Коэффициент уплотнения грунта что такое: Определение коэффициента уплотнения грунта в «Гектар Групп»

Коэффициент уплотнения песка

Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов > Коэффициент уплотнения песка

Коэффициент уплотнения песка необходимо знать, чтобы правильно рассчитать объем материала не только при заказе, но и при получении.

Представьте себе, что вы покупаете 10 кубов песка, а к вам приезжает только 9,5. Или вы купили материал, чтобы засыпать котлован объемом 100 м³, но после утрамбовки вам его не хватило. Чтобы не попасть в такую ситуацию, нужно знать коэффициент уплотнения. Он не является постоянной величиной и колеблется от 0,95 до 1,52. Усредненное значение, по которому принято вести расчеты – 1,15.

Кроме того, используя коэффициент уплотнения, можно проверить, верное ли количество материала вам привезли. Для этого нужно перемножить коэффициент уплотнения и итоговый, доставленный объем и сравнить с заявленным в документах. У добросовестных поставщиков значения будут совпадать.

Показатель может зависеть от особенностей карьера и глубины слоя:

Коэффициент зависит от сезона, зимой он всегда ниже. Влажный песок также утрамбовывается хуже, ведь пространство между частицами заполнено водой. Имеет значение зерновой состав. Например, показатель у речного песка будет ниже, чем у карьерного, так как его частицы более-менее одинаковых размеров.

Отдельно нужно определять коэффициент уплотнения песка при земляных работах:

Меняется показатель при разных видах трамбовки. Если проводить ее вручную, то коэффициент будет ниже, чем при использовании вибрационной техники.

Большое влияние оказывает способ транспортировки. При использовании автомобильного или железнодорожного транспорта объем смесей будет уменьшаться намного сильнее, чем при перевозке по воде. Когда расстояния большие, закладывают дополнительные 30% к изначальному объему. Именно настолько способен утрамбовываться песок в транспортном средстве.

Как видите, усредненный коэффициент уплотнения песка – достаточно условная величина. Она помогает примерно сориентироваться в степени усадки. Но окончательные и самые точные данные дают только лабораторные испытания.

Подробнее о том, что такое коэффициент уплотнения, читайте в разделе Коэффициент уплотнения.

 

Коэффициент уплотнения ПЩС

Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов > Коэффициент уплотнения ПЩС

Коэффициент уплотнения ПЩС прописан в нормативных документах. Это усредненное значение, так как смесь неоднородна, состоит из песка (иногда отсева) и щебня. Кроме того, производится ПЩС нескольких фракций, с разными соотношениями компонентов и максимальными размерами зерен.

Показатели ГОСТа для ПЩС, а также отдельно для щебня и песка, приведены в таблице:

Это усредненные данные, служат ориентировкой, поэтому воспринимать их как абсолютно точную цифру нельзя. Коэффициент уплотнения в реальности меняется, так как зависит от многих условий. Чаще всего среднее значение выявляется по совокупности данных для песка и щебня. Для определения более точного показателя коэффициента уплотнения, конкретный образец ПЩС необходимо отправить в лабораторию.

Параметр необходимо знать, чтобы проверить, верное ли количество материала вам привезли. Для этого нужно перемножить доставленный объем продукции и коэффициент уплотнения. Полученное число должно совпадать с данными в документах.

В ГОСТе прописана величина уплотнения для фракций с диаметром зерен от 40 мм. Именно они чаще всего используются как основа для фундаментов и дорожных подушек. Мелкий щебень 5-10 и средний 20-40 используются для расклинцовки, и показатель для них не так важен. Но при перевозке материал тоже уплотняется, поэтому нужно учитывать значение показателя.

Влияние на коэффициент оказывает порода, из которой изготовлен щебень. Чем выше ее прочность, тем меньше будет показатель. Например, для гранитного щебня с маркой выше М800 он приближается к 1,25, а для известнякового, с прочностью до М600, может превышать 1,3. Показатель песка может меняться в зависимости от влажности. Чем она выше, тем лучше уплотняется материал.

Кроме того, усадка материала зависит от способа транспортировки. Если перевозить ПЩС по грунтовой дороге с ухабами, коэффициент уплотнения будет выше, чем после поездки по трассе. Наименьшее значение получается во время транспортировки по воде.

Подробнее о том, что такое коэффициент уплотнения, читайте в разделе

Коэффициент уплотнения.

 

Коэффициенты уплотнения сыпучих материалов для строительства

Сущность определения коэффициента уплотнения гравия, песка, щебня и керамзита можно кратко охарактеризовать следующим образом. Это величина, равная отношению плотности сыпучего стройматериала к его максимальной плотности.

Данный коэффициент для всех сыпучих тел различается. Его средняя величина для удобства пользования закреплена в нормативных актах, соблюдение которых обязательно для всех строительных работ. Поэтому, если потребуется, например, узнать, какой коэффициент уплотнения песка, достаточно будет просто заглянуть в ГОСТ и найти требуемое значение. Важное замечание: все величины, приведенные в нормативных актах, являются усредненными и могут изменяться в зависимости от условий транспортировки и хранения материала.

Необходимость учета коэффициента уплотнения обусловлена простым физическим явлением, знакомым практически каждому из нас. Для того чтобы понять сущность этого явления, достаточно вспомнить, как ведет себя вскопанная земля. Поначалу она рыхлая и достаточно объемная. Но если на эту землю взглянуть через несколько дней, то уже станет заметно, что грунт «осел» и уплотнился.

То же самое происходит и со строительными материалами. Сначала они лежат у поставщика в утрамбованном собственным весом состоянии, затем при погрузке происходит «взрыхление» и увеличение объема, а потом, после выгрузки на объекте, снова происходит естественная трамбовка собственным весом. Помимо массы, на материал будет воздействовать атмосфера, а точнее, ее влажность. Все эти факторы учтены в соответствующих ГОСТах.

Строительные материалы при длительном хранении уплотняются под собственным весом

Щебень, доставляемый автомобильным или железнодорожным транспортом, взвешивают на весах. При поставке водными видами транспорта вес высчитывается по осадке судна.

 

Как правильно пользоваться коэффициентом

Важным этапом любых строительных работ становится составление всех смет с обязательным учетом коэффициентов уплотнения сыпучих материалов. Это необходимо делать для того, чтобы заложить в проект правильное и необходимое количество стройматериалов и избежать их переизбытка или нехватки.

Как же правильно воспользоваться коэффициентом? Нет ничего проще. Например, для того, чтобы узнать, какой объем материала получится после утряски в кузове самосвала или в вагоне, необходимо найти в таблице требуемый коэффициент уплотнения грунта, песка или щебня и разделить на него закупленный объем продукции. А если требуется узнать объем материалов до перевозки, то надо будет произвести не деление, а умножение на соответствующий коэффициент. Допустим, если куплено у поставщика 40 кубометров щебня, то, значит, в процессе транспортировки это количество превратится в следующее: 40 / 1,15 = 34,4 кубометра.

Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала	Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь)	1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ	1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит	1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий)	1.1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт	1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

 

Работы, связанные с полной цепочкой перемещения песчаных масс со дна карьера до строительной площадки, должны производиться с учетом относительного коэффициента запаса песка и грунта на уплотнение. Это величина, показывающая отношение весовой плотности твердой структуры песка к его весовой плотности на участке отгрузки поставщика. Чтобы определить необходимое количество песка, обеспечивающее запланированный объем, нужно этот объем умножить на коэффициент относительного уплотнения.

Помимо знания относительного коэффициента, приведенного в таблице, правильное использование ГОСТа подразумевает обязательный учет следующих факторов доставки песка на строительную площадку:

• физические свойства и химический состав материала, присущие определенной местности;
• условия перевозки;
• учет климатических факторов в период доставки;
• получение в лабораторных условиях величин максимальной плотности и оптимальной влажности.

Уплотнение песчаных оснований

Данный вид работ необходим при обратной засыпке. Например, это нужно после того, как установлен фундамент и теперь требуется заполнить грунтом или песком образовавшийся промежуток между внешним контуром конструкции и стенками котлована. Процесс производится с помощью специальных трамбовочных устройств. Коэффициент уплотнения песчаного основания равняется примерно 0,98.

Процесс уплотнения грунта трамбовочным устройством

Коэффициент для бетонных смесей

Бетонная смесь, как и любой другой строительный материал, монтируемый методом засыпания или заливки, требует дальнейшего уплотнения для получения необходимой плотности, а значит, и надежности конструкции. Бетон уплотняют вибраторами. Коэффициент уплотнения бетонной смеси при этом берется в пределах от 0,98 до 1.

Приборы операционного контроля при дорожном строительстве

Н.В. Величутин, ООО «СКБ Стройприбор»

Для увеличения срока службы автомобильных дорог требуются не только новые технологии, но и средства операционного контроля технологических операций проводимых при их строительстве. В настоящее время в ООО «СКБ Стройприбор» выпускается большое разнообразие средств контроля, которые могут применять не только дорожные лаборатории, но и строительные организации. Многие новые отечественные приборы по своим метрологическим характеристикам не только приблизились к зарубежным аналогам, но и по некоторым позициям превзошли их.

Дорожное основание вместе с земляным полотном и подстилающим слоем служат своеобразной опорой или фундаментом для асфальтобетонного покрытия. От того как будет выполнено дорожное основание зависит, будет ли дорожная одежда прочной или после непродолжительной эксплуатации появится колейность, просадки, трещины и прочие дефекты.

В дорожном строительстве России степень уплотнения песчаных и глинистых грунтов нормируют на основе некоторой эталонной зависимости «влажность грунта при уплотнении — плотность сухого грунта», получаемой опытом на стандартное уплотнение. При нормировании плотности удобнее пользоваться коэффициентом уплотнения, т.к. коэффициент уплотнения является безразмерной величиной и не зависит от состава грунта.

Для определения коэффициента уплотнения грунта применяется метод сравнения плотности выемки грунта с плотностью того же грунта, полученной в лабораторном приборе стандартного уплотнения. ООО «СКБ Стройприбор» выпускает стационарный, полуавтоматический прибор стандартного уплотнения ПСУ-МГ4. Прибор позволяет значительно ускорить получения стандартных характеристик грунта, т.к. в нем уплотнение грунта проводится одновременно в двух формах. В ПСУ-МГ4 имеется счетчик количества ударов (индикация количества ударов на дисплее), после окончания цикла уплотнения прибор автоматически отключается. 

Для сплошного контроля качества уплотнения грунта можно использовать экспресс-метод основанный на увеличении удельного сопротивления пенетрации с увеличением плотности грунта. В ООО «СКБ Стройприбор» выпускаются пенетрометры статического действия с помощью которого можно косвенно определить механические свойства грунта такие как угол внутреннего трения, модуль упругости, коэффициент уплотнения, плотность (для песчаных грунтов). Для измерения усилия пенетрации в ПСГ-МГ4  применяется тензометрический датчик силы. Для компенсации веса пенетрометра перед проведением измерения предусмотрена автоподстройка нуля. Вдавливание пенетрометра в грунт проводится плавно в течении 5 ÷ 10 секунд на глубину до 75 мм. Для уменьшения погрешности измерения в приборе применяется статистическая обработка измеряемого усилия при внедрении наконечника в грунт.

