Метод лунки для определения плотности грунта: Определение плотности грунта «лункой» — Лабораторные работы — Форумы
Определение плотности грунта в конструкции методом замещения объемов по ГОСТ 28514-90
Из всего обилия различных строительных конструкций, пожалуй, самыми распространенными и разнообразными, являются конструкции, выполняемые из грунтового материала (щебень, песок суглинки, глины). К подобным конструкциям относятся песчаные подушки под основания зданий различного вида, обратные засыпки, как траншей так и пазух котлованов, различные слои дорожных одежд и.т.д. Сложно представить себе объект строительства, на котором в той или иной форме, не велись бы работы по сооружению грунтовых конструкций.
Основным нормативным документом, регламентирующим правила возведения конструкций из грунтового материала является СП 45.13330.2017 «Земляные сооружения, основания и фундаменты» (Актуализированная редакция СНиП 3.02.01-87), который обращает особенное внимание на такую характеристику подобных конструкций как плотность (или коэффициент уплотнения) материала конструкции, поскольку данная характеристика напрямую влияет на безопасность эксплуатации выше устраиваемых конструкций.
В процессе производства работ по устройству конструкций из грунта требуется вести постоянный контроль за качеством уплотнения укладываемого материала с оформлением актов на скрытые работы на каждый отсыпаемый слой.
Для оперативного контроля применяются экспрес-методы с использованием различных грунтовых плотномеров, таких как В-1.
Для приемочного же контроля, с последующим оформлением актов скрытых работ, необходимо проведение испытаний прямым ГОСТированным методом. Самым распространенным из них является метод режущих колец когда в тело конструкции погружается грунтовый пробоотборник (ПГ), после чего откапывается, извлекается из конструкции заполненный пробой грунта ненарушенного сложения, с него срезаются излишки материала под верхнюю и нижнюю кромку кольца, проба упаковывается и доставляется в лабораторию, где и определяется плотность грунта в сухом и влажном состоянии через массу пробы в соответствующем состоянии и объем пробоотборника.
Метод режущего кольца хорошо зарекомендовал себя при проведении различного вида контроля показателей плотности, поскольку позволяет, с достаточной степенью точности, получать достоверные результаты без применения сложного в использовании оборудования.
Однако, порой, возникают ситуации, при которых пробоотборщик, оснащенный только оборудованием для отбора грунта методом режущих колец, может столкнуться с серьезными сложностями при выполнении работы, это такие ситуации, к примеру, когда конструкция, состоящая из глинистого материала, находится в твердой или туго пластичной консистенции, либо же при отборе мерзлого грунта. В данных случаях возникает сложность как с погружением пробоотборников, так и извлечением их из конструкции, так же крайне тяжело провести срезку лишнего материала под кромки колец поскольку может произойти раскрашивание грунта в самом кольце что приведет к необходимости повторения всей трудозатратной процедуры. Так же большие сложности возникают при проведении отбора из конструкции выполненной из материала с высоким содержанием крупных фракций а при толщине отсыпаемого слоя менее высоты пробоотборника отбор пробы становится вообще невозможным.
В подобных случаях рациональным решением проблемы является применение метода определения плотности грунтового материала в конструкции: «Метод замещения объемов», описанного в ГОСТ 28514-90 «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТОВ МЕТОДОМ ЗАМЕЩЕНИЯ ОБЪЕМА».
Метод заключается в установлении отношения массы пробы грунта к его объему при условии, что из слоя конструкции отбирают пробу необходимого объема, которую замещают однородной средой с известной плотностью.
ГОСТ 28514-90 предлагает два способа определения объема грунта, извлеченного из конструкции (пробы):
— Установление объема образовавшейся после изъятия пробы лунки, путем заполнения ее свободно сыпучим песком, зерновой состав которого отвечает условиям ГОСТа, при помощи пескозагрузочного аппарата.
Схема пескозагрузочного аппарата
1 — пескобак; 2 — песок; 3 — задвижка; 4 — загрузочная камера;
— Установление объема образовавшейся после изъятия пробы лунки, путем заполнения ее водой при помощи аппарата с резиновым баллоном.
Схема аппарата с резиновым баллоном
1 — изъятый грунт; 2 — шкала для считывания; 3 — калиброванный цилиндр; 4 — поршень; 5 — вода; 6 — застопоренный лист основания; 7 — резиновый баллон с толщиной стенки от 0,25 до 0,50 мм
Фото аппарата с резиновым баллоном
И если первый способ связан с достаточно объемной работой по подготовке и тарировке сыпучего материала и сложностями с предотвращением потери сыпучего материала которым заполняется лунка при проведении отбора, то второй способ представляет собой универсальный инструмент, который сможет заменить метод режущих колец при особо сложных условиях отбора.
В данный момент в ГБУ «ЦЭИИС» для определения плотности грунта в конструкции применяется метод режущего кольца.
За первые 3 месяца 2018 года было выполнено 8 работ по оценке соответствия коэффициента уплотнения и плотности грунта в конструкции требованиям технических регламентов и проектной документации, в 25% случаев были выявлены несоответствия, все нарушения, в установленном порядке, переданы в Мосгосстройнадзор для принятия мер.
Ведущий инженер-эксперт М.А. Разволяев
Определение плотности грунта в строительной лаборатории
Схема работы
Расчеты и строительные работы, связанные с основаниями и фундаментами зданий и инженерных сооружений, считаются самыми ответственными. Дом или конструкция будут долговечными и безопасными только при условии, что грунт подготовлен правильно. Контроль качества на этапе земляных работ нулевого цикла строительство чрезвычайно важен, поскольку неграмотные расчеты и нарушение технологий способны привести в будущем к большим непредвиденным расходам и крупным авариям.
В ООО “ИЛ Северный Город” можно заказать определение максимальной плотности грунта. Этот показатель относится к основным физическим характеристикам почвы на участке строительства. Для вычисления плотности мы используем специальное оборудование и математические методы, вносим результаты в акт.
ПОЧЕМУ ОБРАЩАЮТСЯ К НАМ:
- Опытные инженеры и квалифицированные рабочие;
- Самое современное и проверенное оборудование;
- Гарантия лучших цен в Санкт-Петербурге и Л.О.;
- Весь пакет сертификатов и аккредитаций установленного образца.
Физические свойства грунта
Для определения плотности грунта необходимо разделить массу образца на его объем. Единица измерения плотности – кг/см3. На нее влияет количество минеральных веществ в почве, ее пористость и количество воды (увлажненность).
Также к основным физическим параметрам почвы, связанным с плотностью, относят:
- густоту сухого грунта – это масса образца, в порах которого нет воды, разделенная на его общий объем;
- густоту гранул грунта – это масса образца, в порах которого нет воды, разделенная на объем образца в сухом виде.
Мы гарантируем лучшие цены на определение плотности грунта в «ИЛ Северный город»
Чтобы мы рассчитали точную стоимость по Вашему проекту – оставьте заявку через форму ниже:
Способы определения плотности почвы
Мы пользуемся несколькими методами вычисления плотности образцов, которые отбираем при выезде на объект заказчика.
Определение плотности грунта методом лунки
На уплотненном участке мы выравниваем небольшую площадку, выкапываем лунку диаметром +-20 см и высотой 15 см. Взвешиваем извлеченную почву. Выстилаем лунку полиэтиленом и заливаем водой или засыпаем сухим песком, отмеряя его стеклянными цилиндрами. Делим массу грунта на объем лунки. Полученное значение – физическая плотность почвы при естественной влажности.
Вынутый грунт просушиваем, чтобы определить влажность и рассчитываем плотность скелета почвы по формуле.
Определение плотности грунта методом режущего кольца
Эту технологию используем для песчаных и глинистых почв, которые легко разрезать. Применяем кольца-пробоотборники и пластины из стали или стекла. Пронумеровываем инвентарь и взвешиваем. Определяем объем колец.
Разравниваем площадку на участке заказчика. Ставим на нее кольцо и прижимаем прессом или руками. Когда пробоотборник войдет в грунт целиком, убираем излишки почвы, разравниваем поверхность и накрываем пластинами. Взвешиваем пробоотборник с грунтом вместе с пластинами в лаборатории.
Подставляем полученные значения в формулу p=(m2-m0-m1)/V, где m0 – вес кольца, m1 – масса пластины, m2 – вес пробоотборника, грунта и пластины, V – объем пробоотборника.
Определение плотности грунта методом парафинирования
Применяем эту технологию на связных почвах. Вырезаем образец в форме шара из монолитной земли так, чтобы объем шара составлял хотя бы 50 см3. Обвязываем шар нитью, привязываем к ней петлю, взвешиваем и узнаем массу m0.
