Определение максимальной плотности грунтов. Максимальная (оптимальная) плотность грунта Максимальная плотность глинистого грунта

Для грунта, находящегося в трехфазном состоянии (скелет + вода + воздух), без учета его структурных особенностей единичный объем составит:
ρск/ρ+Wρск/100+σ/100=1,
где ρ - плотность грунта, г/см 3 ; W - влажность грунта, %; σ - объем воздуха, остающийся в порах грунта после уплотнения, %; 1-единичный объем грунта (1 см 3); ρск - плотность сухого грунта, г/см 3 .

Отсюда, основную характеристику уплотнения грунта (в сухом состоянии), т. е. его плотность определяют по формуле
ρск =(1-σ) ρ/(100+Wρ).

Плотность грунта, влажность и содержание воздуха зависят от его генезиса, степени дисперсности, природных условий местности, нагрузки от колес автомобилей и ряда других факторов. Плотность пылеватой супеси составляет 2,66 г/м 3 , легкой - 2,68, легкого пылеватого суглинка - 2,69 и тяжелого суглинка - 2,71, пылеватой глины -2,72 и жирной глины -2,71. В зависимости от зернистости грунтов изменяется и содержание воздуха: в песчаных грунтах - 8-10 %, в супесчаных -6-8 %,
в суглинках, в том числе и черноземных, - 4-5 % и в жирных глинах - 4-6 %.

Влияние влажности значительнее для более дисперсного грунта. Высокодисперсные грунты широко распространены в СССР. Такие грунты обладают большой удельной поверхностью, высоким значением влагоемкости и морозного пучения и т. д. (гл. 7.2).

Оптимальная влажность Wо - влажность, соответствующая максимальной плотности грунта ρmax при наименьшей затрате энергии на уплотнение. При такой влажности вода в порах грунта находится в адсорбированном состоянии и пористость соответствует объему воды, находящейся в ней, т. е. грунт представляет собой, согласно механике грунтов, грунтовую массу (см. рис. 11.2).

Рис. 11.2. Зависимость между влажностью и плотностью сухого грунта
Зоны; А - с влажностью менее оптимальной; Б - с оптимальной влажностью; С - с влажностью выше оптимальной

В СССР разработан стандартный метод определения значений Wо и ρmax, подробно рассматриваемый в курсе грунтоведения и механики грунтов. Характерные для стандартного уплотнения графики зависимости плотности сухого грунта от влажности представлены на рис. 11.3.


Рис. 11.3. Влияние уплотняющей энергии и влажности на плотность сухого грунта 1 - метод стандартного уплотнения (СССР); 2 - усиленное уплотнение по модернизированному методу Проктора (США); 3 - линия с грунтовыми порами, заполненными капиллярной водой (грунтовая масса)

Если затратить больше энергии на уплотнение, то снизится объем защемленного воздуха и воды, а потому повысится плотность грунта. Кривые зависимости между плотностью и влажностью будут располагаться ближе к верхнему левому углу графика. Соединив между собой точки наибольших значений плотности сухого грунта рек, получим прямую под углом а к горизонтали, характеризующую ход изменения оптимальной влажности (см. рис. 11.3). Для повышения модуля упругости грунтов во многих странах стремятся повысить требования к плотности. В частности, в США грунты уплотняют при меньшем значении оптимальной влажности, чем в СССР, за счет большей затраты энергии на уплотнение (кривая 2). Но при увеличении влажности выше оптимального значения резко снижается плотность сухого грунта, причем характер снижения совершенно одинаков независимо от энергии, затраченной на уплотнение (кривые 3).

Максимальная плотность грунта по методу стандартного уплотнения . Критерий «максимальная плотность» соответствует механическому уплотнению, например, связанных грунтов, когда вся вода в них находится в адсорбированном состоянии и пористость соответствует объему поровой воды. Из анализа рис. 11.3 видно, что метод стандартного уплотнения является условным. Прочностные характеристики (модуль упругости грунта E0, трение φ и сцепление С, установленные при плотности, соответствующей методу стандартного уплотнения, значительно ниже, чем, например, по модернизированному методу Проктора *, применяемому в США и других странах (рис. 11.4). Согласно этому методу грунт уплотняют при значительно большей затрате энергии, чем у нас.


Рис. 11.4. Влияние влажности и метода уплотнения на прочностные характеристики связных грунтов 1 - метод уплотнения, принятый в США (модернизированный метод Проктора); 2-метод стандартного уплотнения (СССР); ϕ - трение; с - сцепление; Е0 -модуль упругости грунта

Коэффициент уплотнения связного грунта по модернизированному методу, равный, предположим, Ко=1, соответствует методу стандартного уплотнения Ко=1,1 т. е. требования к плотности грунтов более жесткие, чем в СССР.

* Модернизированный метод широко применяют во многих странах. От нашего метода стандартного уплотнения он отличается тем, что грунт уплотняют хотя и в таком же металлическом стакане, но гирей массой 4,55 кг в 5 слоев с общим количеством ударов 125. У нас же сбрасывают гирю массой всего 2,5 кг и уплотняют грунт в 3 слоя.

Лабораторная работа №5

Общие положения. При проектировании и строи­тельстве земляных сооружений из песчаных и глинистых пород необходимо обеспечить наибольшую их устойчивость и прочность. Это достигается уплотнением пород (укаткой, трамбованием, виброуплотнением) до максимальной плотности при оптимальной влаж­ности.

Грунт в насыпи находится в трехфазной состоянии (грунт + воздух + вода), и уплотнение его происходит за счет перемещения грунтовых частиц и сопровождаются вытеснением воздуха из пор. При одинаковой затрате усилий уплотнение зависит от влажности грунта.

Маловлажные грунты уплотняются плохо, так как грунтовые агрегаты (комочки) при этом обладают высокой прочностью, между частицами грунта развивается трение, препятствующее их взаим­ному перемещению в процессе уплотнения. С повышением влажности до определенного предела плотность скелета грунта увеличи­вается. Насыщенные водой грунты трудно уплотнить по другой причине. Уплотняющее воздействие (удар трамбовки, проход кат­ка и т.п.) обычно кратковременно. Поэтому нагрузка восприни­мается, главным образом, поровой водой, которая не успевает отжаться из грунта, а скелет грунта не успевает включиться в работу.

Влажность грунта, при которой достигается заданное его уплотнение при наименьшей затрате уплотняющей работы, называ­ется оптимальной.

При оптимальной влажности можно достичь наибольшего уплот­нения, поскольку в этом случае комочки разрушаются относитель­но легко частицы грунта, имея на контактах смазку в виде пленки воды, смещаются друг относительно друга и более компак­тно укладывается в объеме грунта. При оптимальной влажности часть порового объема заполнена воздухом, который сжимается и не препятствует уплотнению.

Оптимальная влажность зависит от состава грунта, харак­тера уплотняющего воздействия, его интенсивности и количества затраченной на уплотнение работы. Например, оптимальная влажность супесей составляет 9 – 15%, суглинков 15-22% и т.д. Чем интенсивнее уплотнявшее воздействие (скажем, больше вес катка), тем ниже оптимальная влажность.

