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

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

.pdf
Скачиваний:
11
Добавлен:
19.10.2023
Размер:
2 Mб
Скачать

вают. Потеря массы в граммах между первым (до отму­ чивания) и вторым (после отмучивания) взвешиваниями, помноженная на коэффициент, равный 1,6, и дает иско­ мую массу отмученных пылевато-глинистых частиц.

Определение содержания песчаных частиц в глинистых грунтах методом отмучивания. Навеску грунта около 50 г

взвешивают на технических весах с точностью до 0,01 г, помещают в фарфоровую чашку и замачивают водой с добавлением в нее 5 см3 1%-ного раствора соды. Замочен­ ный грунт растирают в этой же чашке пестиком с резино­ вым наконечником в течение 1—2 мин, затем в чашку доливают воду до уровня, соответствующего высоте 6 см; суспензию взбалтывают и оставляют отстояться в течение 30 с, после чего ее сливают через сито с ячейками 0,05 мм. Оставшийся грунт в чашке после сливания части сус­ пензии снова легко растирают пестиком, заливают во­ дой, и операция с отмучиванием продолжается до полно­

го просветления

слоя

воды

над грунтом за

промежуток

времени

30

с.

после

отмучивания

на дне

фарфоровой

Оставшиеся

чашки и

на сите

песчаные частицы

размером 2—0,05

мм

высушивают;

взвешивают

на технических

весах с

точ­

ностью до 0,01 г и определяют процентное

соотношение

их к массе взятой навески.

 

 

 

 

По разнице между взятой навеской грунта и песчаных

•фракций, полученных после отмучивания, определяют со­

держание

пылевато-глинистых

частиц (меньше 0,05 мм).

§ 14. Методы ускоренного

определения

влажности

грунта

 

 

 

Определение влажности по массе грунта методом высу­

шивания в

термостате требует

значительного

времени п

•специального оборудования. Методы ускоренного опреде­ ления позволяют в течение нескольких минут иметь дан-

40

ные о влажности с достаточной точностью для контроля влажности при сооружении земляного полотна.

Определение влажности по массе методом гидростати­ ческого взвешивания. Грунт в количестве 70—100 г пере­ носят в заранее взвешенную коническую колбу объемом 250—300 см3, взвешивают вместе с ней, заливают неболь­ шим количеством воды, тщательно перемешивают, посте­ пенно заливают водой до определенной метки, нанесен­ ной на узком горле колбы, и вновь взвешивают. Затем суспензию удаляют из колбы, колбу наполняют чистой водой до той же метки и снова взвешивают. Влажность грунта (в %) определится по формуле

gì —/f(g —V) 100, - A-(g-V)

где gì — масса влажного грунта, г; g — масса суспензии в объеме

воды, г;

V — объем воды в

мерном сосуде,

равный объему суспен­

зии, см3;

К — коэффициент,

принимаемый для песков равным 1,61,

для супесей — 1,59, для суглинков — 1,58 и для глин — 1,57.

Если масса колбы и масса воды, налитой в колбу, за­

ранее известны, то для

определения

влажности грунтов

требуется всего лишь два взвешивания — колбы с грун­ том природной влажности и суспензии (влажный грунт-(- +вода), доведенный по объему до метки. Взвешивают колбу на технических весах с точностью до 0,1 г.

Определение влажности влагомером-плотномером П. Н. Ковалева. Для определения весовой влажности вна­ чале на приборе П. Н. Ковалева определяют объемную массу влажного грунта и объемную массу скелета. При­

бор (рис. 9)

состоит из: поплавка, в

который помещают

пробу с нанесенными на его трубке

четырьмя шкалами

показаний объемной массы

грунта

(Вл — влажного,

Ч — скелета

черноземного,

П — скелета песка и Г —

скелета глинистого грунта); сосуда, в который помещают грунт при определении объемной массы его скелета; ре­ жущего кольца с крышкой для отбора монолита грунта;

41

Рис. 9. Влагомер-плотномер П. H. Ковалева:

1 — сосуд для грунта;

2 — замок

сосуда; З — замок поплавка; 4 — по­ плавок; 5 — футляр; 6 — ручка; 7 — направляющее кольцо; 8 — крыш­ ка футляра; 9 — замок футляра; ¡0—

воронка;

11 — трубка

поплавка;

12 — перегородка;

13 —

режущее

кольцо;

14 — дробь;

15 — пробка;

16 — крышка; 17 — кольцо из резино­ вой трубки

футляра с крышкой, закре­ пляемой замками, и ручкой для упаковки прибора, вы­

полняющего

роль сосуда

для воды при

испытаниях;

воронки

для

перенесения

пробы

грунта

внутрь по­

плавка, который соединяет­ ся с сосудом при помощи трех замков. Чтобы укре­ пить прибор в футляре, на дно его уложено кольцо из резиновой трубки, а к крышке прикреплено на­ правляющее кольцо. В по­ плавке между перегородкой

ипробкой помещена дробь. Для определения объем­

ной массы влажного грунта из массива грунта режущим кольцом отбирают образец объемом 200 см3 и перено­ сят его внутрь поплавка с помощью воронки. Попла­ вок с грунтом без сосуда по­

гружают в футляр,

запол­

ненный

водой, и

против

уровня

погружения

его в

воду по

шкале Вл

опреде­

ляют объемную массу влаж­ ного грунта.