Перед проведением измерений пенетрометр необходимо настроить (откалибровать) на том типе грунта по которому в дальнейшем будет проводиться контроль. Для песчаных грунтов усилие пенетрации слабо зависит от влажности поэтому для таких грунтов можно построить и ввести в память прибора зависимость удельное сопротивление пенетрации – плотность грунта. В прибор можно ввести четыре таких зависимости для крупного, среднего, мелкого и пылеватого песка. Удельное сопротивление пенетрации глин и суглинков зависит не только от плотности, но и от влажности в связи с чем перед проведением измерений для таких грунтов необходимо определить максимальное усилие пенетрации после уплотнения такого грунта в приборе стандартного уплотнения.  

Наиболее сложным в отношении определения коэффициента уплотнения являются щебеночное основание, так как необходимо знать максимальную плотность щебня значение которой невозможно получить без специальных виброустановок.  Для контроля качества уплотнения щебеночных оснований или оснований из крупнообломочного грунта можно использовать такие его характеристики как модуль упругости.

Для измерения модуля упругости (модуля динамической деформации или несущей способности) грунтового и щебеночного основания дорожного полотна в ряде стран используются малогабаритные установки динамического нагружения. Установка динамического нагружения снабжается подвижным грузом, при сбрасывании которого на амортизатор возникает динамическое усилие, которое через круглый штамп воздействует на контролируемую поверхность. В измерителе модуля упругости ООО «СКБ Стройприбор» ПДУ-МГ4 (и его модификациях) модуль упругости определяется исходя как из измеренной деформации дорожного основания, так и измеренной силе действующей на круглый штамп. Применение в приборе двух датчиков (датчика силы и датчика перемещения), а также удлиненной направляющей с перемещаемым механизмом фиксации груза позволяет регулировать силу удара и значительно расширить диапазон определения модуля упругости. Применение корректного расчета существенно уменьшило разницу в показаниях при определении модуля упругости статическим и динамическим методами.

Для измерения криогенных свойств грунта (пучинистость грунта) фирмой ООО «СКБ Стройприбор» серийно выпускаются приборы УПГ-МГ4.01/Н «ГРУНТ». К прибору можно подключить от одного до шести термоконтейнеров. Использование нескольких термоконтей-неров значительно сокращает время проведения измерений. Прибор предназначен для проведения испытаний грунта в стационарных условиях и имеет режим непрерывной регистрации процесса испытаний. Все процессы по выдержке и замораживанию грунта ведутся в автоматическом режиме и не требуют вмешательства оператора до окончания измерений.

Для измерения теплопроводности мерзлых и талых грунтов, а так же для определения начала температуры замерзания грунта в ООО «СКБ Стройприбор» разработан прибор ИТП-МГ4 «Грунт». Прибор работает в стационарных условиях, все измерения проводятся в автоматическом режиме.

Немаловажное значение при укладке асфальтобетонного покрытия имеет качество уплотнения. Для измерения плотности асфальтобетона в ООО «СКБ Стройприбор» разработан и изготавливается серийно плотномер асфальтобетона ПА-МГ4.  Основная трудность, с которой столкнулись при разработке данного прибора это присутствие воды на асфальтобетонном покрытии. Ёмкостный датчик в качестве чувствительного элемента был исключен сразу. Хотя применение ёмкостного датчика и позволяет получить большую точность при измерении плотности, но наличие воды существенно искажает результаты измерений, так как диэлектрическая проницаемость воды 80 существенно выше диэлектрической проницаемости асфальтобетонной смеси 4 ¸ 6. Кроме того такой прибор необходимо будет калибровать под конкретный материал, возникнет потребность в постоянной установке «нуля», при наличии воды показания будут существенно завышены.

В приборе удалось решить проблему определения наличия воды в асфальтобетоне и ввести компенсацию влажности на показания плотности с применением радиоволнового метода измерения. Прибор работает на двух частотах, имеет две передающих и одну приемную антенну, которые позволяют проводить зондирование асфальтобетонной смеси на глубину до 20 и до 150 мм. В отличие от приборов с емкостными датчиками, где основным параметром является частота, в плотномере ПА-МГ4 измерение проводится по четырем параметрам.

В приборе нет процедуры установки нуля. Имеется всего лишь одна базовая зависимость. И самое основное — прибор может измерять плотность асфальтобетона с погрешностью 2,5% без предварительной калибровки практически  на любых типах асфальтобетонов с любым материалом заполнителя (исключение составляет асфальтопесчаная смесь, и другие смеси типа Г). В приборе проводится коррекция результатов измерения в зависимости от температуры асфальтобетонной смеси и даже от температуры окружающего воздуха. Прибор имеет несколько режимов измерения: непрерывный и одиночный, а так же режим измерения с усреднением. В процессе измерения на дисплее плотномера отображаются: плотность асфальтобетонной смеси; коэффициент уплотнения; температура и влажность покрытия. В отличие от зарубежных аналогов в ПА-МГ4 измерения выполняются в более широком частотном диапазоне, что позволяет точнее определять влажность покрытия и как следствие повысить точность в определении плотности асфальтобетона с учетом корректировки на влажность.

Для определения качества битума на предприятии выпускаются пенетрометр АПН-360МГ4 и прибор  ИКШ-МГ4.
Пенетрометр АПН-360МГ4 предназначен для определения глубины проникания иглы (пенетрации) в испытуемый образец при заданных нагрузке и температуре по ГОСТ 11501-78 в соответствии с МИ2418. Пенетрометр обеспечивает автоматическую регистрацию глубины проникания иглы и времени испытаний. Процесс испытаний отображается на графическом дисплее. Остановка процесса испытаний – автоматическая, с занесением результата в память прибора. Прибор оснащен пузырьковым уровнем, регулировочными ножками, подъемным столом, подсветкой иглы.

Прибор ИКШ-МГ4 предназначен для определения тем­пературы размягчения нефтебитумов по ГОСТ 11506-73 в соответствии с МИ 2418.Прибор обеспечивает автоматический нагрев образцов с заданной скоростью, фиксацию и запоминание температуры размягчения. Равномерность нагрева по высоте (в объеме) обеспечивается механической мешалкой. Процесс испытания отображается на дисплее. Остановка испытаний – автоматическая, с занесением результата в память прибора.
Все приборы оснащены функцией передачи данных на ПК.

На основании вышеизложенного можно сделать вывод, что для получения высококачественного дорожного полотна необходим постоянный инструментальный контроль как при устройстве грунтового и щебеночного основания, так и при укладке асфальтобетонного покрытия. Приборы позволяющие проводить оперативный контроль с требуемыми метрологическими характеристиками имеются.

Все публикации
Архив по годам: 2006; 2008; 2013; 2015; 2016; 2018; 2019; 2020;

коэффициент уплотнения — это… Что такое коэффициент уплотнения?

коэффициент уплотнения

3.6 коэффициент уплотнения: Отношение объемов материала до и после транспортирования, характеризующее степень его уплотнения при транспортировании.

3.16 коэффициент уплотнения : Отношение фактической плотности скелета материала в конструкции к наибольшей плотности скелета материала, определяемой при стандартном уплотнении.

3.17 коэффициент уплотнения: Отношение плотности грунта насыпи к максимальной при стандартном уплотнении.

3.13 коэффициент уплотнения : Отношение фактической плотности скелета грунта к наибольшей плотности скелета грунта, определяемой при стандартном уплотнении.

3.3 коэффициент уплотнения : Отношение фактической плотности скелета материала в конструкции к наибольшей плотности скелета материала, определяемой при стандартном уплотнении.

Коэффициент уплотнения (K_у) — отношение плотности (скелета)сухого грунта в конструктиве земляного полотна к стандартной максимальной плотности (скелета) сухого грунта, определяемой прибором Союздорнии (ГОСТ 22733-77).

3.7 коэффициент уплотнения: Отношение плотности сухого грунта к максимальной плотности сухого грунта при испытании по методу стандартного уплотнения по ГОСТ 22733.

3.35 коэффициент уплотнения: Отношение объема теплоизоляционного материала или изделия к его объему в теплоизоляционной конструкции. Значение коэффициента уплотнения определяется при оптимальной плотности (минимальное значение коэффициента теплопроводности) материала в конструкции.

Смотри также родственные термины:

3.67 коэффициент уплотнения грунта : Отношение фактической плотности сухого грунта в конструкции к максимальной плотности того же сухого грунта, определяемой в лаборатории при испытании методом стандартного уплотнения.

3.5 коэффициент уплотнения грунта относительный : Отношение плотности сухого грунта в насыпи к плотности его в резерве или карьере. Используется для определения объемов земляных работ, приведения их к объему в резерве или карьере.

32. Коэффициент уплотнения измельченной древесины

Отношение насыпного объема к уплотненному

Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации. academic.ru. 2015.

• Коэффициент унификации
• коэффициент уплотнения грунта

Полезное

Смотреть что такое «коэффициент уплотнения» в других словарях:

• Коэффициент уплотнения — – отношение объемов материала до и после транспортирования, характеризующее степень его уплотнения при транспортировании. [ГОСТ 10832 2009] Рубрика термина: Общие, заполнители Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы,… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• коэффициент уплотнения — — [Л.Г.Суменко. Англо русский словарь по информационным технологиям. М.: ГП ЦНИИС, 2003.] Тематики информационные технологии в целом EN compaction ratio …   Справочник технического переводчика

• коэффициент уплотнения — [compaction ratio] показатель уплотнения (1.), выражающий отношение плотности прессовки к плотности свободно насыпаемого в пресс форму порошка: К= γпр/γп; определяет прочность порошковых заготовок. Минимальное значение коэффициента уплотнения для …   Энциклопедический словарь по металлургии

• Коэффициент уплотнения — характеристика сжимаемости п. в компрессионном приборе (без возможности бокового расширения). Равен отношению изменения коэффициента пористости к приращению нагрузки, вызвавшей это изменение …   Толковый словарь по почвоведению

• КОЭФФИЦИЕНТ УПЛОТНЕНИЯ ГРУНТА — см. Коэффициент компрессии (уплотнения, сжимаемости) грунта . КОЭФФИЦИЕНТ УПРОЩЕННОСТИ одна из характеристик степени изометричности обломков в крупнообломочных осад. г. п., вычисляемая по формулам: (формула Уэнтворза, исправленная Вассоевичем,… …   Геологическая энциклопедия

• Коэффициент уплотнения бетонной смеси — – отношение единицы объема уплотненной бетонной сме­си к ее первоначальному объему. [Пособие к СНиП 3.09.01 85] Коэффициент уплотнения бетонной смеси – отношение суммы абсолютных объемов всех компонентов бетона к фактическому объему… …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

• Коэффициент уплотнения теплоизоляционного материала — Коэффициент уплотнения: отношение объема теплоизоляционного материала или изделия к его объему в теплоизоляционной конструкции. Значение коэффициента уплотнения определяется при оптимальной плотности (минимальное значение коэффициента… …   Официальная терминология

• Коэффициент уплотнения измельченной древесины — Отношение насыпного объема к уплотненному Смотреть все термины ГОСТ 23246 78. ДРЕВЕСИНА ИЗМЕЛЬЧЕННАЯ. ТЕРМИНЫ И ОПРЕДЕЛЕНИЯ …   Словарь ГОСТированной лексики

• коэффициент уплотнения измельченной древесины — Отношение насыпного объема к уплотненному. [ГОСТ 23246 78] Тематики древесина измельченная …   Справочник технического переводчика

• Коэффициент уплотнения измельченной древесины — – отношение насыпного объема к уплотненному. [ГОСТ 23246 78] Рубрика термина: Древесина Рубрики энциклопедии: Абразивное оборудование, Абразивы, Автодороги, Автотехника …   Энциклопедия терминов, определений и пояснений строительных материалов

при трамбовке, обратной засыпке, строительстве дороги

Что такое коэффициент уплотнения песка (К_упл) знают не только специалисты, работающие в проектных организациях, но и эксплуатационники, основным видом деятельности которых является строительство. Его рассчитывают для того, чтобы сопоставить фактическую плотность на определенном участке, со значением, прописанном нормативных актах. Коэффициент уплотнения сыпучих материалов – это важный критерий, по которому оценивается качество выполнения подготовки к основным видам работ на строительных площадках.