Строительные нормы (СНиП П-Д.5-72) требуют, чтобы уплот­нение грунтов при укладке в тело насыпи автодороги производилось при оптимальной влажности. Если влажность ниже оптимальной, при­ходится прибегать к искусственному увлажнению грунта; выше опти­мальной - просушиванию.

Оборудование. Прибор стандартного уплотнения (рис.4, табл.11). Сито с отверстиями диаметром 5 мм; тарелочные и технические весы с набором гирь и разновесов; бюксы для определения влаж­ности; мерный цилиндр; противень с воздушно-сухими грунтом; нож; совок; шпатель; сушильный шкаф; ступка с пестиком; метал­лическая чашка емкостью 3-4 л для приготовления грунтовой смеси.



Таблица 11

Характеристика прибора стандартного уплотнения

Рис. 4. Cхема прибора Союздорнии для стандартного уплотнения

1 - подстаканник; 2 - разъемный цилиндр; 3 - насадка; 4 - ограни­чительное кольцо; 5 - стойка с уплотнителем; 6 - груз; 7 - зажимное кольцо; 8 - зажимной винт

Подготовительные работы

1. Отбирают пробу воздушно-сухого грунта массой 3,0-3,5кг.

2. Если в грунте имеется комки, их предварительно измель­чают в ступке.

3. Отобранную и измельченную пробу грунта просеивают через сито с отверстиями 5 мм.

4. Производится сборка прибора. Половинки рабочего ци­линдра соединяют, на них надевают неразъемный цилиндр и в таком виде цилиндр укрепляют в поддоне прибора сильной затяжкой винтов, так, чтобы плоскость разъема была перпендику­лярна оси зажимных винтов.

5. Взвешивают на тарелочных весах пустой прибор стандар­тного уплотнения,

6. Смазывают внутреннюю часть цилиндра техническим вазе­лином.

Ход работы .

1.B металлическую чашку отвешива­ют пробу воздушно-сухого грунта, просеянного через сито, в количестве 3,0 кг.

2. Определяютколичество воды, которое необходимо добавить к исходной навеске грунта для получения следующих влажностей: 1, 6, 8, 10, 12, 14%, используя формулу

где g-масса грунта, подлежащего увлажнению, г; W- требуемая влажность; W 1- влажность грунта в исходном состоянии, %.

В лабораторной работе для повышения влажности на 2-3%добавить 50 г воды.

3. В чашку с грунтом с помощью мензурки добавляют, тре­буемое количествоводы с одновременный тщательны перемещением до равномерного увлажнения.

4. Рабочий объем цилиндра прибора заполняют увлажненным грунтом на одну треть высоты цилиндра.

5. В цилиндр вставляют пуансон со штоком и трамбовкой.

6. Производят стандартное уплотнение (см.табл. II).

7. Снимается шток с трамбовкой и в цилиндр добавляется грунт до двух третей его высоты. Производится уплотнение аналогично п.6.

8. Снимают шток с трамбовкой, устанавливают, насадку и в цилиндр укладывают, новый объем грунта. Укладку грунта следует прекратить, когда поверхность грунта будет превышать верхнюю кромку разъемного цилиндра примерно на 10 им. Уплотне­ние грунта аналогично п.6.

9. После окончания уплотнения с цилиндра снимают шток с трамбовкой, насадку и выступающий грунт осторожно срезают ножом по верхней кромке.

10. Прибор с уплотненным грунтом взвешивают на тарельча­тых весах с точностью до I г.

11. Грунт из цилиндра высыпают обратно в чашку, перемеши­вают и отбирают пробу массой 10-15 г для определения влаж­ности термостатным методом.

12. Результаты опыта заносят в табл.12.

13. Весь грунт, как после опыта, так и первоначальный перемешивают

14. Операции, описанные в п.п. 3-12, повторяют 5 раз с добавлением каждый раз 50 г воды.

Результаты определения.

I. По данный определения для каждого опыта определяют влажность, плотность влажного и плотность скелета грунта по формулам:

влажность грунта

где g в - масса влажного грунта, г; g с - масса сухого грунта, г; g б - масса бюксы, г.

плотность грунта

где Р 1 - масса цилиндра с уплотненным грунтом, кг; Р 2 - мас­са пустого цилиндра, кг; V - объем цилиндра, м 3 ; Плотность скелета грунта

2. Строится график зависимости плотности скелета грунта от влажности при уплотнении (рис.5). Масштабы графика:

по оси ординат I см = 0,02 г/сн 3 (плотность скелета);

по оси абсцисс I см = 2% (влажность).

3. По графику определяет величину оптимальной влажности -на переломе кривой., которой соответствует максимальная стан­дартная платность.

4. Определяют требуемую плотность грунта:

,

где К 0 - минимальный коэффициент уплотнения К = 0,8-1,0. Все данные определения заносят в табл.12.

Рис. 5. График зависимости плотности скелета грунта от влажности при уплотнении

Таблица 12

Форма записи данных при определении оптимальной влажности и максимальной плотности грунта