Греем парафин до +60*С. Окунаем шар в парафин так, чтобы он покрылся плотной оболочкой. Взвешиваем повторно и узнаем массу m1.
Взвешиваем шар в воде, узнаем объем воды, которую он вытеснил. Называем массу образца m2. Подставляем значения в формулу p=m0*pп*pв/(pп(m1-m2)-pв(m1-m0)). В ней рп и рв – плотности парафина и воды.
Если грунт на участке заказчика скальный, вырезаем из него параллелепипед, узнаем длину, ширину и высоту, вычисляем объем, определяем вес. Подставляем значения в формулу p=m/v.
Заказать определение плотности грунта методом лунки по ГОСТ или вычисление этого показателя другими методами можно по номеру +7(812)458-59-75.
Наши работы
Все работы
Определение плотности мерзлого грунта
Плотность мерзлого грунта — это масса единицы объема монолита. Под плотностью скелета (твердой фазы) мерзлого грунта понимают соотношение всей скелетной массы образца к объему мерзлого грунта с системами ледяных включений монолита.Для определения плотности твердой фазы образца используют следующую формулу:
pd = p /1+Wc,
в которой p будет являться плотностью мерзлого грунта, а Wc — общая влажность, выражаемая в долях единицы. Для определения данной плотности испытуемый образец должен иметь естественную влажность (объем воды, который содержится в его порах; диапазон показателя — от 3 до 8%) и представлять из себя монолит. Показатель плотности грунта зависит от таких характеристик, как пористость, влажность, а также от количества и размера частиц, входящих в состав того или иного образца. Наибольшей плотностью обладают те образцы грунта, в состав которых входят соединения железа с кислородом (или железный колчедан). Если же говорить о породах, которые имеют наименьшую плотность, то к ним относятся образцы, характеризующиеся повышенным уровнем содержания глинистых минералов.
Для упрощенного ведения расчета приняты следующие показатели плотности твердой фазы для различных грунтов:
- для песков величина составляет 2,65;
- для супесей (рыхлых горных пород, которые преимущественно состоят из песчаных и пылеватых частиц) — 2,7;
- для суглинков — от 2,71 до 2,73;
- для глины — 2,74.
Чтобы приступить непосредственно к определению плотности того или иного мерзлого грунта, необходимо определить системы его ледяных включений, т.е. его текстуру, так как для каждой из них применяется свой метод.
При проведении работ по сбору первичных данных пользуются тремя основными способами:
- метод режущих цилиндров;
- метод обмера образцов;
- метод лунки.
Для того, чтобы быть максимально уверенными в полученных результатах, определение плотности мерзлого грунта проводят не менее трех раз.
Чтобы найти показатель плотности с помощью расчетов, необходимо знать общую влажность (Wc), влажность, получающуюся за счет незамерзшей воды (Wнз), а также плотность твердых элементов, которые входят в состав породы.
При нахождении плотности нужно обязательно указывать способ определения, вид системы ледяных включений, габариты, форму и ориентировки включений и, кроме того, влажность мерзлой породы.
Двойная воронка
Предназначена для определения плотности грунта методом лунки (методом замещения объема).
При наличии в грунте более 15% частиц крупнее 2 мм (обломочных или окатанных частиц, мерзлых комьев и т.п.), а также при возведении насыпей из каменных материалов контроль за уплотнением грунта целесообразно осуществлять методом замещения объема сухим песком.
Для этого заготовляют сухой песок, просеянный через сито с отверстиями 2 мм и не содержащий пылеватых и глинистых частиц (если такие частицы содержатся, их следует отмыть и песок высушить). Объем песка, подготовленного для измерения, должен быть замерен с точностью ±5 см3.
На уплотненном слое грунта выравнивают небольшую площадку и выкапывают совком лупку объемом примерно 3-5 см3. Диаметр лунки около 20 см, высота 10-15 см. Грунт из лунки собирают на поддоне и взвешивают на 10-20-килограммовых весах с точностью до 5 кг. При выкапывании лунки следует избегать смятия краев и боковых стенок лунки рабочим инструментом, что может привести к увеличению объема лунки и искажению получаемых результатов.
Объем лунки определяют следующим образом.
Над лункой устанавливают двойную жестяную воронку с диаметром основания 25 см. В лунку и нижнюю воронку через верхнюю воронку насыпают сухой песок. Объем засыпаемого песка измеряют мерными стеклянными цилиндрами вместимостью 0,1-1,0 л с точностью до 5 см3. Песок в мерный цилиндр насыпают через обычную воронку без встряхивания. Вычитая из общего объема засыпанного песка его объем, находящийся в воронке, получим объем песка в лунке, т.е. объем лунки. Разделив массу грунта, извлеченного из лунки, на его объем, определяют плотность влажного грунта. Аналогичный принцип используют в приборах, где вместо песка применяют жидкость, наливаемую в эластичный резиновый баллон.
Характеристики | |
Диаметр нижнего основания | 250 мм |
Диаметр верхнего основания | 60 мм |
Высота, мм | 219 мм |
Прибор для определения плотности грунта
Плотномеры — это специальные строительные приборы, с помощью которых прямо на строительной площадке можно измерить плотность и степень уплотнения грунта и оценить его несущую способность. Плотномеры применяются для контроля качества уплотнения грунта при подготовке оснований под автомобильные и железные дороги, под фундаменты зданий, а так же для оценки качества уплотнения грунта после обратной засыпки котлованов и траншей фундаментов.
Суть работы плотномера заключается в следующем: прибор создаёт давление на поверхность грунта и измеряет деформацию грунта под этой силой. Таким образом с помощью плотномера можно определить максимальную нагрузку, которую может выдержать подопытный грунт без деформации.
Плотномеры можно применять для определения плотности грунтов, содержащих не более 25% частиц размером более 2 мм, то есть для песка, супеси, суглинка и глины.
По принципу действия плотномеры делятся на динамические и статические.
Статический плотномер для грунта
Статический плотномер состоит из рабочего наконечника, переходного стержня и рукоятки с динамометром. Рабочий наконечник представляет собой усечённый конус, он крепится через переходный стержень к рукоятке и углубляется в грунт. Далее человек берётся за рукоятку и давит на плотномер, а силоизмерительное устройство — динамометр — показывает величину оказываемого усилия в кгс/см2. Постепенно усиливая воздействие, можно определить ту нагрузку, которую способен выдержать грунт.
Динамический плотномер для грунта
При подготовке оснований под фундамент или при уплотнении грунта при обратной засыпке необходимо обеспечить степень уплотнения грунта 0,95-0,98. С помощью динамического плотномера можно измерить коэффициент уплотнения грунта. Динамический плотномер так же имеет рабочий наконечник, который заглубляется в грунт, направляющий стержень, наковальню, ударную гирю и ограничитель с затворным механизмом. Измерение плотности грунта происходит так: рабочий наконечник углубляется в грунт на 20 см, а затем забивают его ещё на 10 см с помощью ударной гири и считают количество ударов, которые для этого требуются. Техника удара: гирю поднимают вверх до ограничителя, отпускают затворный механизм, гиря падает на наковальню и создаёт нормированное усилие. По количеству ударов, необходимых чтобы забить плотномер на последние 10 см, определяется степень уплотнения грунта.
Примерные данные приведены в таблице:
| Количество ударов | Коэффициент уплотнения грунтов (Ку) | ||
| Песок | Супесь | Суглинок | |
| 9 | — | 0,91 | — |
| 10 | 0,91 | 0,92 | — |
| 11 | 0,92 | — | — |
| 13 | 0,93 | 0,93 | 0,90 |
| 14 | — | — | 0,91 |
| 15 | 0,94 | — | — |
| 16 | — | 0,94 | — |
| 17 | — | — | 0,92 |
| 18 | — | 0,95 | — |
| 19 | 0,95 | — | 0,93 |
| 21 | — | 0,96 | — |
| 22 | 0,96 | — | 0,94 |
| 26 | — | 0,97 | — |
| 27 | 0,97 | — | — |
| 28 | — | — | 0,95 |
| 30 | 0,98 | — | — |
| 35 | — | 0,98 | — |
| 36 | — | — | 0,96 |
| 37 | 0,99 | — | — |
| 44 | 1,00 | — | 0,97 |
| 49 | — | 0,99 | — |
| 52 | — | — | 0,98 |
| 57 | — | — | 0,99 |
| 58 | — | 1,00 | — |
| 63 | — | — | 1,00 |
Точные данные должны быть приведены в подобной таблице или в виде графика в паспорте плотномера.