Для определения объем­ ной массы скелета пробу грунта переносят в сосуд и заполняют водой приблизи­ тельно на 3/4 объема грунта.

42

Грунт тщательно растирают в воде деревянной ручкой но­ жа, а после того как он разойдется в воде, сосуд соединя­ ют с поплавком и погружают в футляр с водой. Вода из футляра через зазор между поплавком и сосудом запол­ няет остальное пространство в сосуде и прибор погружает­

ся

в воду.

уровня

 

по

шкале

Ч,

П или

/’

Против

погружения

(соответственно виду испытываемого

грунта)

определя­

ют объемную массу

его скелета.

 

 

трех

образ­

 

Определение проводят не меньше чем на

цах, по этим

результатам находят

средние

арифметичес­

кие значения объемных масс у влажного грунта, его ске­ лета уск и вычисляют влажность W (в %) грунта по массе по формуле

 

 

W = .2~.їск.

100

 

 

 

(ск

 

 

или по номограмме (рис. 10).

быть

использован и

Прибор П. Н.

Ковалева может

для

определения

влажности на пределе

текучести грунта

(см.

§ 10) в полевых условиях взамен высушивания грун­

та в термостате.

определение характерных влажностей,

Приближенное

числа пластичности и вида глинистого грунта. Ускоренное

определение указанных водных свойств глинистых

грун­

тов

производится по известному

значению их влажности

на

пределе

текучести с помощью номограммы

(рис. 11).

Точность определения при этом для супесей II

суглинков

составляет

1 —1,5% весовой

влажности, а для

глин —

1,5—2%. Для определения

числа

пластичности

и

вида

грунта из точки на горизонтальной оси, отвечающей зна­ чению предела текучести, восстанавливают перпендикуляр до пересечения с прямой 3, выражающей зависимость чис­ ла пластичности от предела текучести. Через точку пере­ сечения проводят линию, параллельную горизонтальной

43

Рис. 10. Номограмма для определения объемной массы скелета ус грунта по объемной массе влажного грунта у и влажности W

Рис. 11. Номограмма для определения характерных влажно­ стей и вида грунта по пределу текучести Wf.

1 — оптимальная влажность; 2 — предел раскатывания; 3 — число пластичности; 4 — максимальная гигроскопичность

оси, до пересечения с вертикальной осью и шкалой. На вертикальной оси отсчитывают значение числа пластично­ сти, а по шкале определяют вид глинистого грунта.

Характерные влажности (оптимальную влажность при стандартном уплотнении, предел раскатывания и макси­ мальную гигроскопичность) находят по номограмме. Для этого на горизонтальной оси находят точку, соответствую­ щую значению предела текучести данного грунта, и из нее восстанавливают перпендикуляр до пересечения с прямой, соответствующей искомой характерной влажности. Из точки пересечения перпендикуляра с наклонной прямой проводят прямую линию, параллельную оси абсцисс, до пересечения с вертикальной осью, по которой и берут значение определяемой характерной влажности грунта в процентах по массе.

45

§ 15. Механические испытания слабого грунта в поле­ вых условиях

Определение сопротивляемости сдвигу слабых грунтов методом вращательного среза с помощью прибора СК-8.

Сопротивляемость сдвигу — важная характеристика фи­ зико-механических свойств грунтов, особенно слабых. Ее определяют по величине крутящего момента ЛІкр, необхо­ димого для поворота крыльчатого наконечника, задавлен­ ного в грунт, и выражаемой зависимостью

AíKp = /flS.

Для крыльчатки прямоугольной формы ее постоянная Кі вычисляется по формулам:

при задавливании наконечника вровень с поверхностью'

а при задавливании, когда грунт срезается обоими тор­ цами

itd2 /

d

\

Кі = —g“ (-3-

+ h]

Здесь s — сопротивляемость грунта

сдвигу,

кгс/см2; d — диаметр,

см; h — высота крыльчатого наконечника, см.

Определив Мир и зная величину Кі для данной крыль­ чатки, можно получить величину сопротивляемости грунта сдвигу (без разделения на трение и сцепление).

Сдвигомер СК-8 (рис. 12) состоит из наконечника, пред­ ставляющего собой крестообразно соединенные тонкие стальные пластины, штанг, соединяемых резьбовыми пе­ реходниками, рукоятки и упора с упругой пластиной, ин­ дикатора часового типа, закрепляемого на упоре при помо­ щи стопорного винта, сцепляющего устройства, состояще­ го из двух зубчатых стержней и предназначенного для вы­ ключения наконечника при учете влияния трения штанг о грунт. Рукоятка сдвигомера свободно насажена па брон-

4G

зовую втулку, которая скреплена с упором. Втулка с упором при­ креплена к переходнику штанг фиксирующим вин­ том. Упругая пластина вставлена в паз упора и закреплена болтом. Де­ формация пластины при повороте рукоятки с вин­ том фиксируется инди­ каторной головкой. Болт имеет три положения, ко­ торыми обусловлена де­ формация пластины. Для малых величин сопротив­ ления сдвигу винт уста­ навливают в крайнее левое положение.