Грунт_______________________________________________

Навеска грунта_______________________________________

Число "ударов________________________________________

Количество добавляемой воды__________________________

  • 3 Транспортные работы и строительство сооружений поверхностного водоотвода.
  • 4. Подготовка строительной площадки. Срезка растительного грунта, планировка территории.
  • 5. Склады и правила хранения материалов и изделий.
  • 6. Устройство котлованов под фундаменты оголовков и звеньев трубы.
  • 7. Строительство фундаментных подушек и подготовок из песка, щебня и гравия, а так же их смесей.
  • 8. Строительство фундаментов из монолитного бетона.
  • 9. Монтаж сборных фундаментов.
  • 10. Монтаж бетонных и железобетонных труб
  • 11. Монтаж секций гофрированных металлических труб
  • 12. Гидроизоляция стыков между звеньями.
  • 13. Приготовление битумной мастики для гидроизоляционных работ. Обмазочная гидроизоляция труб.
  • 14. Обратная засыпка трубы грунтом.
  • 1, 2И т.Д. - номера слоев в технологическом порядке их отсыпки;1- граница максимального приближения скатов катка к трубе;2- грунт, уплотняемый ручными механизированными
  • 1, 2 (В кружках) и т.Д. - номера слоев в технологическом порядке их отсыпки.
  • Технология и организация работ по сооружению земляного полотна
  • 15. Пригодность и правила укладки грунтов в насыпь земляного полотна
  • Правила укладки грунтов в насыпь.
  • 16. Возведение насыпей из грунтов боковых резервов бульдозерами
  • 17. Возведение насыпей из грунтов боковых резервов скреперами
  • 18. Принципы выбора типа ведущих машин для сооружения земляного полотна
  • 19. Факторы, влияющие на производительность землеройно-транспортной ма­шины.
  • 20. Технология послойного уплотнения грунтов и требования к плот­ности грунтов в насыпях
  • 21. Оптимальная влажность грунта и методика её определения
  • 22. Методы контроля качества уплотнения грунтов
  • 23. Способы разработки выемок экскаваторами с транспортированием грунта в насыпь и кавальер
  • 24. Способы отсыпки насыпей земляного полотна
  • 25. Разработка выемок и отсыпка смежных насыпей бульдозерами
  • 26. Возведение насыпей, разработка выемок и грунтовых карьеров скре­перами
  • 27. Разбивка земляного полотна в насыпи и выемке. Геометриче­ский контроль качества строительства. Допуски
  • Технология и организация работ по строительству дорожной одежды
  • 28. Дорожная одежда. Классификация. Конструктивные слои дорожной одежды
  • 29. Строительство дорожных одежд низших типов
  • 30. Строительство оснований и покрытий из грунтов, укрепленных минеральными вяжущими материалами
  • 31. Строительство оснований и покрытий из грунтов укрепленных органическими вяжущими материалами
  • 32. Устройство щебёночных оснований по способу пропитки и полупропитки
  • 33. Строительство оснований из щебня
  • 34. Понятия: асфальтобетонная смесь, асфальтобетон. Классификация асфальтобетонных смесей
  • 35. Технология устройства асфальтобетонного покрытия
  • 36. Понятия: щебёночно-мастичная асфальтобетонная смесь, щебёночно-мастичный асфальтобетон, стабилизирующая добавка. Классификация.
  • 37. Технология устройства щебёночно-мастичных асфальтобетонных покрытий
  • 38. Строительство сборных железобетонных покрытий и оснований.
  • 39. Строительство монолитных покрытий и оснований с использованием комплекта машин со скользящей опалубкой
  • 40. Строительство монолитных бетонных покрытий в сборной опалубке
  • 41. Устройство температурных швов в цементобетонном покрытии
  • 42. Устройство деформационных швов в свежеуложенном бетоне
  • 43. Устройство деформационных швов в затвердевшем бетоне
  • 44.Уход за свежеуложенным бетоном
  • 45.Назначение и технология устройства поверхностных обработок
  • 46. Классификация работ по ремонту и содержанию дорог общего пользования
  • 47. Снегозаносимость дорог. Способы защиты от снежных заносов
  • 48. Виды зимней скользкости. Способы борьбы
  • 49. Методы оценки опасных участков дорог
  • 50. Подсистема «автомобиль – дорога». Основные показатели, определяющие взаимодействие автомобиля и дороги и их характеристики
  • 56. Способы уширения земляного полотна насыпи и выемки
  • 57. Технология работ по уширению земляного полотна в насыпи и выемке. Требования к земляному полону в местах уширения
  • 58. Причины возникновения и мероприятия по устранению пучинообразования на дорогах
  • 68. Предприятия дорожного строительства, состав и принципы их размещения
  • Рекомендуемая литература по дисциплинам кафедры Строительство и эксплуатация дорог Основная
  • Дополнительная
  • 21. Оптимальная влажность грунта и методика её определения

    Эффективное уплотнение грунта возможно при значениях естественной (фактической) влажности грунта, близкой к значениям оптимальной. Оптимальная влажность – влажность грунта, при которой достигается максимальная плотность сухого грунта (скелета грунта) при стандартном уплотнении.

    Значение оптимальной влажности определяется в лабораторных условиях или примерно рассчитывается по значению влажности на границе текучести W т :

    где – переходный коэффициент, зависящий от вида грунта

    Максимальная плотность является основной исходной характеристикой при назначении коэффициента уплотнения грунта в теле насыпи и контроле качест­ва уплотнения.

    Опти­мальная влажность служит одним из критериев для оценки возможности и методов использования грунта для от­сыпки насыпи, а также яв­ляется важным параметром технологи­ческого процесса уплотнения.

    Испытание проводится в приборе Союздорнии для стандартного уплотне­ния.

    Рисунок 25 – Схема прибора Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов

    1– поддон; 2 – разъемный цилиндр емкостью 1000см 3 ; 3 – кольцо;

    4 – насадка; 5–наковальня; 6 – груз массой 2,5кг;

    9 – зажимные винты.

    По полученным в результате испытаний значениям плот­ности и влажности уплотненных образцов определяют плотность скелета (сухого) грунта ( ск) с погрешностью до 0,01 г/см 3


    Строят график зависимости плотности скелета от влажнос­ти грунта, откладывая по оси абсцисс влажность уплотненных образцов в масштабе 1 см –2%, а по оси орди­нат – плотность скелета грунта в масштабе 1 см – 0,05 г/см 3 . На­ходят максимум полученной зависимости и соответствующие ему величины максимальной плотности скелета грунта ( ск) на оси ординат и оптимальной влажности (W опт) на оси абсцисс.

    Точность считывания значений должна быть для макс – 0,01 г/см 3 , а для W опт – 0,1%.

    Рисунок 26 - Пример построения графика зависимости плотности скелета грунта

    от влажности при стандартном уплотнении

    22. Методы контроля качества уплотнения грунтов

    При операционном контроле качества уплотнения грунтов допускается (СНиП 3.06.03-85) использовать ускоренные и полевые экспресс-методы и приборы.

    В полевых условиях плотность и влажность грунтов можно опреде­лять

    1– по принципу объемно-весового метода с помощью модернизирован­ного плотномера-влагомера Н. П. Ко­валева (для связных грунтов).

    Рисунок 27 - Плотномер-влагомер Н. П. Ковалева

    Основной частью прибора является поплавковое устройство. Оно состоит из корпуса 7 с трубкой 3, на которой нанесены применительно к различным грунтам четыре шкалы. Одна шкала (р ) предназначена для определения плотности их скелета р ск: "Ч" – гумусовых, "П" – песчаных и "Г" – глинистых грунтов. Заканчивается трубка крышкой 2.

    Внутри трубки находится тарировочный груз 6. Для обеспечения устойчивости поплавка в вертикальном положении к нему с помощью стоек 8 прикреплен поддон 9 в виде массивного диска. Поплавко­вое устройство находится в футляре-резервуаре 4 как при испытаниях, так и в транспортном положении.

    При определении плотности влажного грунта в резервуар за­ливают воду до зафиксированной внутренней отметки уровня 5 и опус­кают поплавок без сосуда 10. На крышку поплавка устанавливают ре­жущее кольцо 1 с пробой грунта, взя­той из земляного полотна, и по уров­ню воды на шкале определяют плот­ность (г/см 3) влажного грунта.

    Для определения плотности ске­лета пробу грунта высыпают из режу­щего кольца в сосуд 10, наливают в него воду и тщательно перемешивают до ликвидации комков. После выхода пузырьков воздуха из разжиженного грунта сосуд устанавливают на под­дон, поплавок погружают в воду и по шкале, соответствующей виду грун­та, определяют плотность его ске­лета.

    Влажность грунта определяют по специальным номограммам или по формуле

    2 – Методом лунки (методом замещения объема)(для несвязных, мерзлых и крупнообломочных грунтов).