Что это такое?

К_упл характеризует плотность, которую имеет грунт на конкретном участке, относится к тому же показателю материала, который перенес стандартное уплотнение в условиях лаборатории. Именно эта цифра применяется при оценке качества проведенных работ. Такой коэффициент определяет, насколько грунт на площадке соответствует требованиям ГОСТ 8736-93 и 25100-95.

При различных работах песок может иметь разный показатель плотности. Все эти нормы прописаны в СНиП 2.05.02-85, таблица 22. Еще их обычно указывают в проектных документах, в большинстве случаев этот показатель составляет от 0,95 до 0,98.

От чего изменяется коэффициент плотности

Если не понимать, что такое трамбовка песка, то посчитать правильно количество материала при строительстве практически не возможно. Ведь нужно четко знать, как повлияли на грунт различные манипуляции. То, какой коэффициент относительного уплотнения песка мы получим в конечном итоге, может зависеть от множества факторов:

• от способа перевозки;
• насколько длинным был маршрут;
• не появились ли повреждения механического характера;
• наличие посторонних вкраплений;
• попадание влаги.

Естественно, если вы заказали песок, то просто обязаны проверить его на месте, потому как поздние претензии будут совершенно неуместны.

Зачем учитывать относительный коэффициент при строительстве дорог

Этот показатель для песчаной подушки необходимо просчитать, и объясняется это обычным физическим явлением, которое знакомо любому человеку. Чтобы это понять, вспомните, как ведет себя взрыхленный грунт. Поначалу он рыхлый и объемный. Но уже спустя пару дней осядет и станет намного плотнее.

Такая же участь ждет и любой другой сыпучий материал. Ведь его плотность увеличивается на складе под давлением собственного веса. Затем во время погрузки его взрыхляют, а уже непосредственно на стройплощадке опять происходит трамбовка песка своим весом. Кроме этого на грунт воздействует влажность. Песчаная подушка уплотнится при любых видах работ, будь то это строительство дорожного полотна, или обратная засыпка фундамента. Для всех этих факторов просчитаны соответствующие ГОСТ (8736-93 и 25100-95).

Как использовать относительный показатель

При любых строительных работах, одним из важнейших этапов считается составление сметы и подсчеты коэффициентов. Это нужно для того, чтобы правильно составить проект. Если важно узнать, как сильно уплотнится песок при транспортировке в самосвале или железнодорожном вагоне, достаточно найти в ГОСТ 8735-88 нужный показатель, и разделить на него требуемый объем.

Необходимо учитывать и то, какие именно работы предстоят. То ли вы собираетесь делать песчаную подушку под дорожное полотно, или обратную засыпку фундамента. В каждой ситуации трамбовка будет проходить по-своему.

Например, при обратной засыпке песка наполняется вырытый котлован. Трамбовку делают при помощи различного оборудования. Иногда производят уплотнение виброплитой, но в некоторых случаях требуется каток. Соответственно и показатели будут разными. Учитывайте то, что грунт меняет свои свойства во время выемки. Так что количество засыпки нужно считать с учетом относительного показателя.

Таблица величин коэффициентов уплотнения в зависимости от назначения песка.

Виды работ	Купл
Обратная засыпка котлованов	0,95
Обратная засыпка пазух	0,98
Обратная засыпка траншей	0,98
Восстановительный ремонт подземных инженерных сетей возле проезжей части дороги	0,98 — 1

Коэффициент уплотнения грунта в Череповце

Коэффициент уплотнения грунта представляет собой одну из разновидностей популярных геологических исследований. Такие работы предшествуют подготовке строительства любого здания и позволяют определить пригодность участка к возведению на нем объектов различного функционального назначения.

Своевременное проведение анализа почвы позволяет утвердить оптимальное проектное решение и предупредить возникновение ряда проблем, вызванных проседанием грунта под капитальными постройками. Владея достоверными сведениями о почве на территории строительной площадки, инженер сможет предупредить проседание здания, появление трещин на стенах с последующим полным или частичным разрушением капитальной конструкции.

Наши эксперты готовы выполнить обширный спектр изысканий, необходимых для подготовки качественного проекта будущего строительства.

Показатели уплотнения грунта, песка, щебня

При выборе сырья важно учитывать его технические характеристики. Наибольшее внимание среди них уделяют коэффициенту уплотнения. Этот критерий демонстрирует, насколько можно уменьшить объем материала при сохранении неизменной массы. Трамбовка осуществляется естественным путем или с применением специализированного оборудования. Полученный показатель позволяет оценить, какое количество заполнителя потребуется для выполнения строительных работ.

Расчет коэффициента уплотнения необходим, чтобы правильно заказать требуемое количество материала и избежать дополнительных финансовых затрат. Владея информацией о данном показателе, специалист может спрогнозировать устойчивость строительного объекта в процессе эксплуатации. Таким образом, точность расчета коэффициента уплотнения определяет прочность фундаментов зданий, бетонных конструкций, автодорог и прочих объектов.

Специфика определения коэффициента уплотнения

Расчет коэффициента уплотнения грунта, песка, щебня в Череповце имеет определенную специфику. Так, расчет степени трамбовки выполняется исключительно  для той массы, которая не подвергается боковому расширению при сжатии. Это означает, что масса должна иметь дополнительные ограничения в виде стенок. Не всегда в условиях строительной площадки удается сразу подготовить такие боковые стенки, поэтому сохраняется определенная погрешность выполнения измерений.

Расчет сжимаемости массы осуществляется на нескольких этапах: при транспортировке, непосредственно в условиях строительной площадки, а также в лабораторных условиях. При транспортировке на показатель сжимаемости материала оказывает влияние огромное количество факторов. Уплотнение щебня, песка или гравия учитывает специальный поправочный коэффициент. При транспортировке материала он насчитывает 1,1.

Скачать прайс-лист (.xls)

Уплотнение на строительной площадке рассчитывается иначе. В данном случае, трамбовка сырья реализуется с использованием специализированного оборудования, например, виброплиты. В связи с этим, поправочный коэффициент может достигать значения 1,52. Уплотнение будет зависеть от параметров конкретного материала.

В лабораторных условиях расчет коэффициента уплотнения осуществляется несколькими способами. Утрамбованное сырье подвергают тестированию на различных типах оборудования. В зависимости от выбранного способа тестирования, результаты испытаний могут быть получены мгновенно или в течение 7-14 дней.

Методы уплотнения и вычисления коэффициента

Расчет коэффициента уплотнения может быть реализован несколькими способами. Для любого грунта, независимо от его природы, характерна определенная пористость. В материале имеются пустоты микроскопических размеров, заполненные воздухом и влагой. В ходе строительных работ наблюдается увеличение пустот в размерах. Это может спровоцировать увеличение рыхлости материала. Для поиска оптимального проектного решения необходимо заблаговременно определить показатель уплотнения сырья.

Величина коэффициента уплотнения определяется соотношением реальной плотности материала  к максимально допустимому значению. Нормативной документацией ограничены оптимальные значения уплотненности.

Типология методов уплотнения грунта / песка / щебня

Характеристики плотности насыпной породы и грунта могут сильно разниться. Поскольку первый из них будет иметь наименьшее значение, при обследовании территории специалисты ориентируются именно на коэффициент уплотнения грунта. Учитывая данный показатель, инженер может обозначить ряд мероприятий, необходимых для дополнительного уплотнения материала. Этот момент должен находиться в центре внимания специалиста, иначе вероятность разрушения здания в процессе эксплуатации достигает критического максимума.

Коэффициенты уплотнения и нормы СНиП

В нормативной документации также приводятся стандартные значения коэффициентов уплотнения. Например, для щебня они приведены в СНиП3.06.03-85.

Как определяют коэффициент уплотнения?

В большинстве случаев, коэффициент уплотнения определяют по методу режущего кольца. Она подразумевает осуществление забора проб с цельной структурой, которые подвергаются дальнейшему обследованию. Наиболее точные результаты гарантирует весовой метод, но он считается более сложным в плане реализации.

Определение коэффициента уплотнения по методу режущего кольца состоит из нескольких этапов:

• Установки в толще материала металлического кольца с заданными геометрическими параметрами;
• Взвешивания отобранных образцов;
• Деления полученного значения на фактический объем цилиндра для получения фактической плотности материала;
• Деления полученного значения на максимально допустимую плотность.

Примера вычисления коэффициента уплотнения

Представим, что клиент заказал 20 кубометров гравия в Череповце, а получил 18 после измерения внутреннего пространства автомобильного кузова. Учитывая поправочный коэффициент 1,1, получается, что поставщик загрузил в кузов машины 1,1*18=19,8 кубометров гравия. Величина недогруза составила 0,2 кубометра или 1% от объема. Эта погрешность лежит в пределах допустимой.

Что, почему и как — Tomahawk Power

Первое, что приходит на ум большинству подрядчиков, когда они думают о подготовке почвы, — это уплотнение. В соответствии со Справочником Института асфальта уплотнение определяется как «процесс, используемый для уплотнения или уменьшения объема массы материала». Подрядчики делают это с единственной целью — уменьшить коэффициент пустотности. В результате почва становится более прочной, позволяя воде и воздуху проникать через эти воздушные пустоты. Мы более подробно рассмотрим основные шаги для надлежащего уплотнения, чтобы понять, почему уплотнение почвы происходит. существенный.

Одна из многих целей этой строительной задачи — увеличить плотность почвы за счет удаления воздуха с помощью соответствующего механического оборудования. Имейте в виду, что уплотнение зависит от водопроницаемости и типа почвы. Для достижения оптимального уплотнения необходимо знать состав почвы, с которой вы имеете дело, а именно твердые частицы в зернах почвы, воде и воздухе. Эти последние два элемента составляют матрицу почвы. Заполнение оставшегося места водой делает почву более плотной.

Почему уплотнение?

Есть три основные причины, по которым уплотнение является ключевым фактором подготовки почвы:

1. Повышает устойчивость и несущую способность грунтов.

2. Предотвращает оседание почвы и повреждение от мороза.

3. Уменьшает усадку, набухание и оседание почвы.

Как?

Приобретение надлежащего оборудования поможет вам достичь желаемого уровня уплотнения. Сжатие, вызванное тяжелым оборудованием, облегчает ваши строительные результаты.Трамбовки или прыгающие домкраты, виброплиты, катки и многое другое можно найти на строительных площадках по всему миру для уплотнения различных почв. С этим оборудованием можно использовать два различных типа силы, статическую силу и вибрационную силу, для достижения надлежащего уплотнения.

Статическая сила: Статическая сила, обнаруженная в собственном весе машин, оказывает давление вниз на поверхность почвы. В результате частицы почвы сжимаются в верхнем слое почвы.

Сила вибрации: Эта сила приводится в действие двигателем, создавая направленную вниз силу в дополнение к статическому весу машины.Вибрации сжимают почвенный материал ближе друг к другу для увеличения плотности.

Тип силы, создаваемой уплотнительной машиной, определяется ее частотой и амплитудой. Частота называется скоростью, с которой машина прыгает, чтобы обеспечить максимальную силу. Частоту можно обозначить как количество колебаний в минуту (ВПМ). Амплитуда определяется как максимальное перемещение вибрирующего тела от его оси в одном направлении и варьируется для каждого типа уплотнительного оборудования. Чем больше увеличивается амплитуда, тем более уплотненным и плотным может стать грунт.

