3.2. Природные каменные материалы

1. Задача:

При строительстве автомобильной дороги длиной 1 км, шириной проезжей части 7,5 м толщина щебеночного основания составляет 20 см. Коэффициент уплотнения щебня 1,2, коэффициент возможных потерь 1,04. Щебень гранитный со средней плотностью 2670 кг/м³.Насыпная плотность 1550 кг/м³. Сколько потребуется щебня и железнодорожных вагонов для его перевозки? Какова пустотность в щебне, отгружаемом в вагоны?

Решение: Объем щебеночного основания в уплотненном состоянии

V_уп = 1000 ^. 7,5 ^. 0,20 = 1500 м³.

Объем щебня в рыхлонасыпном состоянии

V_рыхл = 1500 ^.1,2 = 1800 м³.

Расход по объему

Щ_v = 1800 ^. 1,04 = 1872 м³.

Расход по массе

Щ_m = 1872 ^. 1550 = 2901600 кг = 2902 т.

Необходимое количество 60-тонных железнодорожных вагонов

n = 2902/60 = 48,3, т. е. 49 шт.

Пустотность щебня в вагоне

V^пуст = (1 - ) ^.100 = (1 - ) ^. 100 = 42 %.

2. Задача.

Ширина проезжей части автомобильной дороги составляет 7,5 м, толщина щебеночного основания 20 см. Коэффициент уплотнения щебня 1,2, коэффициент потерь 1,04. Имеется 100 60 – тонных вагонов щебня, пустотность которого 45 %, а средняя плотность зерен (без пустот) 2670 кг/м³. Сколько погонных метров основания можно построить?

Решение: В формулу для определения пустотности

V^пуст = (1 - ) ^. 100 %

Подставляем известные значения величин:

45 = (1 - /2670) ^. 100, тогда = 1470 кг/м³.

Объем щебня в вагоне

V_щ = 60000/1470 = 40,8 ≈ 41 м³.

Объем поставляемого щебня

V_щ = 100 ^. 41 = 4100 м³.

Объем устраиваемого щебеночного основания

V_осн = 4100/(1,2 ^. 1,04) = 3285 м³.

Количество погонных метров щебеночного основания

L = 3285/(7,5 ^. 0,2) = 2190 м.

3. Задача.

При испытании на сжатие образца-кубика осадочной горной породы со стороной а = 5 см максимальное давление по манометру гидравлического пресса р = 2 МПа. Диаметр поршня пресса D = 38 см. На преодоление вредных сопротивлений ненагруженного поршня данного пресса затрачивается сила N₁ = 4100 Н, а в процессе нагружения поршня расходуется N₂ = 0,002 р. Определить разрушающее усилие F_р, предел прочности при сжатии образца горной породы и ее марку.

Решение: Разрушающее усилие

N_р = ρπD²/4 – N₁ – N₂ = р ^. 3,14 ^. 0,38²/4 – 4100 – 0,002 р = 0,1133 р – 4100 – 0,002 р = 0,1113 р – 4100 = 0,1113 ^. 2 ^. 10⁶ – 4100 = 218500 Н = 218,5 кН.

Предел прочности при сжатии

R_сж = N_р/А = 218500/0,05² = 87 ^. 10⁶ Па = 87 МПа.

Следовательно, марка горной породы – «800».

6.3. Керамические материалы.

1.Задача.

При испытании кирпича пластического формования получены следующие результаты: среднее значение предела прочности при сжатии 16 МПа; минимальный предел прочности при сжатии отдельных образцов 12,5 МПа; предел прочности при изгибе 2,9 МПа; минимальный предел прочности при изгибе отдельных образцов 1,6 МПа; количество кирпича с отклонениями по внешнему виду, превышающими допускаемое, равно 8%. Установить марку кирпича и оценить его качество (таблица требований к прочности кирпича по ГОСТ 530-95 приведена в приложении ).

Решение: Кирпич по пределу прочности при сжатии и изгибе относится к марке «150». Однако он не удовлетворяет требованиям ГОСТ 530-2007 (приложение) по внешнему виду и поэтому приемке не подлежит.