Динамический электронный плотномер
Динамический электронный плотномер имеет электронно-вычислительное устройство, которое фиксирует измерения и на их основании рассчитывает показатели грунта. Такой плотномер состоит из съёмного штампа диаметром 150 мм или 300 мм, направляющего стержня, ударной гири, электронного устройства.
Для проведения измерения плотномер устанавливается на ровный участок грунта, на электронном устройстве задаётся количество испытаний, поднимается гиря до затворного механизма, затем затвор спускается, гиря падает и наносит удар, создавая нагрузку. Гиря может отскакивать вверх, и чтобы она не наносила повторный удар, её нужно подхватывать и поднимать обратно к затворному механизму.
Электронное устройство измеряет силу удара и деформацию грунта после каждого удара и на основе средних данных вычисляет максимально упругость грунта и допустимую нагрузку на него в МПа.
К этой статье есть подборка видео (количество видеороликов: 1)
В этой статье рассмотрены основные типы грунтов — скальный, крупнообломочный, песчаный и глинистый, каждый из которых имеет свои свойства и отличительные признаки.
Несущая способность грунтов – это его основанная характеристика, которую необходимо знать при строительстве дома, она показывает какую нагрузку может выдержать единица площади грунта. Несущая способность определяет, какой должна быть опорная площадь фундамента дома: чем хуже способность грунта выдерживать нагрузку, тем больше должна быть площадь фундамента.
Песчаный грунт более чем на половину состоит из частиц песка размером меньше 5 мм. В зависимости от размера частиц подразделяется на гравелистый, крупный, средний и мелкий. Каждый вид песка имеет свои свойства.
Глинистый грунт – это грунт, который более чем на половину состоит из очень мелких частиц размером менее 0,01 мм, которые имеют форму чешуек или пластин. К глинистым грунтам относятся супесь, суглинок и глина.
Коэффициент уплотнения грунта — это безразмерный показатель, исчисляющийся как отношение плотности грунта к его максимальной плотности и показывает насколько хорошо уплотнён грунт.
Источник: stroy-svoimi-rukami.ru
ИЗМЕРИТЕЛИ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА
Дороги и дорожные объекты – это весьма сложные и дорогостоящие технические сооружения, которые требуют постоянного ухода. Проблемы возникают не только при строительстве новых дорог, но и в процессе эксплуатации. На строительство и ремонт дорог выделяются огромные средства. С целью экономии материальных ресурсов и улучшения качества дорожного полотна были разработаны приборы — плотномеры, позволяющие строительным организациям контролировать качество его уплотнения на стадии строительства. Среди большого разнообразия способов определения качества уплотнения наиболее часто используют два: динамический и статический.
В основу оценки качества уплотнения грунта земляного полотна и подстилающего слоя в России, как известно, положен принцип сравнения плотности, полученной в насыпи или выемке, с плотностью того же грунта в лабораторном приборе стандартного уплотнения. Результат сравнения в виде коэффициента уплотнения (Ку) «примеряют» к нормируемым ГОСТ и СНиП его значениям, чаще всего равным 0,95 (низ земляного полотна) или 0,98–1,0 (верх земляного полотна и подстилающий слой). Далее >>>
Стандартный метод оценки качества уплотнения предусматривает обязательный отбор образца грунта с помощью кольца или лунки, точное его взвешивание, определение влажности путем высушивания при 105–110°С в термостате в течение 6–8 часов. Затем нужно в лаборатории выполнить процедуру стандартного уплотнения предварительно высушенного и измельченного грунта со столь же продолжительным определением оптимальной влажности. В итоге интересующий коэффициент уплотнения грунта и его влажность могут быть выданы минимум через сутки-двое, когда поправить качество уплотнения уже сложно.
Правда, облегчают или спасают эту ситуацию две альтернативные возможности. Во-первых, россияне часто используют распространенный во многих странах метод контроля не самой плотности грунта, а технологии его уплотнения выбранным средством, установленной, например, при пробном уплотнении. Строгое соблюдение технологических режимов выполнения этой операции, как правило, гарантирует высокую вероятность получения требуемого результата по качеству. Поэтому обязательный отбор проб грунта из насыпи или выемки вместе с лабораторными процедурами можно рассматривать не как оперативный контроль, а как проверочный и не имеющий столь острой необходимости сиюминутной выдачи результата. Однако при возможном изменении типа и разновидности грунта или его состояния, чего исключать нельзя, такой метод контроля может давать сбои.
В подобном и других случаях дорожники широко используют вторую возможность, дающую им узаконенное СНиП право проводить контроль плотности с обязательным отбором проб грунта в объеме, составляющем не менее 10% от всех положенных измерений. В остальных 90% допускается применять косвенные методы и средства, в том числе и упрощенные, но обеспечивающие соответствующую достоверность результатов. Подобные экспресс-приборы и устройства, достаточно простые, легкие, удобные и дающие быстрый результат.
Из имеющегося многообразия этих приборов и методов наиболее распространенными оказались так называемые плотномеры-пенетрометры статического и динамического типа.
За критерий принимают либо удельное сопротивление погружению конуса (cone index), определяемое как отношение общего статического или динамического усилия вдавливания к площади основания конуса, либо глубину погружения наконечника, либо количество ударов для погружения его на заданную глубину. При этом все другие параметры прибора, кроме одной из названных и фиксируемых величин, остаются постоянными.
Сама по себе контролируемая плотность грунта не столь и важна для оценки устойчивости и долговечности земляного полотна при его эксплуатации в дороге. Не менее важны и такие его характеристики как прочностные и деформативные свойства грунта. Поэтому при проектировании дорожного полотна, помимо коэффициента уплотнения используют модуль упругости или деформации. Проверка значений модуля деформации очень важна при строительстве дорог на щебеночном основании. Динамический модуль деформации (или упругости, если осадка штампа полностью упруга) служит критерием оценки качества уплотнения щебня и фактически является обобщенным или эквивалентным модулем щебеночного основания, подстилающего слоя и частично земляного полотна. Недостаточная прочность и повышенная деформативность (низкая жесткость) основания на щебне, сразу отражаются на состоянии асфальтобетонного покрытия (осадки, волны, трещины, неровности).
Источник: www.gsi.ru
Динамический плотномер Д-51. Проверяем уплотнение грунта
Измерение плотности материалов является простым способом предварительной оценки их качества. И, если с плотностью компактированных материалов всё достаточно просто – следует разделить массу тела на его объём, то с пористыми или порошковыми, дело обстоит сложнее: надо учитывать оба показателя плотности — чистую и по насыпному весу грунта. Наиболее простым прибором, при помощи которого можно установить плотность грунтов, считается динамический плотномер.
Конструкция и модификации
Динамический способ измерения плотности заключается в том, что определённый объём сыпучего материала взвешивается при его естественном падении с непрерывном потоке. Метод неприменим, если грунт резко неоднороден по фракциям, или забор исходного материала происходит с глубины более 300 мм, поскольку в этом случае влажность образцов оказывается резко неравномерной.
Динамическая плотность с применением динамического плотномера Д-51 (имеется и модернизированная версия прибора Д-51А, используя которую, можно определять динамическую плотность глинистых грунтов) устанавливается по величине относительного сопротивления внедрению в поверхность материала испытательного инструмента (зонда), по мере его ударного внедрения вглубь.
- Сменный наконечник конической формы.
- Направляющая штанга.
- Гиря.
- Муфта-наковальня.
- Ручка.
При помощи динамического плотномера Д-51 можно производить не только простое, но и двойное зонидирование, точность которого заметно выше. Для этого вместо наконечника к зонду присоединяют специальный плоский штамп, при помощи которого можно выполнить дополнительное компактирование материала. Такой способ эффективен для грунтов, характеризующихся переменными показателями своей влажности.
По схожей технологии действует и универсальный плотномер ДПУ «Кондор», также используемый для оценки плотности песка и супеси.
Как работать плотномером?
Эксплуатационные возможности прибора, которые определяют границу его применяемости, таковы:
- Максимальная глубина внедрения измерительного наконечника, мм – 300.
- Усилие ударного воздействия на грунт, кг – 2,5.
- Поперечный размер конуса зонда, мм – 16.
- Угол при основании конуса, град – 60.
- Поперечный размер уплотняющего штампа, мм – 100.
- Диапазон практической оценки значений плотности материалов, КУ – 0,84…1,01.
КУ – коэффициент уплотнения, под которым понимают отношение фактической плотности грунта к аналогичному параметру в его сухом состоянии, при условии неизменности состава. Показатель КУ нормируется техническими требованиями ГОСТ 22733-2002.