    На уплотненном слое грунта вы­равнивают небольшую площадку и выкапывают лунку глубиной 3 /4 толщины слоя и объемом 6-10 л.

    Грунт из лунки тщательно собира­ют и определяют его массу.

    Для определения объема лунки над ней устанавливают двойную жестяную воронку (рисунок 28).

    Рисунок 28 - Определение плотности грунта ме­тодом лунки

    В лунку и нижнюю воронку засыпают сухой песок с зернами размером до 2 мм (не содержащий глинистых и пылеватых частиц) с помощью мер­ного цилиндра вместимостью 0,1 - 0,25 л без встряхивания.

    Вычитая из общего объема засыпанного песка его объем, находящийся в воронке, получают объем песка в лунке, т. е. объем лунки. Плотность грунта полу­чают из отношения массы извлечен­ного из лунки грунта к объему лунки.

    Влажность грунта определяют способом его высушивания до посто­янной массы. Плотность скелета грунта определяют по формуле

    3 – Дина­мический зонд (динамический пенетрометр)

    Прибор состоит из штанги 5 с конусным наконеч­ником, направляющей 3 с ограни­чителем высоты подъема гири и руко­яткой 1, наковальни 4 и гири 2. Масса гири 2,5 кг, площадь основа­ния конуса 2 см 2 , глубина зондиро­вания 30 см от поверхности слоя.

    При испытаниях прибор устанав­ливают вертикально и забивают гирей конусный наконечник. После забивки конуса на 20 см фик­сируют количество ударов, необходи­мых для погружения конусного на­конечника на последние 10 см глу­бины. После забивки наконечника на 30 см прибор с помощью ручек извле­кают и приступают к испытаниям в следующей точке. При необходимос­ти проведения в одном месте несколь­ких параллельных испытаний рас­стояние между точками зондирования должно быть не менее 30 см.

    Качество уплотнения оценивают по условному динамическому сопро­тивлению грунта.

    Для определения плотности грун­та используют градуировочные гра­фики или корреляцион­ные зависимости.

    Рисунок 29 - Динамический плотномер

    При операционном контроле качества сооружения земляного полотна плотность грунта следует контролировать (СНиП 3.06.03-85) в каждом технологическом слое по оси земляного полотна и на расстоянии 1,5-2,0 м от бровки, а при ширине слоя более 20 м - также в промежутках между ними.

    Контроль плотности грунта необходимо производить на каждой сменной захватке работы уплотняющих машин, но не реже чем через 200 м при высоте насыпи до 3 м и не реже чем через 50 м при высоте насыпи более 3 м.

    Контроль плотности верхнего слоя следует производить не реже чем через 50 м.

    Дополнительный контроль плотности необходимо производить в каждом слое засыпки пазух труб, над трубами, в конусах и в местах сопряжения с мостами.

    Контроль плотности следует производить на глубине, равной 1/3 толщины уплотняемого слоя, но не менее 8 см.

    Отклонения от требуемого значения коэффициента уплотнения в сторону уменьшения допускаются не более чем в 10 % определений от их общего числа и не более чем на 0,04.

    Контроль влажности используемого грунта следует производить, как правило, в месте его получения (в резерве, карьере) не реже одного раза в смену и обязательно при выпадении осадков.

    ГОСТ 22733-77

    Группа Ж39

    ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ СОЮЗА ССР

    МЕТОД ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ

    Soils. Method for laboratory
    determination of maximum density

    Дата введения 1978-07-01

    УТВЕРЖДЕН И ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ Постановлением Государственного комитета Совета Министров СССР по делам строительства 30 сентября 1977 г. N 150

    Переиздание. Октябрь 1987 г.

    Настоящий стандарт распространяется на глинистые, песчаные и гравийные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности скелета грунта и оптимальной влажности грунта, используемых при назначении требуемой плотности грунтов, а также при контроле влажности уплотняемых грунтов и качества уплотнения их в земляных сооружениях и основаниях зданий и сооружений.

    Стандарт не распространяется на грунты, содержащие более 30% зерен крупнее 10 мм, а также на заторфованные грунты.

    1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

    1.1. Метод заключается в установлении зависимости плотности скелета грунта от его влажности при трамбовании образцов с постоянной затратой работы на их уплотнение и в определении по этой зависимости

    Влажность, при которой достигнута максимальная плотность скелета грунта, является оптимальной

    1.2. Для установления зависимости плотности скелета грунта от его влажности проводят серию отдельных испытаний грунта на уплотнение с последовательным увеличением его влажности. Результаты испытаний представляют в виде графика. Количество отдельных испытаний для построения графика должно быть не менее шести, а также достаточным для выявления максимального значения плотности скелета грунта.

    1.3. Испытание грунтов осуществляют в приборе Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов (см. приложение 1) путем послойного трамбования грунта ударами груза массой 2,5 кг, падающего с высоты 300 мм; при этом общее число ударов должно составить 120.

    1.4. Все результаты, получаемые в процессе подготовки и испытаний грунта, должны заноситься в журнал определения максимальной плотности скелета грунта по форме, приведенной в приложении 2.

    2. ОТБОР ПРОБ ГРУНТА

    2.1. Пробы грунта (образцы нарушенного сложения) следует отбирать в естественных и искусственных обнажениях и горных выработках из однородного по виду слоя грунта согласно требованиям ГОСТ 12071-84 . Масса пробы грунта должна быть не менее 10 кг. Каждая отобранная проба грунта должна быть снабжена данными о наименовании объекта, мощности данного слоя, глубине, месте и дате отбора грунта, а также наименования грунта по визуальному определению.

    3. АППАРАТУРА

    3.1. Для проведения испытаний требуются следующие приборы, оборудование и инструменты:

    прибор Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов;

    весы настольные гирные или циферблатные по ГОСТ 23711-79;

    весы лабораторные по ГОСТ 24104-80 ;

    гири по ГОСТ 7328-82 ;

    машина растирочная (бегуны лабораторные) или ступка № 7 (диаметром по верху 240 мм) с пестиком, снабженным резиновым наконечником, по ГОСТ 9147-80 ;

    шкаф сушильный;

    сито с отверстиями 10 мм;

    эксикатор типа Э-250 по ГОСТ 25336-82 ;

    чашки металлические емкостью не менее 5 л;

    цилиндры мерные с носиком емкостью 100 и 500 мл по ГОСТ 1770-74 ;

    лопаточка-мастерок;

    линейка металлическая длиной 30 см по ГОСТ 427-75 ;

    штангенциркуль ШЦ-1-125, модель 183 по ГОСТ 166-80 ;

    нож лабораторный;

    стаканчики алюминиевые для взвешивания;

    кисточки.

    Примечание. Допускается применять приборы с параметрами, отличными от прибора Союздорнии, и соответствующим изменением методики, при условии, что для данного вида грунта экспериментально доказана идентичность получаемых при этом результатов с результатами испытаний в приборе Союздорнии.

