и повторяют испытание.

Погружение конуса в пасту на глубину более 10 мм свидетельствует об избыточной влажности грунта. В этом случае пасту из стаканчика и остаток ее в чашке смеши­ вают и, перемешивая шпателем, дают пасте немного под­ сохнуть, после чего повторяют испытание. Расхождение результатов параллельных определений не должно пре­ вышать 2%. За верхний предел пластичности принимают среднее арифметическое результатов параллельных опре­ делений.

Определение влажности грунта на границе раскатыва­ ния. Приготовленную пасту грунта тщательно перемеши­ вают, берут из нее небольшой комочек и раскатывают пальцами на листе плотной глянцевой бумаги или на

25

стеклянной пластинке до образования шнура диаметром около 3 мм. При раскатывании слегка нажимают на шнур. Длина шнура не должна превышать ширины ладо­ ни. Если при толщине 3 мм грунт сохраняет связность и пластичность, его вновь собирают в комочек, переминают пальцами и опять раскатывают в шнур. Операцию повто­ ряют до тех пор, пока шнур при толщине 3 мм не начнет делиться по всей длине поперечными трещинами на кусоч­ ки длиной около 10 мм, что свидетельствует о достижении предела раскатывания. Кусочки шнура помещают в за­ крытый бюкс. Накопив 10 г кусочков, определяют их влажность в процентах с точностью до единицы. Расхож­ дение результатов двух параллельных определений долж­ но быть не больше 2%- За нижний предел пластичности грунта принимают среднее арифметическое параллельных определений.

лов пластичности штативным прибором Союздорнии. Для испытаний этим способом применяют штативный прибор (рис. 4) с конусом, масса и угол раскрытия которого со­ ответствуют балансирному конусу, а также режущие коль­ ца с внутренним диаметром 50,5 мм и высотой 25 мм, коль­ ца-насадки высотой 10 мм, сито с ячейками 1 мм, нож, фарфоровую ступку с пестиком, фарфоровую чашку, шпа­ тель, оборудование для определения влажности, секундо­ мер.

Приготавливают грунтовую пасту и укладывают ее в кольцо, снабженное насадкой. Затем насадку снимают,

26

срезают избыток пасты ножом

располагая уколы так, чтобы один не попадал в зону вли­ яния другого. За глубину погружения принимают среднее арифметическое из двух испытаний, расхождение между которыми не должно превышать 0,5 мм.

Для каждой разновидности грунта проводят не менее трех испытаний при различной влажности. Консистенцию грунта принимают такой, чтобы глубина погружения при каждом из трех испытаний составила соответственно 4-- 5, 7—8 и 9—12 мм. Для повышения влажности и пластич­ ности грунта после испытания, например после достиже­ ния осадки конуса 5—6 мм, пасту извлекают из кольца и смешивают с остальным грунтом в чашке, подливая не­ большое количество воды и тщательно перемешивая шпателем. Для уменьшения влажности и снижения пла­ стичности грунта, например после достижения глубины

27

снижением пластичности пасты для последующих опытов. При каждой из трех глубин погружения конуса по оконча­ нии опыта из кольца отбирают в бюкс навеску грунта не меньше 10 г и определяют влажность. При глубине погру­ жения 5 и 7 мм дополнительно испытывают пасту в пе­ ревернутом кольце (с нижнего торца).

По полученным данным испытаний паст при трех раз­ личных глубинах погружения конуса строят график зави­

отрезков аб и бв проводят осредняющую прямую. Взятые по этой прямой значения влажности, отвечающие глубине

ца — пределу Aíp текучести. В зависимости от найденного числа пластичности значения Ц7р нужно откорректировать:

28

уплотнения достигается наибольшая объемная масса ске­ лета грунта, а также определить величину наибольшего в условиях стандартного уплотнения объемную массу ске­ лета грунта. Зависимость максимальной объемной массы скелета грунта от его влажности в условиях стандартного уплотнения устанавливают методом стандартного уплот­ нения, т. е. последовательным уплотнением в одинаковых условиях проб одного и того же грунта с постоянным уве­ личением его влажности. Испытания проводят в приборе стандартного уплотнения Союздорнии (рис. 6). Число циклов уплотнения должно быть не менее пяти. Кроме прибора Союздорнии, для проведения испытаний нужны нож, мастерок, тазик на 3—4 л, сито с ячейками 5 мм, оборудование для определения влажности, весы до 10 кг.

Пробу грунта массой около 3,5 кг в воздушносухом со­ стоянии измельчают и пропускают через сито. Из прошед­ шего через сито грунта отбирают 2,5—3 кг и насыпают в тазик. В грунт добавляют воду с одновременным тщатель­ ным перемешиванием и растиранием полученной массы мастерком. Начальную влажность принимают на 6—8% ниже оптимальной. Ориентировочные значения оптималь­ ной влажности для песков — 8—13%, супесей — 9—15%, суглинков — 12—22%, глин — 16—22%.

Количество воды Q, необходимое для увлажнения грунта, определяют по формуле

Q = ! + О^ОІ'ІГ (о.ш^р-о.оіѵ/О.

где g — масса грунта, подлежащего увлажнению, г; ІКгр — требуе­ мая влажность, %; U4 — влажность грунта до увлажнения, %.

29