Типы уплотнения: Существует четыре типа уплотнения, которые можно применять к почвам или асфальту. Каждый из них происходит с использованием одного из двух типов сил, описанных выше (статических или вибрационных).

1. Вибрация: Периодическое движение частиц с вращающейся массой в попеременно противоположных направлениях от положения равновесия.
2. Удар: Действие одного объекта, соприкасающегося с другим.
3. Замес: Сдвиг применяется попеременным движением в соседних положениях.
4. Давление: Процесс непрерывного воздействия физической силы на твердые материалы, находящиеся под землей, через что-то в контакте.

Для достижения оптимального уплотнения есть три простых правила:

Готовность почвы: Под подготовленностью почвы понимается «влажность» грязи или почвы. Перед началом уплотнения почва должна быть на 50% сухой и на 50% влажной. Это можно определить с помощью простого «ручного теста». Возьмите горсть земли рукой и выдавите ее. Обратите внимание, является ли почва порошкообразной или рассыпается при падении.Если почва все-таки рассыпается, значит, она слишком сухая. Если почва при падении держится как единое целое, она готова к уплотнению.

Тестирование: Назначение этого шага — измерить плотность агрегата вещества, чтобы убедиться, что плотность увеличивается при вытеснении воздуха. При низком уровне влажности собирается больше частиц почвы. Чтобы определить, правильно ли утрамбована почва, существует несколько методов.

Тест-полоски полезны для определения метода уплотнения и понимания того, сколько проходов необходимо для достижения оптимального уплотнения.Каждый слой уплотненной почвы соответствует определенному проценту на кривой Проктора. Тестирование почвы позволяет определить оптимальную влажность. При испытании почвы измеряется плотность почвы по сравнению со степенью уплотнения, а также влияние влаги.

Обычный лабораторный метод, называемый испытанием на уплотнение Проктора, может использоваться для определения оптимального содержания влаги для данного типа почвы. Цель этого метода — определить максимальную плотность почвы в сухом состоянии.Второй метод тестирования почвы известен как Калифорнийский тест 216 и используется для определения относительного уплотнения необработанной и обработанной почвы. Кроме того, в гражданском строительстве используются инструменты, такие как измеритель ядерной плотности, которые обеспечивают измерение плотности и влажности для определения процента уплотнения почвы.

Характеристики уплотнения: Оптимальное уплотнение определяется четырьмя факторами, включая толщину подъема, сжатие, давление и влажность почвы.В процессе уплотнения влажность почвы увеличивает плотность и смазывает зерно почвы, соединяя влагу почвы с содержимым. Наконец, вы достигнете идеального содержания воды в почве до тех пор, пока не будет достигнута максимальная масса сухой единицы без пустот в почве. В таблице ниже объясняются различные результаты и свойства таких наполнителей, как гравий, песок, ил и глина. Загрузите наш справочник свойств различных наполнителей здесь

Уплотнение VS Консолидация:

Уплотнение становится необходимым при строительстве, но его не следует путать с уплотнением.Между этими задачами существует множество различий, которые в большинстве случаев перепутаны. Уплотнение применяется в основном для песчаных грунтов, но уплотнение применяется к глинистым грунтам. Уплотнение почвы — это динамический процесс, который должен происходить мгновенно. Эту задачу нужно выполнить перед возведением конструкции с ненасыщенным грунтом. С другой стороны, уплотнение — это статический процесс с насыщенным грунтом, который удаляет воду из воздушных пустот.

Типы почвы:

Желаемый результат уплотнения лучше достигается за счет понимания типов почвы.

Связные грунты: Глины и смеси имеют конкретный размер частиц менее 0,003 дюйма или 0,002 дюйма, как правило, классифицируются как связные грунты. Этот тип почвы в основном используется для удержания дна прудов и насыпей насыпей. Эти почвы плотные из-за сильносвязанного молекулярного притяжения. Связные почвы и вода не будут смешиваться легко при насыщении водой, но только когда почва станет влажной, она будет казаться липкой.

Гранулированные грунты: Размер частиц этих грунтов составляет.003 ”или больше, как песок. Одно из свойств зернистых почв — то, что вода легко стекает через частицы почвы. Чем крупнее частицы, тем крупнее оборудование, необходимое для достижения более низких частот и более высокого усилия уплотнения. Пластинчатые уплотнители обычно являются лучшим вариантом для уплотнения сыпучих грунтов, но в зависимости от частоты вибрации и размера частиц, реверсивные плиты и двухбарабанные катки также подходят для этого типа работ.

Смешанные грунты: Иногда грунты могут быть смесью обоих типов, глины и гранулированных материалов, поэтому выбор подходящего оборудования для уплотнения затруднен.Мы рекомендуем испытательное оборудование, чтобы подобрать лучшую машину для желаемой работы.

Прежде чем беспокоиться о самой почве, следуйте этим рекомендациям для достижения оптимальных характеристик дорожного покрытия. Уплотнение является ключевым фактором улучшения почвы и ее точной подготовки. Поэтому за каждым грунтом стоит специальный метод тестирования, позволяющий достичь желаемых результатов.

Глоссарий

• Собственный вес машины: Собственный или несгруженный вес объекта или машины.

• Почва: Рыхлый поверхностный материал земной коры.

• Оптимальное содержание влаги: процент влажности, при котором наибольшая плотность почвы может быть получена путем уплотнения.

• Кривая Проктора: Лабораторный метод определения оптимального содержания влаги. Он почти повсеместно используется для определения максимальной плотности любого грунта, чтобы можно было должным образом подготовить спецификации для требований полевого строительства.

• Тест-полоски: Полоска материала, содержащего химические вещества, которые реагируют на определенные вещества.

Передача энергии и влияющие факторы в почве при уплотнении

Реферат

В Китае производство земляных работ и засыпки на больших площадях быстро выросло с расширением строительных площадок. Качество заливочной инженерии — важнейшая гарантия устойчивости строительных конструкций.Среди всех исследований насыпного грунта характеристики уплотнения имеют важное значение для определения прочности и стабильности техники заполнения. В этой статье два слоя лессовидного грунта были уплотнены с помощью испытательной системы собственного производства с тремя различными значениями энергии уплотнения. На основании полученного в ходе испытаний изменения придонного давления грунта было исследовано влияние параметров уплотнения на придонное давление грунта. Результаты показывают, что кривую уплотнения можно использовать вместо кривой изменения придонного давления грунта в зависимости от содержания воды; по мере увеличения плотности почвы придонное давление почвы увеличивается до максимума.Соотношение коэффициента энергозатрат грунтового основания ( σ / σ _z ) и количества слоев грунта экспоненциально и свидетельствует об устойчивости скелета грунта, образовавшегося при уплотнении. В данной статье описываются характеристики уплотнения лессовидного грунта с точки зрения передачи энергии, а сделанные выводы составляют теоретическую основу для проектирования грунтового наполнителя.

Образец цитирования: Li J, Bai X, Ma F (2020) Передача энергии и влияющие факторы в почве во время уплотнения.PLoS ONE 15 (11): e0242622. https://doi.org/10.1371/journal.pone.0242622

Редактор: Василис Г. Ашонитис, Институт почвенных и водных ресурсов ELGO-DIMITRA, ГРЕЦИЯ

Поступила: 12 марта 2020 г .; Принят в печать: 5 ноября 2020 г .; Опубликован: 20 ноября 2020 г.

Авторские права: © 2020 Li et al. Это статья в открытом доступе, распространяемая в соответствии с условиями лицензии Creative Commons Attribution License, которая разрешает неограниченное использование, распространение и воспроизведение на любом носителе при условии указания автора и источника.

Доступность данных: Все соответствующие данные находятся в рукописи.

Финансирование: Сяохун Бай, Национальный фонд естественных наук Китая (№ 51178287 и 51578359), Инновационный фонд последипломного образования Цзе Ли провинции Шаньси (№ 2018BY055) Эти фонды играют роль в дизайне исследования, а также в сборе и анализе данных.

Конкурирующие интересы: Авторы заявили об отсутствии конкурирующих интересов.

Введение

В настоящее время существует большое количество инженерных работ для расширения строительных площадок в Китае [1].Многие серьезные проблемы препятствуют контролю прочности и устойчивости почвы во время уплотнения. Например, различные инженерные проблемы, такие как растрескивание дорожного покрытия из-за недостаточной прочности заполнения, возникали одно за другим в Ханьдане, Китай [2]. В районах Яньань и Ланьчжоу в Китае мощность заполнения некоторых проектов составляет> 50 м, а в некоторых проектах уже наблюдались деформации и разрушение [3]. Из-за недостаточного уплотнения дорожного полотна на железной дороге Пекин-Коулун произошло много случаев проседания дорожного полотна и других бедствий [4].Следовательно, чтобы уменьшить инженерные трудности при заполнении, необходимо строго контролировать параметры уплотнения. Тем не менее, точное определение степени уплотнения является критически важным аспектом в проектировании розлива. Компактность часто используется для обозначения качества заполнения. Компактность — это соотношение между плотностью уплотнения в полевых условиях и максимальной плотностью в сухом состоянии, испытанной в лаборатории [5]. Используемый метод уплотнения, такой как роликовое уплотнение, трамбование и вибрационное уплотнение, также влияет на качество уплотнения.Независимо от метода, грунт уплотняется до необходимой плотности за счет сжатия пор грунта. Максимальная плотность в сухом состоянии, испытанная в лаборатории, представляет собой пиковое значение кривой уплотнения (то есть соотношение между содержанием воды и плотностью в сухом состоянии), полученное в результате испытания на тяжелое уплотнение в лаборатории. Для расчета плотности и точного контроля параметров уплотнения многие исследователи исследовали процесс уплотнения и механизм мелкозернистого грунта.Обобщая многочисленные инженерные практики, Проктор [6] подчеркнул смазывающий эффект воды в почве во время уплотнения. Хогентоглер [7] рассмотрел механизм уплотнения с точки зрения вязкости воды в почве. Ламбе [8] объяснил механизм уплотнения в сочетании с физическими и химическими эффектами структуры почвы и поверхности частиц. Олсон [9] резюмировал вышеупомянутые теоретические основы и предложил теорию эффективного напряжения для объяснения механизма уплотнения.

На качество уплотнения влияет множество факторов. Гуртуг и Шридхаран [10] предложили использовать предел пластичности на основе почвы для определения оптимального содержания воды и максимальной плотности в сухом состоянии образцов почвы при различных энергиях уплотнения. Noor et al. [11] предложили аналогичный метод с использованием в качестве объекта исследования мелкозернистого грунта. Янг [12] изучил изменение уплотненного лесса при различной энергии уплотнения и содержании воды и сообщил, что качество уплотнения зависит от строгого контроля содержания воды.Особенно важно определить оптимальное содержание воды и максимальную сухую плотность образцов почвы. Митчелл [13] изучил лесс под действием вибрационной нагрузки и сообщил, что количество вибрационных уплотнений существенно влияет на прочность лёсса на сдвиг. Лю [14] провел испытания уплотнения с шестью типами энергии уплотнения и предположил существование «экономичной работы по уплотнению». Цзян [15] проанализировал лессовый наполнитель после уплотнения посредством лабораторных геотехнических испытаний и предположил, что плотность в сухом состоянии, содержание воды и другие факторы влияют на прочность и деформацию уплотненного лесса.Многие специалисты анализировали механические свойства уплотненного грунта. Xiao et al. [16] изучили механические свойства илистого грунта, показав, что образцы грунта не были хорошо отсортированы с большим объемом воздуха после уплотнения, что препятствовало уплотнению. Jia et al. [17] обнаружили, что сила сцепления уплотненного лёсса увеличивается с увеличением его плотности. Лу и др. [18] изучали глину с высоким пределом текучести, используя численное моделирование, чтобы проанализировать влияние начальной плотности насыпного грунта на устойчивость откосов насыпи.