Замер показателя плотности производят при помощи штанги, которую соединяют с наконечником. Для этого используют муфту-наковальню. В таком виде устройство динамический плотномер вертикально устанавливают на ровную поверхность, и, применяя гирю, вводят наконечник в материал. Глубину внедрения можно регулировать при помощи имеющейся на корпусе ручки, которая ограничивает высоту падения гири. Глубина должна быть достаточной, чтобы наконечник соприкоснулся с поверхностью наковальни. Для оценки плотности используют прилагаемые к плотномеру таблицы. В них приводятся графики зависимости количества ударов гири (которые следует нанести, чтобы измерительный стержень опустился на необходимую глубину) от коэффициента уплотнения.
Обычно указанные таблицы соответствуют наиболее распространённым типам грунтов – супесей, суглинков, пылевидного и мелкого песка.
В версии плотномера Д-51М имеется электронный блок-приставка, применение которого позволяет значительно повысить точность результатов зондирования грунта.
Как проверяется грунт по коэффициенту уплотнения?
Практическое применение таблиц заключается в том, что по шкале ординат выбранной таблицы проводится горизонтальная линия, отмечающая количество ударов, нанесённых гирей. После этого находим пересечение этой горизонтали с параболической кривой, соответствующей выбранному типу грунта и от этой точки восстанавливается перпендикуляр к оси абсцисс. В этом месте и считывается значение коэффициента уплотнения.
Если исследуемый грунт визуально неоднороден, то рядом – не ближе 300 мм от точки предыдущего внедрения зонда – производят следующий замер. Чрезмерное сближение точек измерения часто сопровождается обрушением полости, и искажает результат.
Рекомендуется вначале выполнить не менее 20 ударных циклов, чтобы обеспечить устойчивое заглубление измерительного зонда в исследуемый грунт. Затем, при следующих ударах, уже регистрировать в журнале их количество, тогда результат можно использовать для последующих работ с таблицами. Извлечение динамического плотномера Д-51 из грунта выполняют при помощи ручки.
Перед оценкой значений уплотнения рекомендуется установить относительную влажность исследуемого материала. Рекомендуется применять методики, которые установлены в ГОСТ 27733-2002 и в ГОСТ 5180-84.
Особенности применения метода двойного зондирования
Относительно грунтов, характеризующихся неоднородной влажностью определение динамической плотности выполняют в два этапа. Первый проводят так, как описано выше. При повторной оценке плотности используют штамп-основание. Для этого рядом с первичной лункой делают круглую в плане выемку диаметром 100 мм и глубиной 250 мм. Штамп строго вертикально помещают на дно и не менее, чем 40 циклами ударной нагрузки производят окончательное уплотнение грунта. Те слои грунта, которые оказываются в штампе, должны быть не менее 50 мм по высоте. Их также доуплотняют аналогичным способом.
После выравнивания грунта, находящегося над скважиной, штамп извлекают и забранный им объём тестируют на плотность указанным ранее способом, используя специальную таблицу, приведённую в паспорте динамического плотномера.
Источник: proinstrumentinfo.ru
ИЗМЕРИТЕЛИ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТА
Дороги и дорожные объекты – это весьма сложные и дорогостоящие технические сооружения, которые требуют постоянного ухода. Проблемы возникают не только при строительстве новых дорог, но и в процессе эксплуатации. На строительство и ремонт дорог выделяются огромные средства. С целью экономии материальных ресурсов и улучшения качества дорожного полотна были разработаны приборы — плотномеры, позволяющие строительным организациям контролировать качество его уплотнения на стадии строительства. Среди большого разнообразия способов определения качества уплотнения наиболее часто используют два: динамический и статический.
В основу оценки качества уплотнения грунта земляного полотна и подстилающего слоя в России, как известно, положен принцип сравнения плотности, полученной в насыпи или выемке, с плотностью того же грунта в лабораторном приборе стандартного уплотнения. Результат сравнения в виде коэффициента уплотнения (Ку) «примеряют» к нормируемым ГОСТ и СНиП его значениям, чаще всего равным 0,95 (низ земляного полотна) или 0,98–1,0 (верх земляного полотна и подстилающий слой). Далее >>>
Стандартный метод оценки качества уплотнения предусматривает обязательный отбор образца грунта с помощью кольца или лунки, точное его взвешивание, определение влажности путем высушивания при 105–110°С в термостате в течение 6–8 часов. Затем нужно в лаборатории выполнить процедуру стандартного уплотнения предварительно высушенного и измельченного грунта со столь же продолжительным определением оптимальной влажности. В итоге интересующий коэффициент уплотнения грунта и его влажность могут быть выданы минимум через сутки-двое, когда поправить качество уплотнения уже сложно.
Правда, облегчают или спасают эту ситуацию две альтернативные возможности. Во-первых, россияне часто используют распространенный во многих странах метод контроля не самой плотности грунта, а технологии его уплотнения выбранным средством, установленной, например, при пробном уплотнении. Строгое соблюдение технологических режимов выполнения этой операции, как правило, гарантирует высокую вероятность получения требуемого результата по качеству. Поэтому обязательный отбор проб грунта из насыпи или выемки вместе с лабораторными процедурами можно рассматривать не как оперативный контроль, а как проверочный и не имеющий столь острой необходимости сиюминутной выдачи результата. Однако при возможном изменении типа и разновидности грунта или его состояния, чего исключать нельзя, такой метод контроля может давать сбои.
В подобном и других случаях дорожники широко используют вторую возможность, дающую им узаконенное СНиП право проводить контроль плотности с обязательным отбором проб грунта в объеме, составляющем не менее 10% от всех положенных измерений. В остальных 90% допускается применять косвенные методы и средства, в том числе и упрощенные, но обеспечивающие соответствующую достоверность результатов. Подобные экспресс-приборы и устройства, достаточно простые, легкие, удобные и дающие быстрый результат.
Из имеющегося многообразия этих приборов и методов наиболее распространенными оказались так называемые плотномеры-пенетрометры статического и динамического типа.
За критерий принимают либо удельное сопротивление погружению конуса (cone index), определяемое как отношение общего статического или динамического усилия вдавливания к площади основания конуса, либо глубину погружения наконечника, либо количество ударов для погружения его на заданную глубину. При этом все другие параметры прибора, кроме одной из названных и фиксируемых величин, остаются постоянными.
Сама по себе контролируемая плотность грунта не столь и важна для оценки устойчивости и долговечности земляного полотна при его эксплуатации в дороге. Не менее важны и такие его характеристики как прочностные и деформативные свойства грунта. Поэтому при проектировании дорожного полотна, помимо коэффициента уплотнения используют модуль упругости или деформации. Проверка значений модуля деформации очень важна при строительстве дорог на щебеночном основании. Динамический модуль деформации (или упругости, если осадка штампа полностью упруга) служит критерием оценки качества уплотнения щебня и фактически является обобщенным или эквивалентным модулем щебеночного основания, подстилающего слоя и частично земляного полотна. Недостаточная прочность и повышенная деформативность (низкая жесткость) основания на щебне, сразу отражаются на состоянии асфальтобетонного покрытия (осадки, волны, трещины, неровности).
Источник: www.gsi.ru
Определение плотности грунта
Повышение качества строительных работ играет важную роль в увеличении прибыли от инвестиций в направлении строительного бизнеса. Главное место в улучшении прочности и надёжности построек занимает процесс контроля качества проводимых работ на различных этапах возведения конструкции.
Контроль качества монтажных работ основан на анализе соответствия уровня трудозатрат, надёжности монтажа, качества сырья и стройматериалов, установленных нормативами ГОСТ и СНиП, а также разнообразными техническими регламентами и стандартами.
Итог низкокачественной работы и применения более дешёвых аналогов стройматериалов не только финансовые потери из-за внезапных аварийных ситуаций, но и серьёзная угроза здоровью и жизни граждан. Поэтому сфера строительства основывается на проведении контроля качества в различных областях и на разнообразных этапах.
Основополагающий фактор надёжности строения – качественный фундамент. Нулевой цикл до строительной подготовки, играющий первостепенную роль в процессе возведения сооружения, – определение плотности и влажности грунта под основание. Испытание на данном этапе имеет важную роль, поскольку монтаж основательных жилых комплексов или коммерческих зданий на неподходящем для этого грунтовом слое проявится в виде дефектов и непригодности к использованию спустя год, а то и несколько после завершения строительства и ввода в эксплуатацию. А это приведёт к более серьёзным материальным потерям, административным правонарушениям или уголовной ответственности.
