Встановлення залежності щільності сухого ґрунту від його вологості при трамбуванні зразків.
1. Прилад СоюздорНИИ для стандартного ущільнення ґрунтів; 2. Ваги для вимірювання маси частин приладу з граничним значенням 10 кг і похибкою 1г; 3. Ваги лабораторні для визначення вологості грунту з похибкою 0,01; 4. Ступка фарфорова з гумовим товкачем; 5. Шафа сушильний; 6. Сито з отворами 10мм; 7. Ексикатор; 8. Мірні циліндри 100 і 500 мл .; 9. Штангенциркуль; 10. Ніж лабораторний; 11. Бюкси для зважування.
Підготовка приладу до роботи:
Підготовка приладу до випробування повинна здійснюватися в наступній послідовності:
Встановлюють циліндр в піддон, що не затискаючи його гвинтами;
Встановлюють кільце на бортик циліндра;
Затискають циліндр поперемінно гвинтами піддону і кільця;
Перевіряють розміри циліндра штангенциркулем; при цьому внутрішній діаметр і глибина повинні бути рівні відповідно 100 і 127 мм.
Визначають масу m4 зібраного контейнера (циліндр з піддоном і кільцем) з похибкою до 1 г і заносять дані в журнал;
Встановлюють зібраний контейнер приладу на жорстке нерухоме підставу масою не менше 50 кг.
1. Пробу грунту масою m3 = 2,5 кг, попередньо висушену до повітряно-сухого стану і розтерту в ступці товкачиком з гумовим наконечником, просівають через сито 10мм. Із зерен, що пройшли крізь сито, відбирають проби по 30 г для визначення вологості W1.
2. дозволожувати проби до початкової вологості (W3), прийнятої рівною 4% для піщаних, гравійних грунтів і 8% для глинистих ґрунтів. Необхідна для зволоження проби грунту кількість води Q визначають за формулою.
де W1 - вологість проби грунту до дозволоження.
3. Вводять необхідну кількість води і ретельно перемішують грунт.
4. Підготовлену пробу грунту шарами завантажують в циліндр приладу, притискуючи грунт трамбівкою. Кожен шар повинен мати висоту 5-6 см і ущільнюватися 40 ударами вантажу, при цьому стрижень трамбування утримується у вертикальному положенні. Перед укладанням третього шару на циліндр одягають насадку. Після ущільнення насадку знімають і зрізають грунт врівень з торцем циліндра. Товщина шару, що зрізається грунту не повинна бути більше 10 мм. При більшій товщині необхідно випробування повторити.
5. Визначають масу контейнера з грунтом (m5) з похибкою до 1г і розраховують щільність вологого зразка грунту # 947; з похибкою до 0,01 г / см 3 за формулою
де V - ємність циліндра, що дорівнює 1000 см 3.
6. Знімають піддон і кільце, розкривають циліндр і витягають ущільнений зразок грунту, з верхньої, середньої і нижньої частин відбирають по одній пробі в 30 г для визначення вологості.
7. Видалений з циліндра грунт приєднують до залишився в чашці, розтирають, перемішують і підвищують вологість проби, потім такжезакладивают його в прилад. Випробування вважається закінченим, якщо грунт перестає ущільнюватися і при ударах вантажу починає вичавлювати з приладу.
8. Результати випробувань записуються в таблицю 11. За отриманими в результаті випробування значень щільності і вологості ущільнених зразків визначають щільність скелета грунту # 947; ск з похибкою до 0,01 г / см 3 за формулою:
9. За отриманими даними будують графік рис.5 залежності щільності скелета від вологості грунту. Знаходять максимум отриманої залежності і відповідні йому величини максимальної щільності скелета ґрунту # 947; макс і оптимальної влажності.Wопт.
Рис.7 Схема приладу СоюздорНИИ для стандартного ущільнення ґрунтів: 1. піддон; 2. роз'ємний циліндр ємністю 1000 см 3; 3. кільце; 4. насадка; 5. ковадло; 6. вантаж, масою 2,5 кг; 7. направляючий стрижень; 8. обмежувальне кільце; 9. затискні гвинти.