    4. ПОДГОТОВКА К ИСПЫТАНИЯМ

    4.1. Подготовка грунта

    4.1.1. Подготовка грунта к испытаниям состоит из следующих операций:

    обработка пробы грунта массой 10 кг;

    выделение и подготовка отдельных проб грунта массой 2,5 кг к испытанию.

    4.1.2. Обработка пробы грунта массой 10 кг должна производиться в следующем порядке:

    высушивание в помещении при комнатной температуре до воздушно-сухого состояния, при котором можно производить размельчение и.просеивание грунта;

    размельчение (без дробления зерен) в ступке пестиком с резиновым наконечником или в растирочной машине (лабораторными бегунами);

    просеивание сквозь сито с отверстиями размером 10 мм;

    отбор проб массой не менее 30 г из грунта, прошедшего сквозь сито, для определения влажности -

    взвешивание зерен размером крупнее 10 мм (масса

    и отбор из них проб для определения

    влажности

    и плотности зерен

    4.1.4. Выделение отдельных проб массой 2,5 кг и подготовка их к испытанию должны производиться в следующем порядке:

    перемешивают грунт, прошедший сквозь сито, и распределяют его ровным слоем на листе картона, фанеры или плотной бумаги;

    отбирают их в металлические чашки для испытания;

    отобранные отдельные пробы грунта доувлажняют до исходной влажности

    Принимаемой

    равной 4% для песчаных, гравийных грунтов и 8% для глинистых грунтов. Необходимое для доувлажнения пробы грунта количество воды (Q) определяют по формуле


    вводят в пробы грунта рассчитанное количество воды и одновременно перемешивают грунт лопаточкой-мастерком;

    переносят пробы грунта из чашек в эксикаторы и выдерживают их не менее 2 ч при закрытых крышках эксикаторов.

    4.2. Подготовка прибора

    4.2.1. Подготовка прибора к испытанию должна осуществляться в следующей последовательности:

    устанавливают цилиндр в поддон, не зажимая его винтами;

    устанавливают кольцо на бортик цилиндра;

    зажимают цилиндр попеременно винтами поддона и кольца;

    проверяют размеры цилиндра штангенциркулем; при этом внутренний диаметр и глубина должны быть равны соответственно 100 и 127 мм;

    определяют массу (m(4) собранного контейнера (цилиндр с поддоном и кольцом) с погрешностью до 1 г и заносят данные в журнал (см. приложение 2);

    устанавливают собранный контейнер прибора на жесткое неподвижное основание массой неменее 50 кг.

    5. ПРОВЕДЕНИЕ ИСПЫТАНИЙ

    5.1. Испытания грунта проводят последовательно с отдельными пробами грунта. Влажность пробы при первом испытании должна равняться исходной, установленной в п. 4.1.4. При каждом последующем испытании влажность следует увеличивать на 1-2% для песчаных, гравийных грунтов и 2-3 % для глинистых грунтов. Количество воды для доувлажнения пробы определяют по формуле (2), принимая в ней за m(3) - массу грунта, оставшегося от предыдущего испытания, а за W(1) и W(3) - соответственно влажности, задаваемые при предыдущем и очередном испытаниях.

    5.2. Каждую отдельную пробу следует испытывать не более трех раз. При испытании грунтов, содержащих зерна, легко разрушающиеся при трамбовании, каждую пробу испытывают только один раз.

    5.3. Уплотнение грунта каждой пробы должно выполняться путем последовательного трамбования трех слоев.

    5.4. Испытание грунта надлежит проводить в следующем порядке:

    подготовленную пробу грунта переносят из эксикатора в металлическую чашку, а затем слоями загружают в цилиндр прибора, прижимая грунт трамбовкой. Каждый слой должен иметь высоту 5-6 см и уплотняться 40 ударами груза; при этом стержень трамбовки необходимо удерживать в вертикальном положении. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего слоя взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм. Перед укладкой третьего слоя на цилиндр надевают насадку;

    после уплотнения третьего слоя насадку снимают и срезают выступающую часть образца заподлицо с торцом цилиндра. Толщина слоя срезаемого грунта не должна быть более 10 мм. При большей толщине необходимо провести повторное испытание с уменьшенными толщинами слоев уплотняемого грунта;

    определяют массу контейнера с грунтом

    с погрешностью до 1 г и рассчитывают

    плотность влажного образца грунта

    с погрешностью до 0,01 г/куб.см по формуле

    где V - емкость цилиндра, равная 1000 куб.см;

    снимают поддон и кольцо, раскрывают цилиндр и извлекают уплотненный образец грунта. Из верхней, средней и нижней частей образца отбирают по одной пробе массой не менее 30 г для определения влажности грунта (W) по ГОСТ 5180-84 ;

    извлеченный из цилиндра грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, растирают, перемешивают и взвешивают. Затем повышают влажность пробы согласно п. 5.1. После добавления воды грунт перемешивают, накрывают влажной тканью и выдерживают не менее 15 мин.

    5.5. Второе и последующие испытания грунта на уплотнение должны проводиться в соответствии с пп. 5.2-5.4.

    5.6. Испытания по определению максимальной плотности скелета грунта следует считать законченными тогда, когда с повышением влажности пробы при последующих двух, трех испытаниях на уплотнение происходит последовательное уменьшение значений плотности уплотненных образцов грунта или когда грунт перестает уплотняться и начинает при ударах груза выжиматься из прибора.

    6. ОБРАБОТКА РЕЗУЛЬТАТОВ

    6.1. По полученным в результате испытаний значениям плотности и влажности уплотненных

    образцов определяют плотность скелета грунта

    с погрешностью до 0,01 г/куб.см

    по формуле

    6.2. Строят график зависимости плотности скелета от влажности грунта (см. приложение 3), откладывая по оси абсцисс влажность уплотненных образцов в масштабе 1 см - 2%, а по оси ординат - плотность скелета грунта в масштабе 1 см - 0,05 г/куб.см. Находят максимум полученной зависимости и соответствующие ему величины максимальной плотности скелета грунта

    на оси ординат и оптимальной влажности

    На оси абсцисс.

    Точность считывания значений должна быть для

    0,01 г/куб.см, а для

    Если при построении графика кривая зависимости получается без заметно выраженного пика,

    что может иметь место для песчаных и гравийных грунтов, за

    следует принимать достигнутую

    максимальную плотность скелета грунта, а за

    Наименьшее значение влажности, при которой

    достигается максимальная плотность скелета грунта.

    6.3. Если в грунте содержались зерна крупнее 10 мм, которые перед испытанием согласно п. 4.1.2 были удалены из пробы грунта, то для учета влияния таких зерен на величину максимальной плотности грунта

    необходимо полученные значения

    для части пробы, прошедшей сквозь

    исследуемого грунта в целом (с включением зерен крупнее 10 мм) по формулам:

    Приложение 1. Схема прибора Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов

    ПРИЛОЖЕНИЕ 1
    Обязательное

    1 - поддон;

    2 - разъемный цилиндр емкостью 1000 куб.см; 3 - кольцо; 4 - насадка; 5 - наковальня;
    6 - груз массой 2,5 кг; 7 - направляющий стержень; 8 - ограничительное кольцо; 9 - зажимные винты.