Были проведены обширные исследования факторов, влияющих на эффект уплотнения и механические свойства насыпного грунта после уплотнения. Однако текущих знаний о передаче энергии в почве во время уплотнения остается недостаточным, например: как энергия уплотнения проходит через почву и как параметры уплотнения влияют на передачу энергии. В этом исследовании испытания на уплотнение проводились при различных энергиях уплотнения и слоях грунта для проверки давления грунта на дно во время уплотнения.С точки зрения передачи энергии в данной статье изучается взаимосвязь между ударной силой уплотнения и давлением на дно грунта при различных энергиях уплотнения и слоях грунта, а также определяется процесс передачи энергии при различных условиях уплотнения.

Материалы и методы

Образцы почвы были взяты с участка насыпи лёсса в округе Нинву, городе Синьчжоу, провинция Шаньси, Китай, с географическими координатами 111 ° 50′-120 ° 40 ‘восточной долготы и 38 ° 31’- 39 ° 8 ‘северной широты.Провинция Шаньси, Китай, и сушится естественным путем. Основные физические свойства образцов грунта, измеренные в соответствии со «стандартом для методов испытаний грунтов» [19], перечислены в таблице 1. Удельный вес частиц грунта ( d _s ) составлял 2,70. Предел жидкости ( W _L ) и предел пластичности ( W _P ) составляли 25,5% и 16,6% соответственно. Показатель пластичности ( I _p ) грунта составил 8.9 ≤ 10, а содержание в нем частиц размером более 0,075 мм составляло 1,8% <50%, поэтому он называется илом в соответствии с «Правилами проектирования фундамента здания» [20].

Испытания на уплотнение проводились с использованием стандартного переносного компактора JDS-3. Стандартный портативный компактор JDS-3 используется для определения взаимосвязи между плотностью почвы и содержанием воды, тем самым определяя максимальную плотность в сухом состоянии и соответствующее оптимальное содержание воды. Вес молота можно изменить с 2.От 5 кг до 4,5 кг. Вес и высоту падения можно регулировать в соответствии с различными требованиями к испытаниям. Диаметр цилиндра составляет 152 мм, что в три раза больше диаметра молотка, что позволяет до определенной степени рассеивать энергию вбок. При испытании были заданы энергия уплотнения E (кДж / м ³ ) и количество слоев грунта n . В соответствии с объемом V (м ³ ) сплошного цилиндра, силой тяжести молота W (кН × 10 ⁻³ ) и расстоянием падения d (м) Молота количество ударов N , необходимое для каждого слоя грунта, можно рассчитать по формуле (1) с необходимыми параметрами уплотнения, указанными в таблице 2.

(1)

Для изучения влияния различной энергии уплотнения и толщины грунта на перенос энергии были выбраны три значения энергии уплотнения ( E ): 2684,9 кДж / м ³ , 2013,7 кДж / м ³ и 1208,2 кДж / м ³ . Каждая энергия уплотнения применялась к образцам грунта с двумя различными конфигурациями, состоящими из трех и пяти слоев, что дало шесть групп испытаний на уплотнение.

Образцы почвы приготовлены сухим способом; высушенный на воздухе образец почвы был равномерно перемешан и просеян для получения частиц с максимальным размером 2 мм.Основываясь на пределе пластичности образца почвы, было установлено, что содержание воды находится в пределах диапазона подготовки. В каждой тестовой группе были приготовлены четыре группы с разным содержанием воды. Согласно качеству м (г) образца сухого грунта, содержанию воды w ₀ (%) образца сухого грунта и расчетному содержанию воды w (%) из четырех групп образцов почвы, количество воды м _w (г), необходимое для каждой группы образцов почвы, было рассчитано по формуле (2).Во время приготовления сухую почву и воду полностью перемешивали и перемешивали перед тем, как поместить в увлажняющую посуду на 24 часа, чтобы обеспечить равномерное распределение воды в почве.

(2)

Подготовленные образцы грунта каждой группы были испытаны в шести описанных испытательных группах в соответствии с параметрами уплотнения, приведенными в таблице 2.

Для анализа передачи энергии в почве во время уплотнения этот процесс был улучшен по сравнению с традиционными портативными катками.Коробка давления грунта (DZ-I) была уложена в центре нижней части устройства для уплотнения для измерения давления, передаваемого на дно грунта во время ударного уплотнения. Датчик силы удара (KC8731), собственная частота которого больше или равна 40 кГц, а чувствительность к заряду составляет 3,6 пк / Н, был размещен в нижней части молота для измерения силы удара при уплотнении грунта молотком. Испытательная система показана на рис. 1 с единицей измерения длины метки в миллиметрах. Черная часть — это место расположения коробки давления почвы и датчика силы удара.Датчик соединен с тензодатчиком (KC8951) и прибором для сбора данных (KC7703-12) для тестирования. Чувствительность тензодатчика составляет 0,5 В / 100 мкс, а частотная характеристика составляет ~ 100 кГц постоянного тока, максимальная частота выборки прибора для сбора данных составляет 1 ~ 500 тыс. Выборок в секунду. Общая надежность выборки выше.

Процедура уплотнения такая же, как и при испытании на уплотнение в лаборатории. Чтобы устранить граничный эффект, в этом исследовании указывается только давление грунта на дне и сила удара отбойного молотка в центре цилиндра уплотнения при различных условиях уплотнения.Текущий стандарт большинства стран в стране и за рубежом [20–22] предусматривает лабораторное испытание на уплотнение, подобное этому документу, для получения максимального лабораторного индекса плотности в сухом состоянии для сравнения с плотностью в сухом состоянии в полевых условиях. Следовательно, необходимо изучить, как передается энергия при лабораторном уплотнении. Согласно стандарту для методов испытаний грунта [19], последний ход каждого цикла попадает в середину образца грунта во время уплотнения; 14 ходов определены как один цикл. Поэтому, чтобы точно измерить давление грунта на дне в центре, измерения в различных условиях перечислены в таблице 3.

Результаты и обсуждение

Результаты испытаний на уплотнение для шести групп перечислены в таблице 4, а кривые уплотнения показаны на рис. 2 (A) и 2 (B).

Как показано на Рис. 2 (A) и 2 (B), сухая плотность почвы при одинаковой энергии уплотнения и слоев почвы сначала увеличивалась с увеличением содержания воды, а затем уменьшалась с увеличением содержания воды после достижения оптимального уровня. Абсцисса, соответствующая пиковой плотности, соответствует оптимальному содержанию воды w _op (%) образца почвы при соответствующей энергии уплотнения, а ордината соответствует максимальной сухой плотности ρ _dmax (г / см ³ ).С увеличением энергии уплотнения оптимальное содержание воды в почве уменьшается, а максимальная плотность в сухом состоянии увеличивается в соответствии с характеристиками кривой уплотнения мелкозернистого грунта. Оптимальное содержание воды и максимальная плотность в сухом состоянии при различных условиях приведены в Таблице 5.

В испытаниях на уплотнение шести групп в различных условиях давление грунта на дно каждого слоя измеряется с помощью шкафа давления грунта на дне грунта. В то же время сила удара молота измеряется датчиком силы удара во время уплотнения.Поскольку процессы уплотнения и повторного формования каждого слоя почвы аналогичны [23], изменения давления грунта на дно для каждого слоя также похожи. На рис. 3 показана кривая изменения давления грунта на дно при оптимальном содержании воды в зависимости от количества ударов молотком по каждому образцу грунта (соответствующего последнему удару каждого цикла), с энергией уплотнения 2684,9 кДж / м ³ и три слоя почвы.

Рис. 3 показывает, что давление грунта на дно увеличивается с увеличением числа ударов молота, достигая максимума при последнем ударе каждого слоя.Во время испытаний по мере увеличения числа ударов почва становится все более плотной, энергия уплотнения не используется для уплотнения почвы, а передается непосредственно на дно почвы через устойчивый каркас почвы, а сила удара передается на почвенное дно увеличивается. По мере увеличения количества слоев почвы толщина почвы увеличивается, а давление грунта на дно продолжает увеличиваться относительно количества штрихов одного слоя, но с увеличением числа штрихов оно увеличивается медленнее, а максимальное значение заметно уменьшается. .Этот анализ показывает, что увеличение толщины почвы увеличивает длину пути воздействия силы удара, передаваемой на дно почвы. Поскольку эффективная глубина действия силы фиксирована, сила, передаваемая на дно почвы, уменьшается, поэтому давление на дно почвы также уменьшается.

Для исследования изменения передачи энергии в процессе уплотнения регистрировали силу удара молота и давление грунта на грунт при ударе молотка по грунту, максимальное давление грунта на грунт σ (МПа ) каждого слоя грунта и соответствующее значение ударной силы молота σ _z (МПа) (т.е. максимальная сила удара молота). Конкретные данные показаны в таблицах 6 и 7. Отношения между значениями давления грунта на дне и содержанием воды показаны на рисунках 4 (A) –4 (C) и 5 ​​(A) –5 (C).

На рис. 4 и 5 показано, что при одинаковой энергии уплотнения в каждом слое почвы значение σ сначала увеличивается с увеличением содержания воды, а затем уменьшается с увеличением содержания воды выше оптимального уровня и максимального давления. Пиковое значение в каждом слое почвы происходит при оптимальном содержании воды и, следовательно, максимальной плотности сухого грунта.Это связано с тем, что при одинаковой энергии уплотнения, когда содержание воды в каждом слое почвы низкое, между частицами возникает большое сопротивление трению, которое нелегко уплотнить. В начале уплотнения почва находится в рыхлом состоянии. Согласно теории уплотнения Био, поверхность контакта частиц почвы на единицу площади мала, поэтому сила, передаваемая на дно почвы, мала, а значение давления на дно почвы низкое. Большая часть силы удара поглощается частицами почвы, преодолевая сопротивление между частицами.По мере увеличения содержания воды вода на поверхности частиц начинает играть смазывающую роль, уменьшая сопротивление между зернами. Под действием уплотнения рыхлые частицы почвы постепенно образуют прочный каркас почвы, и площадь контакта частиц почвы увеличивается, поэтому энергия, передаваемая на дно почвы, увеличивается. При содержании воды, превышающем оптимальный уровень (> w _op ), воздух в почве изолируется и не может рассеиваться во время уплотнения.Когда ударная сила прилагается к почве, большая часть силы приходится на поровую воду и поровый газ, но лишь небольшая часть передается на дно почвы, и давление внизу почвы уменьшается. Изменение максимального придонного давления грунта σ каждого слоя с содержанием воды также показывает свойства уплотнения мелкозернистого грунта с точки зрения передачи энергии.

Как видно из таблиц 6 и 7, максимальное значение силы удара каждого слоя грунта практически не изменилось, около 6.10 МПа при примерно оптимальном содержании воды ( w _op ± 2%). Однако, когда содержание воды было слишком низким или слишком высоким, сила удара значительно уменьшалась. Это связано с тем, что почва легко уплотняется до оптимального содержания воды. Когда грунт достигает относительно плотного состояния, сила, отраженная от поверхности грунта к дну молота, остается неизменной. Однако, когда содержание воды слишком низкое или слишком высокое, уплотнение затрудняется.Почва относительно рыхлая, а сила реакции уплотняющего молота мала, поэтому сила удара мала.