Перед испытанием, определяя деформации пружины, фиксируемой индикатором, от крутя­

щего

момента

приложен­

Рис. 12. Сдвигомер-крыльчатка СК.-8:

ной

нагрузки,

тарируют

1 — наконечник;

2

сцепляющее

упругую

пластину

изме­

устройство; 3 — штанга;

4 — втѵлка;

5 — рукоятка; 6 — ручка; 7 — упор;’ 3 —

рительного

устройства.

фиксирующий винт; 9 — болт; 10 — уп­

Нагрузку

прикладывают

ругая пластина; 11

— индикатор

 

 

 

ступенями по

1—2

кгс с

 

 

 

нарастающим итогом до 40 кгс на тросик, продетый в от­ верстие, просверленное в рукоятке прибора на расстоянии 20 см от центра ее вращения. Тарируют пластину при установке винта во всех трех его положениях с нагруз­ кой и разгрузкой не меньше 5 раз. По результатам тари­ ровки строят кривую зависимости между крутящим мо­ ментом и показаниями индикатора. Тангенс угла наклона

47

прямой к оси абсцисс дает искомое значение постоянной

характеристики

пластины.

СК-8,

залавливают

Испытывая

грунты сдвигомером

наконечник-крыльчатку в грунт с

последующим поворо­

том рукоятки прибора по часовой

стрелке с

такой ско­

ростью, чтобы стрелка индикатора отклонялась на одно — два деления за 1 с. Рукоятку прибора поворачивают, пока не прекратится отклонение стрелки индикатора и не нач­ нется ее обратный ход. Положение стрелки начала ее об­ ратного хода соответствует максимальному крутящему мо­ менту, при котором происходит сдвиг грунта.

При испытаниях на больших глубинах без буровых скважин необходимо учитывать влияние трения штанг о грунт. Для этого, (см. рис. 12) вдавив наконечник в грунт до заданной величины, прибор слегка приподнимают на 10—15 мм и зубчатые стержни устройства отключают на­ конечник от штанги. После поворота штанги при непод­

вижном наконечнике определяют по индикатору

устано­

вившееся сопротивление трения

штанг о

грунт,

которое

исключают из общей величины сопротивления.

 

По полученным данным вычисляют сопротивление

грунта сдвигу по выражению

 

 

 

 

КіЬ

 

 

где Л/ —■ число делений, „а

которое

отклоняется

стрелка индикатора

в процессе испытаний; Л/тр

— то же,

в процессе

поворота

штанг без

крыльчатки; b — постоянная характеристика упругой пластины, опре­ деляемая при тарировке прибора.

Определение показателей механических свойств грун­ тов пенетрометром П-4 конструкции Л. С. Амаряна. Пене-

трация или зондирование позволяет установить границы слоев и различия между их сложением в карьерах, коли­ чественно или качественно оценить прочностные пока­ затели глинистых грунтов. Этот метод основан на опреде­ лении сопротивления грунта внедрению в него зонда (на-

■!8

конечника) под действи­ ем статической или ди­ намической нагрузки. Конструкции и размеры зондов для пенетрации

различны.

 

 

П-4 с:х

Пенетрометр

из

(рис.

13)

состоит

ко­

нуса

с площадью

попе­

речного сечения 20 см2 и

углом

при

вершине

30°,

стержня для оценки тре­ ния штанг о грунт, соеди­ нительных штанг с при­ варенными переходника­ ми, упора и рукоятки, витой пружины, индика­

тора часового типа. Упор

 

 

 

 

крепится

на

переходнике

 

 

 

 

штанги винтом.

Рукоятка

 

 

 

 

вместе с

направляющей

 

 

 

 

втулкой подвижна по от­

Рис. 13. Пенетрометр П-4;

ношению

к

упору и

мо­

/ — конус; 2 — стержень; 3 — штан-

жет

смещаться

верти­

га; 4

винт; 5

втулка:

 

кально вниз.

При нажа­

 

деформируется,

величи­

тии

рукоятки

вниз

пружина

на деформации фиксируется индикатором,

установ­

ленным на гайке. Перед

испытанием

сначала

тарируют

прибор, устанавливая зависимость деформации пружины от приложенной нагрузки. Нагрузку прикладывают ступе­ нями по 2 кгс с нарастающим итогом до 50—60 кгс. По ре­ зультатам тарировки строят кривую зависимости между нагрузкой и деформацией пружины. Тангенс угла наклона прямой к оси абсцисс, т. е. отношение показания индика­ тора к нагрузке, дает значение постоянной характеристики упругой пружины силоизмеряющего пенетрометра.

49

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