    Приложение 2. ЖУРНАЛ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ СКЕЛЕТА ГРУНТА

    ПРИЛОЖЕНИЕ 2
    Обязательное

    Объект _____________________________________________________________

    Место отбора грунта _________________________________________________

    Глубина отбора грунта, м ________ ; мощность слоя грунта, м _____________

    Вид грунта ____________________. Дата отбора __________________________

    Масса пробы грунта (после размельчения) m(1), кг _______________________

    Данные по остатку на сите зерен (после просеивания пробы):

    а) масса зерен m(2), кг ___________; б) влажность зерен W(2) ____________

    Влажность прошедшего сквозь сито грунта W(1), % ________________________

    Масса отобранных для испытания проб грунта m(3), кг ____________________

    Оптимальная влажность грунта W(опт), % _______________________________

    Максимальная плотность скелета грунта с учетом зерен крупнее 10 мм

    ГОСТ 22733-2002

    МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

    ГРУНТЫ

    Метод лабораторного определения
    максимальной плотности

    МЕЖГОСУДАРСТВЕННАЯ НАУЧНО-ТЕХНИЧЕСКАЯ КОМИССИЯ
    ПО СТАНДАРТИЗАЦИИ, ТЕХНИЧЕСКОМУ НОРМИРОВАНИЮ
    И СЕРТИФИКАЦИИ В СТРОИТЕЛЬСТВЕ (МНТКС)
    Москва

    Предисловие

    1 РАЗРАБОТАН Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (ФГУП «СоюздорНИИ»)

    ВНЕСЕН Госстроем России

    2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 24 апреля 2002 г.

    Наименование государства

    Наименование органа государственного управления строительством

    Азербайджанская Республика

    Госстрой Азербайджанской Республики

    Республика Армения

    Министерство градостроительства Республики Армения

    Кыргызская Республика

    Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики

    Республика Молдова

    Министерство экологии, строительства и развития территорий Республики Молдова

    Российская Федерация

    Госстрой России

    3 ВЗАМЕН ГОСТ 22732-77

    4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 27 декабря 2002 г. № 170

    ГОСТ 22733-2002

    МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ

    ГРУНТЫ

    Метод лабораторного определения максимальной плотности

    SOILS .
    Laboratory method for determination of maximum density

    Дата введения 2003-07-01

    1 Область применения

    Настоящий стандарт распространяется на природные и техногенные дисперсные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности сухого грунта и соответствующей ей влажности при их исследовании для строительства.

    Стандарт не распространяется на органо-минеральные и органические грунты и грунты, содержащие частицы крупнее 20 мм.

    2 Нормативные ссылки

    В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:

    ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условия

    ГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условия

    ГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условия

    ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

    ГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытаний

    ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия

    ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов

    ГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условия

    ГОСТ 24104-2001 Весы лабораторные. Общие технические требования

    ГОСТ 25100-95 Грунты. Классификация

    ГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования

    ГОСТ 30416-96 Грунты. Лабораторные испытания . Общие положения.

    3 Определения

    В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.

    Максимальная плотность (стандартная плотность) - наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения.

    Оптимальная влажность - значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.

    Стандартное уплотнение - послойное (в три слоя) уплотнение образца грунта с постоянной работой уплотнения.

    График стандартного уплотнения - графическое изображение зависимости изменения плотности сухого грунта от влажности при испытании методом стандартного уплотнения.

    Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 5180 , ГОСТ 12071 , ГОСТ 25100 , ГОСТ 30416 .

    4 Общие положения

    4.1 Метод стандартного уплотнения заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта.

    Результаты испытания оформляют в виде графика стандартного уплотнения.

    4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам и лабораторным помещениям приведены в ГОСТ 30416 .

    4.3 Для испытания грунта методом стандартного уплотнения используют образцы грунта нарушенного сложения, отобранные из горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), в обнажениях или в складируемых массивах предполагаемого для использования в сооружениях грунта в соответствии с требованиями ГОСТ 12071 .

    4.4 Число последовательных испытаний грунта при увеличении его влажности должно быть не менее пяти, а также достаточным для выявления максимального значения плотности сухого грунта по графику стандартного уплотнения.

    4.5 Допустимое расхождение между результатами параллельных определений, полученными в условиях повторяемости, выраженное в относительных единицах, не должно превышать для максимального значения плотности сухого грунта 1,5 %, для оптимальной влажности - 10 %.

    Если расхождения превышают допустимые значения, следует проводить дополнительное испытание.

    5 Оборудование и приборы

    5.1 В состав установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения должны входить:

    устройство для механизированного или ручного уплотнения грунта падающим с постоянной высоты грузом;

    форма для образца грунта.

    Принципиальная схема установки приведена в приложении .

    Примечание - Допускается применять установки других конструкций при условии проведения сопоставительных испытаний для каждой разновидности грунта.

    5.2 Конструкция устройства для уплотнения грунта должна обеспечивать падение груза массой (2500 ± 25) г по направляющей штанге с постоянной высоты (300 ± 3) мм на наковальню диаметром (99,8-0,2) мм. Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не более 1,5.

    5.3 При механизированном способе уплотнения в состав устройства должен входить механизм подъема груза на постоянную высоту и счетчик числа ударов.

    5.4 Форма для образца грунта должна состоять из цилиндрической части, поддона, зажимного кольца и насадки.

    5.5 Цилиндрическая часть формы должна иметь высоту (127,4 ± 0,2) мм и внутренний диаметр (100,0 + 0,3) мм. Временное сопротивление металла цилиндрической части формы должно быть не менее 400 МПа. Цилиндрическая часть формы может быть цельной или состоящей из двух разъемных секций.

    5.6 Установка должна размещаться на жесткой горизонтальной плите (бетонной или металлической) массой не менее 50 кг. Отклонение поверхности от горизонтали не должно быть более 2 мм/м.

    5.7 При испытании грунта методом стандартного уплотнения применяют следующие средства измерения, вспомогательное оборудование и инструменты:

    весы для статического взвешивания на 2-5 кг среднего класса точности по ГОСТ 29329 ;

    весы лабораторные на 0,2-1,0 кг 4-го класса точности по ГОСТ 24104 ;

    линейка длиной не менее 300 мм по ГОСТ 427 ;

    цилиндры мерные вместимостью 100 мл и 50 мл с ценой деления не более 1 мл по ГОСТ 1770 ;

    чашки металлические для испытаний вместимостью 5 л;

    стаканчики для взвешивания ВС-1 с крышками;

    устройство растирочное или ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147 ;

    шкаф сушильный;

    набор сит с диаметром отверстий 20, 10 и 5 мм;

    эксикатор Э-250 по ГОСТ 23932 ;

    шпатель металлический;

    нож лабораторный с прямым лезвием длиной не менее 150 мм.