Рассмотрим главные методики определения плотности грунта, входящие в комплекс процедур строительного контроля. Разработаны два направления для определения показателей уплотнения грунтового пласта:
Косвенные способы – оперативная диагностика в полевых условиях и измерение физических характеристик и механических параметров.
Прямые методики – лабораторные исследования собранных экземпляров.
Косвенные методики определения плотности слоя под основание постройки
Электромагнитный метод установки плотности грунтового слоя с применением аппарата SDG-200
Электрическое поле контактной пластины установки SDG 200 пропускается через почву или иную породу, датчик фиксирует величину сопротивления. С помощью этих данных инженер проводит расчёт степени плотности для конкретного грунтового слоя.
- Большой диапазон измерений.
- Простота использования.
- Высокая информативность.
Для получения объективных показателей оборудование SDG-200 проходит настройку под критерии грунта, который предстоит проанализировать. Для этого отбираются пробы породы, тестируются единожды в лаборатории, чтобы установить следующие показатели:
- Фактическую влажность
- Предельную плотность
- Физико-химический состав
- Подвижность
- Границы пластичности
Лаборант рассчитывает разницу между фактической плотностью, установленной опытным путём, и показателями с оборудования, полученными на том же участке, где брались образцы для тестирования. Этот параметр называют поправка по плотности.
- При некорректной настройке прибора возникнут погрешности в замерах.
- Продолжительное время исследований при маленькой площади участка.
На достоверность показаний аппарата SDG-200 влияет правильность введённых при настройке показателей. Данные вводятся в базу прибора, сохраняются, после чего оборудование готово к обследованию данного типа грунтового пласта.
Метод штампа с использованием устройства ПДУ-МГ4 УДАР
Для штампового метода установки плотности грунта может применяться динамический плотномер серии ПДУ-МГ4 УДАР, чтобы зафиксировать модуль упругости грунтового слоя, на котором планируется прокладка дорожного полотна. Нагрузка на пласт будет имитировать передвижение транспортного средства по асфальтовому покрытию.
Конструкционно плотномер представляет собой комплекс из груза, тензодатчиков, замеряющих силу воздействия, электронного блока управления, акселерометра, пружины. Нагрузочное основание имеет диаметр 30 см и массу утяжелителя 10 кг. Это предоставляет возможность использования оборудования не только на мягких почвах, глинистых и песчаных структурах, но и крупноблочных насыпях и слое из щебня.
Вес падающего груза на аппарате ПДУ-МГ4 УДАР составляет 5 кг при диаметре уплотняющего основания 20 см.
Данные силового взаимодействия между грузом и грунтовым основанием направляются в блок для обработки. Все результаты проверки выводятся на графический дисплей и сохраняются в модуле архивной памяти.
Плотномер имеет функцию передачи информации на планшет или компьютер, где показатели обрабатываются и при необходимости могут быть распечатаны.
Пенетрометр в определении плотности грунтового пласта
Пенетрационный метод – распространённый способ экспресс диагностики характеристик грунта. Он основан на силе реакционного сопротивления породы при внедрении наконечника прибора под динамической или статической нагрузкой.
Основы измерения – степень плотности грунтового слоя определяется с помощью числа удельного сопротивления пенетрации. Расчёт ведётся по показателю прилагаемого усилия в момент опускания рабочего наконечника в породу. Показатель плотности – это значение, на которое отклоняется стрелка фиксатора, когда динамоматрическое кольцо деформируется под нагрузкой.
Прямые методы измерения уровня плотности грунтового слоя под основание застроек
Замещение объёма
Определение плотности грунта по стандартам и техническому регламенту ГОСТ 28514-90 проводится посредством специального оборудования:
- Установка с баллоном из резины.
- Пескозагрузочный аппарат.
Особенности измерений пескозагрузочным аппаратом
На участке для предстоящей застройки выравнивают площадку, равную площади испытательной пластины. Лист основания прочно закрепляют на площадке, чтобы он не имел возможности сдвигаться. Под круглым вырезом пластины выбуривают лунку.
Грунт, оставшийся от бурения, собирают и взвешивают.
Резервуар пескозагрузочного аппарата наполняют песком, общий вес сыпучего материала установлен. Прибор помещают на площадку основания над отверстием с закрытой заслонкой. Затем убирают задвижку и позволяют песку заполнить углубление. После завершения наполнения, заслонку возвращают на прежнее место и убирают прибор. Взвешивают оставшийся песчаный наполнитель.
Отбор монолитных проб
Для оценки плотности грунта в конкретной области производят отбор специальных образцов, чтобы не нарушить их структуру. Для этого применяют способ режущего кольца.
Исследование цельных образцов позволяет получить максимально достоверные значения физических показателей и механических свойств. Однако требуется оборудованная лаборатория, квалифицированные специалисты и значительное количество времени.
Несмотря на обилие методик, способов и разнообразие оборудования для полевых испытаний, самым надёжным исследованием для определения плотности грунта является метод отбора монолитных образцов.
Косвенные методы разработаны в большинстве случаев для поиска наиболее уязвимых зон грунтового пласта. Для объективной оценки параметров грунта необходимы лабораторные изыскания.
Основные характеристики, устанавливаемые в лаборатории
Механические параметры
Лабораторные тесты и испытания позволяют установить следующие механические свойства грунта:
- Плотность грунта
- Прочность слоя при сжатиирастяжении
- Процент просадки испытуемого экземпляра
- Первоначальное просадочное давление
- Уровень уплотнения песчаных и почвенных оснований
- Степень изменения формы грунта под нагрузкой
- Угол природного откоса
- Прочность слоя в момент сдвига, среза, деформации.
Химический состав
Лабораторные анализы почвы с различных слоёв и глубины позволяют определить следующие химические показатели:
- Процентное содержание водорастворимых солей
- Уровень карбонатов в экземпляре
- Состав песка
- Присутствие органических элементов в почве
- Липкость
- Водопроницаемость и водопоглощение
- Способность окислять бетон, металлоконструкции
- Коэффициент размокания
- Размытие и растворение горных пород.
Для чего проводят лабораторные испытания
Подробное изучение грунтов и песчаников, располагающихся в основании будущей постройки, необходимо для установления всех технических показателей земельного участка. Эти данные необходимы инженерам для расчёта свойств несущей конструкции, определения степени уплотнения пород при обратной засыпке фундамента. Необходимое время для всех тестов зависит от следующих аспектов:
- Площадь строительной площадки.
- Размеры и сложность постройки.
- Физико-механические параметры грунтового пласта под основание строения и геологические данные участка.