Для изучения эффективности передачи энергии при уплотнении были проанализированы образцы грунта с разной энергией уплотнения при условии оптимального содержания воды. Когда почва достигает максимальной сухой плотности ρ _dmax в соответствующих условиях, механические параметры почвы относительно стабильны.Когда ударная сила прилагается к грунту, напряжение в грунте не распространяется в поперечном направлении, а только передается вниз, и углом распространения напряжения можно пренебречь [24]. Таким образом, отношение максимального придонного давления грунта σ каждого слоя к соответствующему значению ударной силы молота σ _z определяется как коэффициент энергопотребления грунта на дне ( σ / σ _z ).Коэффициенты энергопотребления грунта при различных энергиях уплотнения ( w = w _op ) показаны в таблицах 6 и 7.

Рис. 6 показывает, что независимо от слоя почвы значение σ / σ _z в каждом слое увеличивается с увеличением энергии уплотнения, но эта тенденция не является существенной. Поскольку сила удара σ _z на один ход молотка является постоянной, чем выше значение σ / σ _z , тем больше значение σ .Процесс увеличения энергии уплотнения в лабораторных испытаниях на уплотнение определяется совокупным числом ходов. Когда энергия уплотнения увеличивается, количество ударов на слой увеличивается, частицы более плотно упаковываются вместе, плотность в сухом состоянии больше, и, следовательно, больше энергии передается на дно почвы той же толщины. Однако по мере того, как энергия уплотнения продолжает увеличиваться, изменение значения σ / σ _z замедляется, что означает, что увеличение энергии уплотнения не позволяет больше поглощать энергию в почву, что приводит к трата энергии.

Как видно из рисунков 3–7, при той же энергии уплотнения значение σ / σ _z каждого слоя уменьшается с увеличением количества слоев почвы, но уменьшение уменьшается и, наконец, приближается к нуль. Изменения в различных условиях были подогнаны, и результаты показаны в Таблице 8.

Взаимосвязь между коэффициентом энергопотребления дна почвы ( σ / σ _z ) и слоями почвы можно резюмировать следующим образом: (3)

При условии равной энергии уплотнения с увеличением слоев почвы коэффициент энергопотребления грунта на дне уменьшается, и изменение аналогично экспоненциальной функции.Когда n = 3, диапазон изменения коэффициента, относящегося к n , k больше, и диапазон составляет более 10%. Когда n = 5, k в основном стабильно. Представленный здесь эксперимент показывает, что почва, образованная пятью слоями уплотнения, более однородна, а каркас почвы более устойчив, чем почва, образованная трехслойным уплотнением. Коэффициент k ‘ — это коэффициент корреляции энергии уплотнения E .Можно видеть, что независимо от того, n = 3 или 5, k ‘ линейно увеличивается с увеличением E , и диапазон увеличения остается тем же. Следовательно, в условиях эксперимента, описанных в этой статье, эффект уплотнения, полученный при использовании пяти слоев, лучше, чем при использовании трех слоев.

Основываясь на приведенных выше выводах, при выполнении уплотнения почвы на площадке следует учитывать комплексные эффекты энергии уплотнения, содержания воды и количества слоев почвы.По мере увеличения энергии уплотнения сухая плотность почвы увеличивается, но скорость роста постепенно уменьшается, а прочность почвы уменьшается с увеличением сухой плотности после достижения определенного предела, что приводит к чрезмерному уплотнению. Эффект уплотнения лучше при оптимальном содержании воды. Недостаточная влажность соответствует большому сопротивлению между зернами и сложному уплотнению почвы. Избыток воды соответствует неполному уплотнению и явлениям мягкой упругости.Во время уплотнения следует контролировать толщину слоя почвы. Чрезмерная толщина блокирует передачу ударной силы на нижнюю часть слоя почвы, создавая рыхлую структуру на дне, и каркас почвы становится нестабильным. Чрезмерная толщина и энергия уплотнения приводят к потере энергии уплотнения. Следовательно, для процессов уплотнения необходимо всесторонне учитывать энергию уплотнения, содержание воды и толщину слоя почвы.

Заключение

В этой статье исследуется взаимосвязь между ударной силой уплотнения и давлением на дно грунта при различных энергиях уплотнения и слоях грунта, а также определяется процесс передачи энергии при различных условиях уплотнения.При условии, что и нижняя, и боковая части образца грунта жестко ограничены, в результате исследований и анализа были получены следующие полезные выводы, а также предложены разумные предложения для инженерной практики:

1. Во время уплотнения давление грунта на дно в каждом слое увеличивается с количеством ударов молота. Когда почва достигает максимальной сухой плотности, придонное давление почвы становится максимальным.
2. В каждом слое почвы при одинаковой энергии уплотнения кривая изменения давления грунта на дно в зависимости от содержания воды аналогична кривой уплотнения.Это может выявить свойства уплотнения с точки зрения передачи энергии.
3. В условиях оптимального содержания воды при различной энергии уплотнения коэффициент потребления энергии грунтом на дне каждого слоя немного увеличивается с увеличением энергии уплотнения и, наконец, имеет тенденцию оставаться неизменным. Однако, поскольку энергия уплотнения для каждого хода одинакова, слепое увеличение энергии уплотнения приведет к потерям энергии.
4. При условии равной энергии уплотнения с увеличением количества слоев грунта коэффициент энергопотребления грунта на дне уменьшается, и изменение аналогично экспоненциальной функции.Когда коэффициент энергопотребления приближается к 0, энергия уплотнения достигла максимальной глубины действия. В условиях эксперимента каркас грунта после пяти слоев уплотнения более устойчив, чем после трех слоев уплотнения.

Ссылки

1. 1. Пэн Л.Ю., Лю Дж.К., Чен Л.Х. Прочностные и пластичные характеристики ненасыщенных уплотненных илов. Rock Soil Mech. 2008; 8: 2241–2245.
2. 2. Shen AQ, Zheng NX, Су И, Ли XW, Сон XH.Исследование уплотняющего механизма и технологии строительства насыпи дорожного полотна несущим песчаным илом с низкой предельной жидкостью. Чайна Дж. Хайв. Трансп. 2000; 13: 12–15.
3. 3. Ма И, Ван Дж., Пэн С. Дж., Ли Б. Механизм деформации и разрушения лессовых склонов с высоким прилипанием. Подбородок. J. Geotech. Англ. 2016; 38: 518–528.
4. 4. Ли XM, Zhang H, Sun YZ. Прочностные характеристики ненасыщенного ила в условиях аспирационного контроля. Дж. Синьян Норм. Univ., Nat. Sci. Эд. 2017; 30: 478–483.
5. 5. Чжан К.Г., Лю С.Ю. Механика грунта. 3-е изд. Пекин: Китайская архитектурно-строительная пресса; 2010.
6. 6. Проктор Р. Проектирование и строительство рулонных земляных дамб. Англ. Новости-Рек. 1933; 31: 245–248; 286–289; 348–351; 372–376.
7. 7. Hogentogler CA. Уплотнение земляных насыпей. Из материалов Совета по исследованию шоссе, Вашингтон, 1938 г .; 18: 155
8. 8. Lambe TW. Структура уплотненной глины. ASCE J.Soil Mech. Нашел. Div. 1958; 84: 1–34.
9. 9. Олсон RE. Устройство насыпей на мягких глинах: (Тридцать первая Терзаги лекция). J. Geotech. Geoenviron. Англ. 1998; 124: 659–669.
10. 10. Гуртуг Ю., Шридхаран А. Прогнозирование характеристик уплотнения мелкозернистых грунтов. Геотехника, 2002; 52: 761–763.
11. 11. Нур С., Читра Р., Гупта М. Оценка прокторных свойств уплотненных мелкозернистых грунтов по индексу и физическим свойствам.Int. J. Earth Sci. Англ. 2011; 4: 147–150.
12. 12. Ян Дж, Бай XH, Ван LH. Исследование механических свойств лессов уплотнения с различным исходным содержанием воды. J. Taiyuan Univ. Technol. 2012; 6: 669–673.
13. 13. Митчелл Дж. Отчет о состоянии почвы. X заседание ICSMFE. Стокгольм: Балкерн А.А., 1981; 509–565.
14. 14. Лю З.С. Испытание на уплотнение и изучение песчаного маложидкостного ила. Хайв. 1994; 8: 29–31.
15. 15.Цзян WH. Исследование прочностных и деформационных свойств лессового наполнителя дорожного полотна. M. Eng. Тезис. Чанъаньский университет. 2004. Доступно по адресу: http://kns.cnki.net/kns/detail/detail.aspx?FileName=2004133286.nh&DbName=CMFD2005.
16. 16. Сяо Дж. Х., Лю Дж. К., Пэн Л. Ю., Чен Л. Х. Влияние плотности и содержания аллювиального ила реки Хуанхэ на его механическое поведение. Rock Soil Mech. 2008; 2: 409–414.
17. 17. Цзя Л., Чжу Ю.П., Чжу Дж. Факторы, влияющие на прочность на сдвиг лёсса Малан и Лиши, уплотненного лёссом в Ланьчжоу.Подбородок. J. Geotech. Англ. 2014; z2: 120–124.
18. 18. Лу Б, Чен Кью, Чен XQ. Влияние компактности на устойчивость глиняной насыпи с высоким пределом текучести. J. Chin. & Иностранный Highw. 2018; 38: 21–25.
19. 19. Министерство водных ресурсов Китайской Народной Республики. Стандарт на метод испытания почвы. Пекин: China Planning Press; 2019.
20. 20. Министерство жилищного строительства и городского и сельского развития Китайской Народной Республики. Нормы проектирования фундамента здания.Пекин: пресса о строительной индустрии Китая; 2011.
21. 21. ASTM D698–12e2. Стандартный метод испытаний лабораторных характеристик уплотнения почвы с использованием стандартных усилий. ASTM International, 2012. Доступно по адресу: https://www.astm.org.
22. 22. ASTM D1557–12e1. Стандартный метод испытаний лабораторных характеристик уплотнения почвы с модифицированным усилием. ASTM International, 2012. Доступно по адресу: https://www.astm.org.
23. 23. Шан Й.Дж., Ли Дж., Бай XH.Исследование изменения давления почвы в процессе уплотнения лесса. Констр. Technol. 2017, 46: 95–97, 102.
24. 24. Сян Чж, Ху ХХ, Ву GQ. Численное моделирование динамических характеристик грунта в условиях сильного уплотнения. J. Water Resour. and Water Eng. 2015; 6: 207–211.

Сильная корреляция между лабораторной динамической CBR и характеристиками уплотнения песчаного грунта

Повторяемость лабораторного динамического CBR-теста

Как упоминалось ранее, динамические значения CBR были определены для каждого образца почвы CBR после оценки свойств уплотнения.Испытание проводилось, когда падающий груз создавал определенный импульс силы на поршне CBR, см. Рис. 2. Затем динамические значения CBR были определены с использованием любого из формул. 1 или 2, как описано ранее. Обратите внимание, что для корреляции CBR _LD с характеристиками уплотнения стало необходимо сначала изучить повторяемость лабораторных динамических испытаний CBR, чтобы решить, какое значение CBR _LD будет выбрано для корреляционного анализа. Для достижения цели исследования повторяемость лабораторного динамического теста CBR проверялась до шести капель на каждый тестируемый образец почвы.