    5.8 Лабораторные весы должны обеспечивать взвешивание грунта и формы в процессе испытания с погрешностью ±1 г.

    5.9 Средства измерений должны пройти поверку или калибровку, а испытательное оборудование должно быть аттестовано в установленном порядке.

    6 Подготовка к испытанию

    6.1 Подготовка пробы грунта

    6.1.1 Необходимая для подготовки пробы грунта масса образца грунта нарушенного сложения при естественной влажности должна быть не менее 10 кг при наличии в грунте частиц крупнее 10 мм и не менее 6 кг - при отсутствии частиц крупнее 10 мм.

    6.1.2 Представленный для испытания образец грунта нарушенного сложения высушивают при комнатной температуре или в сушильном шкафу до воздушно-сухого состояния. Высушивание в сушильном шкафу несвязных минеральных грунтов допускается производить при температуре не более 100 °С, связных - не более 60 °С. В процессе сушки грунт периодически перемешивают.

    6.1.3 Размельчают агрегаты грунта (без дробления крупных частиц) в растирочном устройстве или в фарфоровой ступке.

    6.1.4 Грунт взвешивают (m р ) и просеивают через сита с отверстиями диаметром 20 мм и 10 мм. При этом вся масса грунта должна пройти через сито с отверстиями диаметром 20 мм.

    6.1.5 Взвешивают отсеянные крупные частицы ( m k ).

    Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет 5 % и более, дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 10 мм. Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет менее 5 %, производят дальнейшее просеивание грунта через сито с отверстиями диаметром 5 мм и определяют содержание частиц крупнее 5 мм. В этом случае дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 5 мм.

    6.1.6 Из отсеянных крупных частиц отбирают пробы для определения их влажности w k и средней плотности частиц r k по ГОСТ 8269.0 .

    6.1.7 Из грунта, прошедшего через сито, отбирают пробы для определения его влажности в воздушно-сухом состоянии w g по ГОСТ 5180 .

    6.1.8 Вычисляют содержание в грунте крупных частиц К , %, с точностью 0,1 % по формуле

    , (1)

    где m k - масса отсеянных крупных частиц, г;

    w g - влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %;

    т p - масса образца грунта в воздушно-сухом состоянии, г;

    w k - влажность отсеянных крупных частиц, %.

    6.1.9 Отбирают из просеянного грунта методом квартования пробу грунта для испытания ¢ p ) массой 2500 г.

    Допускается проводить весь цикл испытаний с использованием одной отобранной пробы.

    При испытании грунтов, содержащих частицы, легко разрушающиеся при уплотнении, отбирают несколько отдельных проб. В этом случае каждую пробу испытывают только один раз.

    6.1.10 Помещают отобранную пробу в металлическую чашку для испытаний.

    6.1.11 Рассчитывают количество воды Q , г, для доувлажнения отобранной пробы до влажности первого испытания по формуле

    , (2)

    где т ¢ p - масса отобранной пробы, г;

    w 1 - влажность грунта для первого испытания, назначаемая по таблице , %;

    w g - влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %.

    (Опечатка.)

    Таблица 1

    6.1.12 В отобранную пробу грунта вводят рассчитанное количество воды за несколько приемов, перемешивая грунт металлическим шпателем.

    6.1.13 Переносят пробу грунта из чашки в эксикатор или плотно закрываемый сосуд и выдерживают ее при комнатной температуре не менее 2 ч для несвязных грунтов и не менее 12 ч - для связных грунтов.

    6.2 Подготовка установки для испытания

    6.2.1 Взвешивают цилиндрическую часть формы (т с ).

    6.2.2 Устанавливают цилиндрическую часть формы на поддон, не зажимая ее винтами.

    6.2.3 Устанавливают зажимное кольцо на верхний бортик цилиндрической части формы.

    6.2.4 Зажимают цилиндрическую часть формы попеременно винтами поддона и кольца.

    6.2.5 Протирают внутреннюю поверхность формы ветошью, смоченной керосином, минеральным маслом или техническим вазелином.

    6.2.6 Устанавливают собранную форму на плиту основания.

    6.2.7 Проверяют соосность направляющей штанги и цилиндрической части формы и свободный ход груза по направляющей штанге.

    7 Проведение испытания

    7.1 Испытание проводят, последовательно увеличивая влажность грунта испытываемой пробы. При первом испытании влажность грунта должна соответствовать значению, установленному в . При каждом последующем испытании влажность грунта следует увеличивать на 1 - 2 % для несвязных грунтов и на 2 - 3 % - для связных грунтов.

    Количество воды для увлажнения испытываемой пробы определяют по формуле (), принимая в ней за w g и w 1 соответственно влажности при предыдущем и очередном испытаниях.

    7.2 Испытание пробы грунта проводят в следующем порядке:

    Переносят пробу из эксикатора в металлическую чашку и тщательно перемешивают;

    Загружают в собранную форму из пробы слой грунта толщиной 5-6 см и слегка уплотняют рукой его поверхность. Производят уплотнение 40 ударами груза по наковальне с высоты 30 см, зафиксированной на направляющей штанге. Аналогичную операцию производят с каждым из трех слоев грунта, последовательно загружаемых в форму. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего уплотненного слоя взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм. Перед укладкой третьего слоя на форму устанавливают насадку;

    После уплотнения третьего слоя снимают насадку и срезают выступающую часть грунта заподлицо с торцом формы. Толщина выступающего слоя срезаемого грунта не должна быть более 10 мм.

    Примечание - Если выступающая часть грунта превышает 10 мм, необходимо выполнить дополнительное число ударов из расчета один удар на 2 мм превышения.

    7.3 Образующиеся после зачистки поверхности образца углубления вследствие выпадения крупных частиц заполняют вручную грунтом из оставшейся части отобранной пробы и выравнивают ножом.

    7.4 Взвешивают цилиндрическую часть формы с уплотненным грунтом (т i ) и вычисляют плотность грунта r i , г/см 3 , по формуле

    , (3)

    где m i - масса цилиндрической части формы с уплотненным грунтом, г;

    т с - масса цилиндрической части формы без грунта, г;

    V - вместимость формы, см 3 .

    7.5 Извлекают из цилиндрической части формы уплотненный образец грунта. При этом из верхней, средней и нижней частей образца отбирают пробы для определения влажности грунта ( w i ) no ГОСТ 5180 .

    Извлеченный из формы грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, измельчают и перемешивают. Размер агрегатов не должен превышать наибольшего размера частиц испытываемого грунта.

    Повышают влажность пробы согласно . После добавления воды грунт тщательно перемешивают, накрывают влажной тканью и выдерживают не менее 15 мин для несвязных грунтов и не менее 30 мин - для связных грунтов.

    7.6 Второе и последующие испытания грунта следует проводить в соответствии с - .

    7.7 Испытание следует считать законченным, когда с повышением влажности пробы при последующих двух испытаниях происходит последовательное уменьшение значений массы и плотности уплотняемого образца грунта, а также когда при ударах происходит отжатие воды или выделение разжиженного грунта через соединения формы.