Цены на испытания грунта
Определение коэффициента уплотнения грунта (экспресс метод/по образцам) (1 точка/1 образец)
ГОСТ 19912 ГОСТ 8735 ТР 145-03
Определение максимальной плотности и оптимальной влажности грунта (1 образец)
Определение плотности образцов грунта (метод режущих колец/метод замещения объемов) (1 точка)
ГОСТ 8735 ГОСТ 5180 ГОСТ 28514
Определение физико-механических свойств грунта (1 образец)
Источник: arhibild.ru
| Разновидность грунта | Плотность минимальная (кг/м3) | Плотность средняя (кг/м3) | Плотность максимальная (кг/м3) | ||
| Связные скальные грунты магматического происхождения | Выветренные | 2500 | — | 2900 | |
| Без признаков выветривания | 3000 | — | 3300 | ||
| Гранит, габбро, диорит, гнейсы, сиениты | Крупнозернистые, выветренные, низкой прочности | — | 2500 | — | |
| Среднезернистые, выветренные, средней прочности | — | 2600 | — | ||
| Мелкозернистые, выветренные, прочные | — | 2700 | — | ||
| Крупнозернистые, без выветривания, прочные | — | 2800 | — | ||
| Среднезернистые, без выветривания, очень прочные | — | 2900 | — | ||
| Мелкозернистые, без выветривания, очень прочные | — | 3100 | — | ||
| Микрозернистые, порфировые, без выветривания, очень прочные | — | 3300 | — | ||
| Андезит, базальт, порфирит | Сильно выветренные, слабые | — | 2600 | — | |
| Слабо выветренные, прочные | — | 2700 | — | ||
| Со следами выветривания, очень прочные | — | 2800 | — | ||
| Без признаков выветривания, очень прочные | — | 3100 | — | ||
| Микроструктурные, без признаков выветривания, очень прочные | — | 3300 | — | ||
| Диабазы | Сильно выветренные, с низкой прочностью | — | 2600 | — | |
| Слабо выветренные, прочные | — | 2700 | — | ||
| Без выветривания, прочные | — | 2800 | — | ||
| Без выветривания, очень прочные | — | 2900 | — | ||
| Связные скальные грунты метаморфического происхождения | Выветренные, метаморфические | 2400 | — | 2600 | |
| Метаморфические, без признаков выветривания | 2100 | — | 1900 | ||
| Серпентинит | Выветренные, слабые | — | 2400 | — | |
| Средней прочности | — | 2500 | — | ||
| Очень прочные | — | 2600 | — | ||
| Кварциты | Сланцевые, сильно выветренные, средней прочности | — | 2500 | — | |
| Средней степени выветривания, прочные | — | 2600 | — | ||
| Слабо выветренные, очень прочные | — | 2700 | — | ||
| Без признаков выветривания, очень прочные | — | 2800 | — | ||
| Мелкозернистые, без выветривания | — | 3000 | — | ||
| Мрамор прочный | — | 2700 | — | ||
| Сланцы | Выветренные, низкой прочности | — | 200 | — | |
| Окварцованные, прочные | — | 2300 | — | ||
| Песчаные, прочные | — | 2500 | — | ||
| Кремнистые, очень прочные | — | 2600 | — | ||
| Окремнелые, очень прочные | — | 2600 | — | ||
| Слабо выветренные, оглиненные | — | 2600 | — | ||
| Средней прочности | — | 2800 | — | ||
| Связные скальные грунты из осадочных пород | Доломиты | Мягкие, пористые, выветренные, с низкой прочностью | — | 2700 | — |
| Прочные | — | 2800 | — | ||
| Очень прочные | — | 2900 | — | ||
| Известняки | Мягкие, пористые, выветренные, с низкой прочностью | — | 1200 | — | |
| Мергелистые, со средней прочностью | — | 2300 | — | ||
| Мергелистые, прочные | — | 2700 | — | ||
| Доломитизированные, прочные | — | 2900 | — | ||
| Окварцованные, очень прочные | — | 3100 | — | ||
| Песчаники | Выветренные, малой прочности | — | 2200 | — | |
| На глинистом цементе, средней прочности | — | 2300 | — | ||
| На известковом цементе, прочные | — | 2500 | — | ||
| На железистом либо известковом цементе, прочные | — | 2600 | — | ||
| Кремнистые, очень прочные | — | 2700 | — | ||
| На кварцевом цементе, очень прочные | — | 2700 | — | ||
| Ракушечник | Слабо сцементированные, очень низкой прочности | — | 1200 | — | |
| Сцементированные, малой прочности | — | 1800 | — | ||
| Мел | Мягкие, низкой прочности | — | 1550 | — | |
| Малой прочности | — | 1800 | — | ||
| Трепел | Низкой прочности | — | 1500 | — | |
| Малой прочности | — | 1770 | — | ||
| Пемза | — | 1100 | — | ||
| Туф | — | 1100 | — | ||
| Опока | — | 1900 | — | ||
| Гипс | — | 2200 | — | ||
| Скальные дисперсные грунты | Конгломераты и брекчии | Из осадочных пород на глинистом цементе, с малой прочностью, слабо сцементированные | 1 900 | 2100 | |
| Из осадочных пород на известковом цементе, средней прочности | — | 2300 | — | ||
| Из осадочных пород на кремнистом цементе, прочные | — | 2600 | — | ||
| Из магматических пород, с галькой, на известковом и кремнистом цементе, очень прочные | — | 2900 | — | ||
| Гравийно-галечные | Размер частиц до 80 мм | — | 1750 | — | |
| Смесь сцементированной гальки, гравия, мелкого песка и лессовидной супеси | 1900 | — | 2200 | ||
| Размер частиц больше 80 мм | — | 1950 | — | ||
| Размер частиц больше 80 мм, валунов до 10% | — | 1950 | — | ||
| Размер частиц от 80 мм, валунов до 30% | — | 2000 | — | ||
| Размер частиц от 80 мм, валунов до 70% | — | 2300 | — | ||
| Размер частиц более 80 мм, валунов от 70% | — | 2600 | — | ||
| Щебень | Размер частиц до 40 мм | — | 1750 | — | |
| Размер частиц до 150 мм | |||||
| Дресва | В месте залегания (элювий) | — | 2000 | — | |
| Перемещенные | — | 1800 | — | ||
| Дисперсные грунты | Песок | Без примесей | — | 1600 | — |
| С дюн и барханов | — | 1600 | — | ||
| С примесями гравия, гальки, щебня до 10% | — | 1600 | — | ||
| С примесями гравия, гальки, щебня более 10% | — | 1700 | — | ||
| Супеси | Легкие, пластичные, без примесей | — | 1650 | — | |
| Тяжелые, без примесей, легкие с щебнем, гравием галькой до 10% | — | 1650 | — | ||
| Тяжелые, без примесей / легкие, с примесями до 30% | — | 1800 | — | ||
| Тяжелые, без примесей / легкие, с примесями больше 30% | — | 1850 | — | ||
| Суглинки | Легкие и лессовидные, мягкопластичные, без примесей | — | 1700 | — | |
| Мягкопластичные, с примесями гравия, гальки щебня до 10%, тугопластичные | — | 1700 | — | ||
| Легкие, мягкопластичные, с примесями от 10%, тугопластичные, с примесями до 10, тяжелые, полутвердые и твердые без примесей | — | 1750 | — | ||
| Тяжелые, полутвердые и твердые, с примесями более 10% | — | 1950 | — | ||
| Глины | Мягколпластичные и тугопластичные, с примесями гальки, гравия, щебня до 10% | — | 1750 | — | |
| Мягкопластичные и тугопластичные, без примесей | — | 1600 | — | ||
| Мягкопластичные и тугопластичные, с примесями более 10% | — | 1900 | — | ||
| Мягкие, карбонные | — | 1950 | — | ||
| Тяжелые, карбонные / тяжелые, сланцевые | 1950 | 2150 | |||
| Лёсс | Мягкопластичные | — | 1600 | — | |
| Тугопластичные, с примесью гравия и гальки | — | 1800 | — | ||
| Твердые | — | 1800 | — | ||
| Грунты ледникового происхождения (моренные) | Пески, супеси, суглинки с коэффициентом пористости от 0,5 и содержанием частиц более 2 мм до 10% | — | 1600 | — | |
| Пески, супеси, суглинки с коэффициентом пористости до 0,5 и содержанием частиц более 2 мм до 10% | — | 1800 | — | ||
| Глины с показателем консистенции до 0,5 и числом зерен больше 2 мм до 10% | — | 1850 | — | ||
| Пески, глины, суглинки и супеси с коэффициентом пористости больше 0,5 и содержанием частиц от 2 мм больше 35% | — | 1800 | — | ||
| Пески, глины, суглинки и супеси с коэффициентом пористости больше 0,5 и содержанием частиц от 2 мм от 35% до 65% | — | 1900 | — | ||
| Глины, пески, суглинки и супеси с коэффициентом пористости больше 0,5 и содержанием частиц от 2 мм больше 65% | — | 1950 | — | ||
| Глины, пески, суглинки и супеси с коэффициентом пористости меньше 0,5 и содержанием частиц от 2 мм до 35% | — | 200 | — | ||
| Глины, пески, суглинки и супеси с коэффициентом пористости меньше 0,5 и содержанием частиц от 2 мм от 35% до 65% | — | 2100 | — | ||
| Глины, пески, суглинки и супеси с коэффициентом пористости меньше 0,5 и содержанием частиц от 2 мм больше 65% | — | 2300 | — | ||
| Валунный грунт, в котором больше половины зерен имеют диаметр от 200 мм | — | 2500 | — | ||
| Мерзлые и сезонно-протаивающие | Растительный и заторфованный грунт, торф | — | 1150 | — | |
| Пески, суглинки, супеси без примесей | — | 1750 | — | ||
| Пески, суглинки и супеси с примесями щебня, дресвы, гравия или гальки до 20% и валунов до 10% | — | 1950 | — | ||
| Пески, суглинки и супеси с примесями щебня, дресвы, гравия или гальки от 20% и валунов от 10% | — | 2100 | — | ||
| Органические | Грунт растительного слоя | Без корней кустов и деревьев | — | 1200 | — |
| С корнями кустов и деревьев | — | 1200 | — | ||
| С примесями гальки, гравия, щебня | — | 1400 | — | ||
| Черноземы и каштановые почвы | Твердые | — | 1200 | — | |
| Мягкие пластичные | — | 1300 | — | ||
| Твердые и мягкие, с корнями растений | — | 1300 | — | ||
| Торф | Без древесных корней | 800 | — | 1000 | |
| С древесными корнями до 30 мм | 850 | — | 1050 | ||
| С древесными корнями от 30 мм | 900 | — | 1200 | ||
| Другие виды грунтов | Бокситы | — | 2600 | — | |
| Кремний | — | 3300 | — | ||
| Шлаки | Котельные рыхлые | — | 700 | — | |
| Котельные слежавшиеся | — | 700 | — | ||
| Металлургические без признаков выветривания | — | 1500 | — | ||
| Строительный грунт | Рыхлый и слежавшийся | — | 1800 | — | |
| Сцементированный | — | 1900 | — | ||
Воронка (метод лунки) — «ЭкспертЦентр», г. Ростов-на-Дону
Условия доставки и оплаты
С кем мы работаем
Мы готовы к сотрудничеству как с юридическими, так и с физическими лицами
Как происходит оформление заказов
Вы оставляете заявку
Наши менеджеры обрабатывают её
Выставляем счёт или коммерческое предложение
Согласовываем условия оплаты и сроки доставки
Возможные способы оплаты
Наличный расчетПроизводится в офисе компании
Безналичный расчетФизическими лицами осуществляется через онлайн-банк
Юридические лица должны проводить безналичную оплату через расчетный счет. Для этого наши менеджеры подготовят все необходимые документы в электронном виде
Условия получения товаров
Представители юридических лиц должны иметь при себе доверенность на получение Товара и паспорт.