Рис. 2

Лабораторное динамическое испытание CBR на образцах песчаного грунта CBR, приготовленных с использованием модифицированного метода уплотнения

Результаты испытаний показали, что CBR _LD значительно увеличился с увеличением количества падений. Измерения от первого падения обычно были меньше, чем измерения, полученные от последующих, как показано на рис. 3. Из этого рисунка видно, что наибольшее увеличение наблюдается между CBR _LD , проведенным от первого падения, и CBR _{. LD} , проведенный от второй капли для всех испытанных образцов CBR при разном содержании воды в формовке.

Рис. 3

Влияние последовательных капель на лабораторные динамические значения CBR при разном содержании формовочной воды

Кроме того, что касается рис. 3, можно заметить, что для образцов грунта, уплотненных при относительно высокой плотности (т.е. кривые для W = 0%, 0,6%, 1,6%, 10,2%, 12,4% и 13,8% содержания воды) , различия между CBR _LD , вычисленным по первой и второй каплям, велики, но затем различия исчезают с увеличением количества капель.Напротив, для образцов CBR, уплотненных при относительно низкой плотности (например, для W = 2,8%, 4,8% и 8), кривые CBR _LD все еще имеют резкую тенденцию к увеличению с увеличением количества капель, даже когда достигаются шестые капли. для этих образцов. Эта возрастающая тенденция указывает на то, что образцы, уплотненные при более низкой плотности, имеют более высокую способность проявлять уплотнение при последовательном падении веса. Это наблюдение хорошо согласуется с результатами, представленными на рис.4, которые иллюстрируют, что для сильно уплотненных образцов грунта с более высоким CBR _LD , измеренным с первого падения, коэффициент вариации (COV), иногда называемый процентной ошибкой, между CBR _LD измеряется от первого и второго снижения.

Рис. 4

COV по сравнению с CBR _LD , рассчитанный по первому падению

Сопоставляя COV с содержанием воды в формовке, как показано на рис. 5, можно заметить, что общая тенденция кривой COV — это резкое увеличение COV с увеличением содержания воды в формовке. После достижения 8% содержания воды в формовке эта тенденция исчезает с дальнейшим увеличением содержания воды в формовке.

Рис. 5

Влияние содержания воды на процентную погрешность в результате динамических значений CBR 1-й и 2-й капель

Что касается фиг.4 и 5, ошибка в процентах составляет от 17,9 до 54,8% для CBR _LD , рассчитанная на основе первого и второго сбросов. Столь высокие значения COV можно объяснить сильным уплотнением, вызванным падением веса на исследуемый образец грунта, вызванным падающим грузом (даже для тех, которые уплотнены с высокой плотностью).

Таким образом, можно сделать вывод, что лабораторный динамический тест CBR не является повторяемым тестом, и по многим соображениям, как обсуждается ниже, следует рассматривать лабораторный CBR _LD , полученный только в результате первого падения.Поскольку лабораторные пробы почвы CBR обычно готовятся в условиях контролируемого уплотнения и содержания воды, не рекомендуется исключать CBR первой капли и учитывать CBR второй капли, а также не применять капли при расчете динамической CBR в лаборатории. Это соображение важно, чтобы избежать переоценки лабораторного динамического CBR при рассмотрении второго падения CBR _LD .

Конечно, COV между первым и вторым падением CBR _LD зависит от типа грунта и его способности проявлять дальнейшее уплотнение за счет дополнительных падений, но из соображений безопасности и во избежание завышенной оценки измеренного динамического CBR. значений и, следовательно, несущей способности испытанного грунта, рекомендуется учитывать только динамические значения CBR, полученные в результате первого падения, при измерении лабораторного динамического CBR.Что касается повторяемости динамического испытания CBR в полевых условиях, что выходит за рамки данной статьи, можно принять во внимание ровность и однородность контактной поверхности почвы и пластины динамической нагрузки CBR при оценке повторяемости динамического испытания CBR в поле.

Из-за неповторяемости лабораторного динамического теста CBR, как обсуждалось ранее, значения CBR _LD , вычисленные по первым каплям, были учтены в корреляционном анализе и во всех следующих прогнозных уравнениях.3-5 и фиг. 6, 7, 8.

Рис. 6

Результаты динамического испытания CBR в зависимости от содержания воды в формовке

Рис.7

Динамические значения CBR в зависимости от плотности в сухом состоянии испытанных образцов грунта CBR

Рис. 8

a 2D и b 3D сравнение лабораторных и расчетных CBR _LD для образцов грунта различной плотности уплотнения и содержания воды в формовочной среде

Влияние содержания воды и плотности на CBR

_LD

Что касается влияния содержания воды в формовке на CBR _LD испытанных образцов грунта, это можно увидеть на рис.6 видно, что CBR _LD достигает наивысшего значения в случае образцов, уплотненных при оптимальном сухом содержании воды 0%.

Также из рис. 6 можно заметить, что, когда содержание воды в формовке выше, чем в сухом состоянии, CBR _LD уменьшается до 5% содержания воды в формовке, а затем снова увеличивается при увеличении содержания воды от 5%. примерно до 12% (оптимальное содержание воды на влажной стороне). При w = 12% сообщается о другом пике CBR _LD . Увеличение содержания воды в формовке выше 12% привело к снижению измеренных значений CBR _LD .{2} — {11}. 3 1 8 {\ text {W}} + 3 5. 5 8 9 $$

(3)

где W — содержание воды в формовке в%.

Высокий коэффициент корреляции (R) 0,896 наблюдался из уравнения. (3). Коэффициент корреляции обычно определяется как единое итоговое число, которое дает вам хорошее представление о том, насколько тесно одна переменная связана с другой переменной [6]. Обратите внимание, что степень силы связи зависит от значения коэффициента корреляции.Согласно Андерсону и Склову [1], R = 0,896 указывает на сильную корреляцию.

Кроме того, рис. 6 показывает, насколько близки предсказанные CBR _LD из уравнения. (3) к измеренным значениям CBR _LD для широкого диапазона содержания воды в формовке.

Кроме того, на рис. 7 показана развитая взаимосвязь между значениями CBR _LD и сухой плотностью испытанного песчаного грунта. Из рис. 7 видно, что CBR _LD нелинейно возрастает с увеличением сухой плотности исследуемых образцов грунта.{2} + {17376} 0 \ rho _ {\ text {d}} — 9 8 7 2 9 $$

(4)

где ρ _d — сухая плотность испытанных образцов грунта в г / см ³ .

Высокий коэффициент корреляции уравнений. (3) и (4) указывают на сильную зависимость лабораторного динамического CBR от основных параметров уплотнения (т. Е. От содержания воды в формовке и плотности в сухом состоянии), и, следовательно, можно сопоставить измеренные значения CBR _LD с этими двумя основными параметрами. параметры уплотнения в одном прогнозном уравнении с использованием множественного регрессионного анализа, как описано в следующем абзаце.

Множественный регрессионный анализ

Поскольку основная цель этого исследования — предсказать простую и сильную корреляцию между значениями CBR _LD и основными параметрами уплотнения, а именно плотностью в сухом состоянии и содержанием воды в формовке, была использована модель множественной линейной регрессии. развиты, и математическая взаимосвязь проиллюстрирована в формуле. (5) ниже.

$$ {\ text {CBR}} _ {\ text {LD}} \ left (\% \ right) \, = \, 0. 3 5 4 6 {\ text {W}} + 1 1 8. 3 \ rho _ {\ text {d}} — 1 7 8.8 6 6 $$

(5)

, где W — содержание воды в формовке в%, а ρ _d — плотность уплотнения в сухом состоянии в г / см . (5) показано на рис. 8. Обратите внимание, что наблюдался коэффициент множественной корреляции (R), равный 0,913, что указывает на очень сильную корреляцию между измеренным CBR _LD и CBR _LD , предсказанным по формуле.(5).

2D и 3D сравнения между измеренными и прогнозируемыми значениями CBR _LD , показанными на рис. 8a, b соответственно.

Из рисунка 8 видно, что для многих испытанных образцов почвы измеренные и прогнозируемые значения CBR _LD были почти одинаковыми. Максимальное наблюдаемое различие составляло 5,3%, но в большинстве случаев абсолютные различия были менее 3,6%.

Уплотнение почвы — цель и последствия уплотнения грунта

Уплотнение почвы

Уплотнение почвы — это приложение механической энергии к почве для перегруппировки частиц, уменьшения пустотности и увеличения плотности почвы.При неправильном выполнении может произойти оседание почвы, что приведет к ненужным затратам на техническое обслуживание или разрушению конструкции. Уплотнение почвы имеет много преимуществ, но следует указать соответствующую степень уплотнения и проведение контроля качества для реализации этих преимуществ. Степень уплотнения почвы измеряется ее удельным весом, а оптимальная влажность w _c .

Максимальный сухой удельный вес (γ _{d (max)} ) — это максимальный удельный вес, который может достигнуть почва при использовании указанных средств уплотнения.

Оптимальное содержание воды (w _opt ) — это содержание воды, необходимое для того, чтобы почва достигла максимального веса сухой единицы после определенных способов уплотнения.

Цель уплотнения грунта

Основная причина уплотнения почвы — уменьшение последующей осадки при рабочих нагрузках. Прочие цели уплотнения грунта:

• Уплотнение почвы увеличивает прочность на сдвиг и несущую способность почвы.
• Уплотнение снижает коэффициент пустот, затрудняя прохождение воды через почву (просачивание воды). Это важно, если почва используется для удержания воды, которая требуется для земляной плотины.
• Уплотнение может предотвратить создание большого давления воды, которое вызывает разжижение почвы во время землетрясений. Уменьшение набухания (расширения) и обрушения (сжатия почвы) почвы.
• Повышенная устойчивость почвы и устойчивость откосов насыпей.
• Уменьшение повреждений от мороза.

Неправильное уплотнение

Неправильное уплотнение почвы приводит к разрушению конструкции из-за чрезмерной общей осадки и дифференциальной осадки. Это также вызывает растрескивание тротуаров, полов и подвалов. В случае заглубленных конструкций, водопроводных и канализационных труб, а также инженерных коммуникаций также возникают структурные повреждения. Если почва не будет хорошо уплотнена, она будет подвержена эрозии и может вызвать экологические проблемы.

Факторы, влияющие на уплотнение почвы

Типы уплотнения грунта

Существует четыре типа уплотняющего усилия на почве или асфальте:

• Вибрация
• Удар
• Замес
• Давление

Содержание воды для уплотнения поля

Когда к блоку добавляется влага, она действует как смазка между частицами почвы.Частицы почвы будут больше скользить друг по другу, вызывая большее уменьшение общего объема, что приведет к добавлению большего количества почвы и, следовательно, к увеличению плотности в сухом состоянии.

Указанное уплотнение может быть достигнуто при двух значениях влажности:

• Один до достижения максимального веса сухой единицы или оптимальной сухой массы.
• — другой после достижения максимального веса сухой единицы или оптимального веса влажного продукта.

Обычная практика — уплотнение почвы до оптимального уровня.Уплотняйте влажную почву, оптимально подходящую для набухающих (расширяющихся) почв, прокладку грунта для свалок твердых отходов и проектов, где изменение объема почвы из-за изменений условий влажности почвы недопустимо.

Содержание воды для уплотнения поля

Сравнение полевых катков для различных типов грунта

Сравнение полевых уплотнителей для различных типов грунта

Инженер-геолог должен проверить, соответствует ли уплотнение поля техническим требованиям. Показателем степени уплотнения (DC) является отношение полученной измеренной массы сухой единицы к желаемой массе сухой единицы.