    Примечание - Уплотнение однородных по гранулометрическому составу и дренирующих грунтов прекращают после появления воды в соединениях формы независимо от числа ударов при уплотнении образца.

    7.8 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении .

    8 Обработка результатов

    8.1 По полученным в результате последовательных испытаний значениям плотности и влажности грунта вычисляют значения плотности сухого грунта r di , г/см 3 , с точностью 0,01 г/см 3 по формуле

    , (4)

    где r i - плотность грунта, г/см 3 ;

    w i - влажность грунта при очередном испытании, %.

    8.2. Строят график зависимости изменения значений плотности сухого грунта от влажности (приложение ). По наивысшей точке графика для связных грунтов находят значение максимальной плотности (r d max ) и соответствующее ему значение оптимальной влажности (w opt ).

    8.3 Для несвязных грунтов график стандартного уплотнения может не иметь заметно выраженного максимума. В этом случае значение оптимальной влажности принимают на 1,0 % - 1,5 % менее влажности w i , при которой происходит отжатие воды. Значение максимальной плотности принимают по соответствующей ей ординате. При этом 1,0 % принимают для песков гравелистых, крупных и средней крупности; 1,5 % - для мелких и пылеватых песков.

    были удалены из пробы, то для учета влияния их состава корректируют установленное согласно , значение максимальной плотности сухого грунта r ¢ d max по формуле

    , (5)

    где p k - плотность крупных частиц, г/см 3 ;

    К - содержание крупных частиц в грунте, %.

    Значение оптимальной влажности грунта w ¢ opt , %, определяют по формуле

    w ¢ opt = 0,01 w opt (100 - K ). (6)

    8.5. Для контроля правильности испытания связных грунтов строят «линию нулевого содержания воздуха», показывающую изменение плотности сухого грунта от влажности при полном насыщении его пор водой.

    Пары чисел r di и w i для построения «линии нулевого содержания воздуха» при плотности частиц грунта r s определяют, задаваясь значениями влажности, по формуле

    , (7)

    где r s - плотность частиц грунта, определяемая по ГОСТ 5180 , г/см 3 ;

    r w - плотность воды, равная 1 г/см 3 .

    Допускается принимать пары чисел r di и w i по приложению .

    Нисходящая часть графика стандартного уплотнения не должна пересекать «линию нулевого содержания воздуха».

    8.6 При необходимости сравнения или приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора, допускается использовать переходные коэффициенты, приведенные в приложении .

    Принципиальная схема установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения

    1 - поддон; 2 - разъемная форма; 3 - зажимное кольцо; 4 - насадка; 5 - наковальня; 6 - груз массой 2,5 кг; 7 - направляющая штанга; 8 - ограничительное кольцо; 9 - зажимные винты; 10 - образец грунта

    Рисунок A .1

    ПРИЛОЖЕНИЕ Б
    (рекомендуемое)

    Журнал испытания грунта методом стандартного уплотнения

    ОБЪЕКТ ________________________________________________________________

    Место отбора грунта ______________________________________________________

    Глубина отбора грунта (м) _____________ мощность слоя грунта (м) _____________

    Разновидность грунта _____________________________________________________

    Дата отбора ______________________________________________________________

    Масса пробы грунта, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 20 мм (после размельчения) m p , г __________________________________________________________

    Данные по остатку на сите частиц (после просеивания пробы):

    а) масса крупных частиц m k , г ____

    б) влажность крупных частиц w k , % ____

    в) средняя плотность крупных частиц r k , г/см 3 ________________________________

    Влажность прошедшего через сито грунта w g , % _______________________________

    Масса отобранных для испытания проб грунта m p , кг ___________________________

    Максимальная плотность сухого грунта r d max , г/см 3 ____________________________

    Оптимальная влажность грунта w opt , % _______________________________________

    Максимальная плотность сухого грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм r ¢ d max , г/см 3 ______________________________________________________________________

    Оптимальная влажность грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм w ¢ opt , % ______

    Дата испытания ________________________ (начало) ___________________ (конец)

    Таблица Б.1

    № испытания

    Определение плотности

    Определение влажности

    Плотность сухого грунта, г/см 3 (по )

    Масса, г

    Плотность грунта, г/см 3 (по )

    № стаканчика для взвешивания

    Масса, г

    Влажность w , %

    формы т с

    формы с уплотненным грунтом m i

    уплотненного грунта m i - т с

    пустого стаканчика

    стаканчика с влажным грунтом

    стаканчика с сухим грунтом

    абсолютная

    средняя

    Образец графического оформления результатов испытания грунта методом стандартного уплотнения

    Масштаб графиков: по горизонтали 1 см - 1 % для w ;

    по вертикали 1 см - 0,02 г/см 3 для r d

    Рисунок В.1

    ПРИЛОЖЕНИЕ Г
    (справочное)

    Таблица пар чисел влажности w i и плотности сухого грунта r di для построения «линии нулевого содержания воздуха»

    Таблица Г.1

    Влажность w i , %

    Плотность сухого грунта r di , г/см 3 , при плотности частиц грунта r s

    2,58

    2,70

    2,74

    2,45

    2,13

    2,15

    2,08

    2,11

    2,04

    2,06

    2,00

    2,02

    1,96

    1,98

    1,92

    1,94

    1,89

    1,91

    1,85

    1,87

    1,82

    1,83

    1,78

    1,80

    1,75

    1,77

    1,73

    1,74

    1,65

    1,67

    1,69

    1,69

    1,71

    1,62

    1,65

    1,65

    1,66

    1,68

    1,60

    1,62

    1,63

    1,64

    1,65

    1,57

    1,59

    1,60

    1,61

    1,63

    1,54

    1,57

    1,58

    1,59

    1,60

    1,52

    1,54

    1,55

    1,56

    1,57

    1,50

    1,52

    1,53

    1,54

    1,55

    1,48

    1,50

    1,51

    1,51

    1,53

    1,45

    1,48

    1,49

    1,49

    1,50

    Примечание - Плотность частиц грунта r s определяют по ГОСТ 5180 или принимают в зависимости от разновидности грунта.

    w opt

    r d max

    w opt

    r d max

    w opt

    r d max

    w opt

    Метод Проктора стандартный

    1,0

    1,0

    0,99

    1,02

    0,96

    1,03

    0,97

    1,02

    Метод Проктора модифицированный

    1,02

    0,87

    1,05

    0,84

    1,06

    0,85

    1,06

    0,88

    Примечание - Приведение значений максимальной плотности и оптимальной влажности для основных разновидностей грунтов, определяемых методом стандартного уплотнения, к значениям, полученным методами Проктора, осуществляют путем умножения на соответствующие коэффициенты, приведенные в таблице.

    Ключевые слова : плотность грунта,плотность сухого грунта, влажность грунта, стандартная плотность, оптимальная влажность грунта, график стандартного уплотнения