Физическому лицу для получения Товара нужен паспорт.
Адрес выдачи товаров
Выдача товара осуществляется в офисе по адресу:
г. Ростов-на-Дону, ул. Малиновского, 3Д, оф. 723
Доставка по Ростову-на-Дону
Доставка по городу осуществляется в назначенный день и время.
Стоимость услуги будет зависеть от веса и габаритных размеров Товара
Доставка в другие населенные пункты
Мы готовы отправить Товар в любой населенный пункт России с помощью транспортных компаний:
ООО «Деловые Линии»
ООО «ПЭК»
ООО «Байкал-Сервис»
СДЭК
ООО «Курьер Сервис»
Поставка Товара до терминала в Ростове-на-Дону — бесплатно
Гарантия сохранности
Весь хрупкий Товар для сохранности будет дополнительно упакован в паллетный борт или деревянную обрешетку
2 МЕТОДА ИСПЫТАНИЙ ДЛЯ ИЗМЕРЕНИЯ ПЛОТНОСТИ ПОЧВЫ НА ПЛОЩАДКЕ
Во многих случаях необходимо знать влажную / сухую плотность почвы в поле, особенно перед планированием таких действий, как уплотнение. То же самое становится особенно важным в таких случаях, как строительство земляных дамб, насыпей и т. Д., Чтобы контролировать уплотнение поля, то есть знать, насколько близки значения поля к лабораторным значениям ϒ d max и OMC .Эта информация имеет жизненно важное значение, поскольку проектирование земной конструкции было выполнено на основе таких свойств, как прочность на сдвиг грунта, уплотненного в лаборатории.
Метод-1 [Метод керновой резки]
Рис-1 Тест колонкового фрезы почвыЭто простой и прямой метод определения плотности поля.
Аппарат состоит из резака, тележки и трамбовки ( Fig-1 ). Перед испытанием необходимо записать вес и размеры фрезы. Нож с установленным наверху воротником приводится в движение грузом, падающим на деревянную подушку (тележку), размещенную сверху воротника.
По окончании забивки боковые загрязнения удаляют лопатой. Фрезу с почвой вырезают у основания и выносят. Хомут снимается, а выступающая на концах земля обрезается. Резак с почвой теперь взвешивается, так что разница с весом пустого дает влажный вес образца, который при делении на объем дает влажную плотность. Образец почвы вынимают из резака и отбирают пробы для определения w . Из ϒ мокрого и w мы рассчитываем плотность в сухом состоянии.
Этот метод не подходит для сухого песка, так как он не может удерживаться в резаке во время подъема, кроме уплотнения, вызванного вибрацией, создаваемой весом, падающим на тележку, что влияет на естественную плотность.
Также читайте: Тест грунта с помощью керна [Пошаговое руководство]
Метод-2 [Метод замены песка]
Хранение сковороды с бортиком с центральным отверстием диам. В 100 мм на земле выкапывается цилиндрическая яма, из которой почва, занимающая яму, осторожно собирается и хранится в поддоне ( Рис-2a ).Определяется вес почвы. Образцы почвы, собранные таким образом, используются для определения w .
Рис. 2 Испытание на замену песка в грунтеДля получения плотности поля (влажного) нам необходимо определить объем этой лунки , который составляет остальную часть работы.
При этом используется оборудование в виде цилиндра для разливки песка с калибровочной чашей ( Fig-2b ). Объем цилиндрической формы можно определить путем измерения. Банка обычно имеет диам.100 мм, а его глубина должна быть такой же, как глубина вырытой в грунте ямы. Цилиндр для разливки песка имеет в нижней части коническую (вертикальную) воронкообразную (перевернутую) часть с пробкой на стыке, которая позволяет / закрывает поток песка из цилиндра.
Цилиндр для разливки песка почти заполнен сухим однородным песком (размер 600 — 300 мкм, диапазон ). Для определения насыпного веса песка банка помещается на дно цилиндра, и песок стекает вниз, заполняя банку и коническую часть.Избыток песка, который необходим для заполнения банки, удаляется путем горизонтального движения шкалы или шпателя по верхней части банки. По весу и объему песка, заполняющего банку, определяется его удельный вес.
Наша следующая попытка — определить вес песка, заполняющего выкопанную яму, так что деление ее на единицу веса песка дает нам объем ямы.
Для этого необходимо сначала определить вес песка, заполняющего коническую часть. Для этого мы взвешиваем цилиндр с песком и, удерживая его на ровной поверхности ( Fig-2c ), запускаем песок, чтобы заполнить конус, закрываем и снова взвешиваем цилиндр.Разница дает вес песка, заполняющего конус.
На заключительном этапе работы мы взвешиваем разливочный цилиндр, почти заполненный песком, и помещаем его поверх цилиндрического отверстия, вырытого в земле, и опорожняем его до тех пор, пока он не заполнит отверстие и коническую часть ( Fig-2d ) . Теперь закройте стопор и возьмите гирю. Разница в весе дает вес песка, заполняющего цилиндрическое отверстие и конус. Из этого вычитается вес песка, заполняющего уже определенный конус, что дает нам вес песка, заполняющего только отверстие.Разделив его на единицу веса песка, мы получим объем выкопанного цилиндра. Зная вес и объем выкопанного грунта, полученного таким образом, мы можем определить плотность поля , а по содержанию воды — плотность в сухом состоянии .
Также читайте: Тест на замену песка в почве [Пошаговое руководство]
Статья написана
Доктор Найнан П. Куриан
Плотность на месте — Свойства и поведение почвы — Онлайн-руководство лаборатории
Плотность уплотненного грунта или материала дорожного покрытия в сухом состоянии является обычной мерой степени уплотнения, достигаемой во время строительства.Его можно рассчитать на основе данных о плотности и влажности поля; следовательно, плотность поля или испытание плотности на месте является важным контрольным испытанием в поле для уплотнения почвы или любых других слоев дорожного покрытия.
Плотность материала на месте определяется путем деления веса вынутого материала на объем на месте. Объем вырытой ямы можно определить по весу песка с известной плотностью заполнения ямы. Существует несколько методов определения полевой плотности грунтов: метод керна, метод замены песка, метод резинового баллона, метод тяжелой нефти и т. Д.Тест на замену песка прост и является наиболее популярным методом, которому следуют в данном руководстве.
- Плотность на месте широко используется для контроля уплотнения земляных работ и слоев дорожного покрытия в полевых условиях.
- Знание полевой плотности почвы позволяет оценить несущую способность почвы, оценить давление на нижележащие слои, а также вычислить осадку и устойчивость естественного откоса.
Цель этого эксперимента —
- Для определения естественной плотности грунта методом замещения песка.