DC = измеренная масса сухой единицы / желаемая масса сухой единицы

Видео испытания плотности поля

Сообщите нам в комментариях, что вы думаете о концепциях в этой статье!

Уплотнение

Сравнение магнитов

Почвенный коллоид подобен магниту. Если вы попытаетесь разделить магнит пополам между положительным и отрицательным полюсами, вы получите два новых магнита, каждый с положительным и отрицательным полюсами.Разделение магнита НЕ приведет к образованию отдельного положительного полюса и отдельного отрицательного полюса. С точки зрения фермеров, расщепление магнита относится к методам управления, которые разрушают электрические связи облака, окружающего коллоид почвы. Обычно они могут включать избыток солей, натрия, сульфатов, калия и / или магния из-за внесения удобрений или плохого качества воды, а также чрезмерное использование пестицидов, содержащих неактивные ингредиенты на основе солей. Когда эти методы управления происходят при перегрузке, коллоид почвы — в конечном итоге — становится настолько слабым, что разрушается, образуя множество дисперсных почв.Магниты разделены на множество более мелких крошечных магнитов, которые легко переносятся ветром и водой. Дисперсные почвенные коллоиды легко разрушаются. Они накапливаются в наших водных путях, загрязняя наши водные системы, а также разрушая структуру почвы, на которую мы полагаемся при выращивании наших сельскохозяйственных культур. Электрические заряды, которые когда-то скрепляли почвенные коллоиды в агрегаты, теряются, и каждый отдельный коллоид начинает разрушаться, вытесняя весь кислород — ключевой строительный блок всего живого — из почвы

Максимальный ограничивающий фактор

Уплотнение — самый ограничивающий фактор для успешного ведения сельского хозяйства, потому что по мере рассеивания почвенных коллоидов биологическая активность почвы прекращается.Растение демонстрирует более низкую эффективность использования питательных веществ, пониженное проникновение воды, повышенный дефицит питательных микроэлементов и ослабленный иммунитет. Мы часто попадаем в ловушку реакции на симптомы уплотнения с помощью опрыскивания микронутриентами листвы, усиленного орошения, увеличения поступления азота и общей зависимости от химических пестицидов для получения урожая. Все это продолжает рассеивать коллоиды почвы и вызывать уплотнение. Реагирование на симптомы только мешает нам когда-либо исправить причину.

Устранение минерального баланса, окружающего коллоид почвы, является первым шагом к устранению причины уплотнения. Доступный кальций играет ключевую роль в балансировании коллоидного «облака» почвы. Почему? Потому что доступный кальций в 40 раз больше электричества, чем медь. Что это обозначает? Это означает, что когда доступный кальций доминирует в почвенном коллоидном «облаке», каждый отдельный коллоид демонстрирует достаточный остаточный электрический заряд, чтобы соединить окружающие коллоиды. Создание почвенного агрегата.Когда коллоиды сгруппированы вместе, атмосферные газы могут проникать в почву. Увеличение взаимодействия почвы с атмосферой приводит к поступлению кислорода в почвенную систему, создавая обитаемый дом для полезных почвенных микробов.

Кто-то может возразить, что почвенные микробы являются ключом к исправлению уплотнения. Эти микробы производят гломалин. Гломалин представляет собой полисахарид — углерод, выделяемый из почвенных микробов, в частности микоризных грибов. Было замечено, что Гломалин чрезвычайно важен в динамике почвенной системы, однако это не первый шаг в агрегации почвы.Минеральный баланс, окружающий почвенный коллоид, должен быть инициирован, чтобы запустить процесс агрегации почвы, особенно при работе с уплотненными почвами. Биологии почвы нужен кислород, чтобы выжить. Без кислорода почвенные микробы не могут производить гломалин, поэтому почва не может образовывать агрегаты. Кислород создается, когда в катионах и анионах, окружающих почвенный коллоид, преобладает доступный кальций. Как только это будет достигнуто, коллоиды почвы начинают реструктуризацию и создание порового пространства. Теперь микробы могут размножаться, расти и выделять гломалин.Дальнейшее стимулирование агрегации почвенных коллоидов и создание здоровья почвы. Успешная реализация ЛЮБОЙ программы биологического земледелия начинается с первого шага — доступного кальция. Если вы не устраните основную причину проблемы, вы всегда будете реагировать на симптомы.

Поведение грунта при уплотнении

тезис

опубликовано 31.01.2017, 04:22 Куручук, медсестры

Уплотнение грунта широко применяется в инженерно-геологической практике. Он используется для максимизации сухой плотности грунта для уменьшения последующей осадки при рабочих нагрузках или для уменьшения проницаемости грунта.Прочность и стабильность конструкций во многом зависят от достижения надлежащего уплотнения. Разрушение конструкции дорог и аэродромов, а также повреждения, вызванные оседанием фундамента, часто можно отнести к неспособности обеспечить надлежащее уплотнение. По этой причине уплотнение грунта важно при инженерных работах, связанных с земляными работами. Уплотненные почвы по своей природе ненасыщены, в их пустотах есть как воздух, так и вода. Таким образом, принципы механики ненасыщенных грунтов имеют решающее значение для понимания поведения грунта при уплотнении.Существует несколько качественных исследований, которые пытаются объяснить поведение уплотненных почв, и существует обширная литература, посвященная поведению уплотненных почв. Тем не менее, фундаментальные исследования процесса уплотнения ограничены. Кроме того, текущие основные модели, доступные для ненасыщенных почв, предполагают, что состояние почвы после уплотнения является исходным состоянием почвы. Однако уплотненный грунт подвергается стрессу, который влияет на поведение после уплотнения. Принимая во внимание эти факты, все же остается то, что уплотнение почвы — сложное явление, которое плохо объясняется, особенно с количественной точки зрения.Дальнейшее понимание поведения уплотнения во время процесса уплотнения даст важные сведения о поведении уплотненного грунта. Основная цель этого исследовательского проекта — расширить существующие представления о процессе уплотнения почв. Исследование сосредоточено на трех различных областях: исследование экспериментального поведения грунтов в процессе статического уплотнения и получение данных для моделирования уплотнения; разработка модели уплотнения с использованием существующих основных моделей для ненасыщенных грунтов; и оценка эффективности этой модели при прогнозировании поведения уплотнения почв.В экспериментальной части испытания на статическое уплотнение проводились на двух разных зернистых грунтах — песке с 2% и 5% содержанием бентонита по весу. Испытания проводились на образцах с различным содержанием воды, чтобы наблюдать влияние всасывания матрикса на характеристики уплотнения. Первоначальное всасывание образцов в матрице измерялось с использованием техники перемещения оси нулевого типа, а вариации всасывания в матрице отслеживались в процессе уплотнения. Было обнаружено, что ненасыщенные образцы всегда были более сжимаемыми, чем насыщенные образцы.Этот результат противоречит предположению, сделанному в большинстве основных моделей, и, таким образом, моделирование поведения уплотнения с использованием этих моделей может привести к некоторым недостаткам. Кроме того, в зернистых почвах с низким содержанием воды метод перемещения оси оказался очень затратным по времени для измерений всасывания. Это было связано с наличием в образцах прерывистой водной фазы. Для разработки модели уплотнения определяющая взаимосвязь изменения объема для ненасыщенных грунтов, определенная в терминах двух независимых переменных напряжения, была включена в прогнозы порового давления.Модель была разработана для недренированных, полудренированных и дренированных условий нагружения. Первоначально коэффициенты сжимаемости в зависимости изменения объема рассматривались как постоянные параметры, то есть сжимаемость элемента грунта не изменяется с увеличением вертикального напряжения. Используя постоянные коэффициенты сжимаемости, можно спрогнозировать кривую уплотнения только для влажной стороны кривой, но не для сухой стороны. Таким образом, переменные коэффициенты сжимаемости были получены из основополагающих моделей, предложенных в литературе, и с использованием этих коэффициентов была предсказана хорошо известная форма кривой уплотнения как на сухой, так и на влажной стороне кривой уплотнения.Было обнаружено, что форму кривой уплотнения можно теоретически спрогнозировать с использованием принципов механики ненасыщенных грунтов. Основное понимание, полученное при разработке модели, заключалось в том, что влияние всасывания матрицы на сжимаемость материала по отношению к чистому напряжению является определяющим фактором, определяющим перевернутую параболическую форму кривой уплотнения. Производительность моделей уплотнения была проверена на их способность предсказывать поведение уплотнения почв. Для оценки моделей использовались данные для четырех различных почв, двух смесей песка и бентонита, испытанных в этом исследовании, а также данные по глиняным глинам и каолину Speswhite из литературы.Были проанализированы два различных подхода к конститутивному моделированию, а именно: подход с отдельными переменными напряженного состояния и комбинированный подход к напряженному состоянию. Был сделан вывод, что образцы, приготовленные из изначально жидких почв и из изначально сухих почв, нельзя обрабатывать одинаково, и для них потребуется использовать разные наборы параметров почвы. Кроме того, уплотнение грунтов, приготовленных из изначально сухих образцов, можно было смоделировать только в узком диапазоне содержания воды с использованием единого набора параметров почвы.Для моделирования поведения уплотнения в широком диапазоне содержания воды с текущими базовыми моделями требуются как минимум два набора параметров почвы.

История

Расположение кампуса

Австралия

Главный руководитель

Джаянта Кодикара

Год награды

2011

Департамент, школа или центр

Гражданское строительство

Степень Тип

ДОКТОРАЦИЯ

Факультет

Инженерный факультет

Оценка уплотнения мелкозернистых грунтов на основе энергии уплотнения

Если у вас установлено соответствующее программное обеспечение, вы можете загрузить данные цитирования статей в выбранный вами менеджер цитирования.Просто выберите программное обеспечение менеджера из списка ниже и нажмите «Загрузить».

Цитируется по

1. Характеристики уплотнения китайской смеси глины, бентонита и песка

2. Суррогатные модели для прогнозирования максимального веса сухого агрегата, оптимального содержания влаги и соотношения подшипников в Калифорнии формируют кривую гранулометрического состава

3. Улучшенный набор данных для установления новых взаимосвязей между характеристиками уплотнения и физическими свойствами грунтов

4. Моделирование характеристик уплотнения мелкозернистых грунтов, смешанных с заполнителями из шин

5. Прогнозирование свойств уплотнения грунтов при различных усилиях уплотнения

6. Корреляция характеристик уплотнения стандартного и сокращенного тестов Проктора

7. Сопротивление разжижению песчано-глинистых смесей разного размера / формы с использованием пары пресс-форм для гибочных элементов

8. Обзор характеристик уплотнения почв по результатам лабораторных испытаний

9. Прогноз параметров уплотнения для мелкозернистых и крупнозернистых грунтов: обзор

10. Влияние гранулометрического состава на коэффициент несущей способности (CBR) в Калифорнии и модифицированные параметры Проктора для сыпучих материалов

11. Оценка характеристики уплотнения грунтов с использованием пределов Аттерберга

12. Пределы консистенции и характеристики уплотнения глинистых грунтов, содержащих отходы резины

13. Оценка параметров уплотнения мелкозернистых грунтов стандартными и модифицированными усилиями

14. Упрощенный метод прогнозирования кривых уплотнения и характеристик грунтов

15. Прогнозирование характеристик уплотнения мелкозернистых грунтов с учетом пределов Аттерберга

16. Предел прочности : полезное свойство индекса для прогнозирования параметров уплотнения мелких Зернистые почвы при любом рациональном уплотнительном усилии

17.