Визначення щільності сухогогрунта
РОЗДІЛ ТЕХНОЛОГІЇ ДОРОЖНЬОГО БУДІВНИЦТВА
Лабораторна робота № 9
МЕТОДИКА ПРИСКОРЕНОГО ВИЗНАЧЕННЯ МАКСИМАЛЬНОЮ СТАНДАРТНОЇ ЩІЛЬНОСТІ І ОПТИМАЛЬНОЇ ВОЛОГОСТІ грунтів, укріплених неорганічними в'яжучими МАТЕРІАЛАМИ.
При певній оптимальної вологості грунту, змішаного з в'язким, швидкотверднучі в'яжучі типи цементу вносять певні спотворення в результати випробувань. Час початку твердіння цементу і грунту залежить від дисперсності ґрунту, його мінералогічного і хімічного складу. Певний вплив чинить також склад цементу і його кількість. Вплив грунту на характер твердіння цементогрунтових сумішей можна оцінити за кількістю глинистих частинок. Так, при обробці цементом глин процес твердіння суміші починається раніше, ніж при обробці пісків.
Повільнотвердіючими в'яжучий типу зол-винесення також впливає на результати стандартних випробувань, хоча і в меншій мірі.
У зв'язку з встановленим явищем розроблена спеціальна прискорена методика визначення максимальної стандартної щільності і оптимальної вологості сумішей грунтів з в'яжучими. За цією методикою максимальну щільність укріпленого грунту пропонується визначати або одноразовим ущільненням в приладі стандартного ущільнення при оптимальній її вологості через певний проміжок часу (наприклад через 2 години) після зволоження або ж розрахунковим шляхом. Оптимальну вологість суміші при цьому визначають розрахунковим шляхом за значенням оптимальної вологості вихідного грунту. В основу розрахунку максимальної щільності і оптимальної вологості укріпленого грунту покладені параметри стандартного ущільнення вихідного грунту. (Див. Лабораторну работу№ 9).
1. Технічні ваги; 2. Алюмінієві бюкси; 3, Сушильна шафа з термометром і терморегулятором; 4. Ексикатор з зневоднених хлористим кальцієм (без поглинання вологи); 5. Шпатель.
Техніка виконання роботи:
1.Методіка прискореного визначення оптимальної вологості і максимальної щільності суміші грунту з мінеральними в'яжучими (цемент, сланцева зола-винесення.).
Відповідно до методики, викладеної в лабораторній роботі № 9 визначають Wопт і # 947; ск.макс вихідного грунту або матеріалу.
Оптимальну вологість суміші грунту з терпкими Wопт см визначають за формулою:
де а- поправочний коефіцієнт, що приймається за табл.13 (в залежності від виду в'яжучого матеріалу).
Wопт - оптимальна вологість вихідного грунту. Оптимальна вологість може бути також встановлена розрахунковим шляхом по вологості кордону плинності:
де # 945; - 0,75-0,7 - (пісок і супісок легка)
0,6 0,55 - (важка супісок, легкі суглинки)
0,5-0,45 - (важкі суглинки, глини);
або по вологості межі розкочування (Wр,%)
де в - 1-2 (важка супісок, легкі суглинки), 2-3 (важкі суглинки, глини).
Максимальну щільність суміші грунту з мінеральними в'яжучими # 947; ск.макс можна розрахувати за формулою:
де кг поправочний коефіцієнт, що приймається за табл.14;
# 947; ск.макс максимальна щільність вихідного грунту.
Для визначення # 947; ск.макс см досвідченим шляхом беруть наважку грунту в кількості 2 кг і додають в грунт необхідну кількість в'яжучого. Після перемішування грунту з в'яжучим додають в суміш воду в кількості, встановленому за формулою (21) з урахуванням гигроскопической вологості вихідного грунту. Суміш ретельно знову перемішують і витримують у вологому середовищі протягом наступного часу:
Для суміші грунту з цементом - 1,5 год;
Для суміші зв'язного грунту зі сланцевої землею-уносом - 5-6 ч;
Для суміші незв'язного грунту з золою - 24г.
Після закінчення зазначеного часу проводять одноразове ущільнення суміші у великому приладі стандартного ущільнення (120 ударів на 3 шари суміші). Отримані значення середньої щільності скелета беруть за максимальну щільність укріпленого грунту # 947; ск.макс см
значення коефіцієнта # 945;
значення коефіцієнта # 945; для суміші грунту