- Аппарат с песчаным конусом
- Опорная плита
- Инструменты для рытья ямы в земле
- Модель уплотнения Проктора
- Весы
- ASTM D1556: Стандартный метод испытаний плотности и удельного веса грунта на месте с помощью метода песчаного конуса
Калибровка аппарата с песчаным конусом
- Измерьте вес пресс-формы Проктора + основание, Вт 1
- Залейте песок в форму для уплотнения и выровняйте поверхность, стараясь не повредить форму, так как это может переуплотнить песок и вызвать его уплотнение.Измерьте вес формы Проктора + основание + песок, W 2
Рисунок 7.1: Заливка песка в форму для уплотнения - Измерьте вес пластиковой емкости в галлонах + конус + песок, Вт 3 (перед использованием)
- Закройте клапан, прикрепленный к конусу. Переверните конус и галлоновый контейнер на лотке вверх дном и откройте клапан, чтобы песок стекал из контейнера в конус. После прекращения потока закройте клапан и выньте галлон + конус из лотка.Измерьте вес пластикового галлона + конуса + песка, W 4 (после использования)
Рисунок 7.2: Калибровка устройства конуса для песка - Измерьте вес пластикового галлона + конус + песок, Вт 5 (перед использованием)
Полевые испытания плотности на месте
- В поле, где нужно измерить удельный вес почвы, установите металлический лоток и затяните четыре винта.
Выкопайте яму глубиной 10–15 см и поместите извлеченную почву, включая мягкую почву на дне ямы, в пластиковый пакет, чтобы предотвратить потерю влаги.Рисунок 7.3: Отбор пробы грунта из лунки - При закрытом клапане переверните конус галлон + конус вверх дном, поместите конус в центральное отверстие лотка и откройте клапан, чтобы песок стекал в отверстие.
- После того, как поток песка остановится, закройте клапан и поднимите узел. Насыпьте песок из конуса в поддон и оставьте его в поле.
Рисунок 7.4: Размещение устройства с песчаным конусом над отверстием - Измерьте вес пластикового галлона + конус + песок, Вт 6 (после использования)
- Измерьте вес чашки для выпаривания, Вт 7
- Измерьте вес испарительной чашки + влажный грунт с поля, Вт 8
Рисунок 7.5: Удаление конуса для песка после заполнения отверстия стандартным песком - Поставьте чашу для испарения + влажный грунт в духовку на 24 часа, затем снова взвесьте, W 9
- Выполните расчеты, используя данные, которые вы ввели в таблицу.
Видео лекции
Презентация PowerPoint создана, чтобы понять предысторию и метод этого эксперимента.
Демонстрационное видео
Выполнено короткое видео, демонстрирующее процедуру эксперимента и пример расчета.
Образец листка технических данных
Пустой лист данных
Используйте предоставленный шаблон, чтобы подготовить лабораторный отчет для этого эксперимента. Ваш отчет должен включать следующие
- Цель теста
- Приложения теста
- Аппарат применяемый
- Процедуры испытаний (необязательно)
- Анализ результатов испытаний — Заполните предоставленную таблицу и покажите один пример расчета.Откалибруйте аппарат с песчаным конусом и определите плотность и влажность на месте.
- Резюме и выводы — Комментарий относительно содержания влаги на месте и плотности грунта, полученного с поля.
Метод стальной дроби для измерения плотности почвы
Введение и предыдущие работы
Плотность почвы — это свойство, которое важно во многих приложениях, таких как сельское хозяйство, машиностроение, строительство и исследования. Измерение плотности грунта можно проводить несколькими общепринятыми методами, в том числе перечисленными в таблице 1.Метод, используемый в конкретном полевом приложении, выбирается на основе параметров, которые полевая группа считает важными, включая логистику, доступность специализированного оборудования или материалов, сложность метода и время для выполнения теста.Таблица 1.
Таблица 1. Стандартные методы испытаний Американского общества испытаний материалов (ASTM) на плотность почвы.В военно-полевых операциях, таких как целесообразное строительство и характеристика военных объектов, ни один из стандартных методов определения плотности почвы не отвечает потребностям обстоятельств, чтобы быть удобными с точки зрения логистики, простыми, воспроизводимыми и адаптированными для сложных условий.В этих полевых условиях данные о грунтах in situ должны быстро собираться командами с частой сменой персонала. Обычно нет возможности вернуться на сайт и повторно запустить тесты. Отсутствие подходящего с точки зрения логистики теста на плотность почвы во время военных операций привело к рассмотрению вопроса о разработке нового метода путем адаптации существующего протокола к более сложным условиям.
Другие исследователи сравнили результаты измерений плотности почвы с помощью различных комбинаций методов, перечисленных в таблице 1.Абаза (2006) сравнил измерения ядерной плотности с измерениями песчаного конуса в полевых условиях для грунтов основания, уложенных для асфальтового покрытия. Он определил взаимосвязь между данными, полученными двумя методами, и пришел к выводу, что, хотя различия для плотности в сухом состоянии меньше, чем для плотности во влажном состоянии, различия между двумя методами измерения плотности не являются существенными для целей приемлемости. Однако Абаза (2006) также отметил, что различия в содержании влаги были значительными, что заставило его считать ядерный датчик ненадежным для определения влажности почвы.McCook и Shanklin (2000) сравнили результаты полевых испытаний на плотность, включая испытания на песчаном конусе, ядерном датчике, цилиндре с приводом от плотности и на резиновом баллоне. Они описали специальные операции, необходимые для работы с ядерным манометром, такие как калибровка прибора перед испытанием, подготовка поверхности и разработка поправочных коэффициентов. В целом результаты ядерных калибровочных методов и песчаных конусов были схожими, хотя стандартное отклонение для повторных испытаний было меньше для ядерных калибровочных методов.МакКук и Шанклин (2000) сообщили о конкретных проблемах, возникающих при использовании метода песчаного конуса, в том числе о физических проблемах использования песка в условиях высокой влажности и ошибках, связанных с кадровыми изменениями. Метод приводного цилиндра дал более стабильные результаты, чем песчаный конус в условиях влажного поля для прослойки глинистого илистого песка (класс SC Единой системы классификации почв (USCS) (ASTM 2006)) и пластичной илистой песчаной глины (класс CH). Все методы дали менее последовательные результаты на естественных (непроработанных) почвах, чем на насыпных (спроектированных) почвах.Калибровка песка для песчаного конуса в некоторых местах была ненадежной даже для опытных операторов, потому что при высокой относительной влажности песок слипается и не течет легко. Ноорани и др. (2000) сравнили методы с использованием песчаных конусов, ядерных реакторов и приводных цилиндров на грунтах, уплотненных до известного содержания воды и сухой плотности в контролируемых лабораторных условиях. Они испытали самый широкий диапазон изменчивости содержания влаги при измерениях ядерной плотности и наименьшую изменчивость при использовании метода песчаного конуса.Например, среднее стандартное отклонение для ядерного метода составляло 0,77, в то время как для всех других методов среднее стандартное отклонение составляло 0,30. В своей работе метод приводного цилиндра занижает плотность поля, особенно для гравийных почв. Опыт предыдущих исследователей показывает, что ни один метод не является выдающимся для всех типов почв и условий. Тем не менее, все методы, приведенные в таблице 1, были учтены при выборе основы для модификаций для нужд целесообразного строительства и боевых действий.В следующем разделе рассматривается процесс выбора наилучшего метода-кандидата для приложений и принятия решения о том, как изменить этот метод, чтобы улучшить его использование в полевых условиях. USCS использовалась, потому что это система классификации почв, используемая в большинстве инженерных приложений, и она использовалась в ранее опубликованной работе, на которую здесь делается ссылка.Подход
Каждый стандартный метод, перечисленный в Таблице 1, может воспроизводимо предоставить значение плотности некоторых типов почвы. Каждый из них предлагает пользователю некоторые преимущества, но имеет ограничения или ограничения.Эти методы и материалы испытаний приемлемы в коммерческом, промышленном и исследовательском мире, где в повседневной деятельности можно использовать метод, который не является быстрым, труднодоступным или сложным с точки зрения логистики. Чтобы разработать метод, который соответствовал бы увеличившимся темпам работы с уменьшением логистических проблем, было принято решение изменить принятый метод, чтобы извлечь выгоду из его сильных качеств и минимизировать его ограничения. Подход заключался в изучении принятых методов с учетом их преимуществ и недостатков и выборе наиболее подходящего для желаемого приложения, требующего наименьших изменений.Ядерный источник энергии в измерителе ядерной плотности измеряет плотность почвы и другие свойства. Устройство сравнивает зарегистрированную интенсивность гамма-излучения при его прохождении через почву с прохождением через стандартный калибровочный блок. Измеритель ядерной плотности был исключен, поскольку использование источника излучения требует соблюдения правил Комиссии по ядерному регулированию в США и на борту самолетов США, а также соблюдения местных законов и правил страны пребывания.Это неприемлемая сложность для быстро меняющихся операций и видов деятельности, для которых оборудование необходимо перевозить через международные границы.
В методе приводного цилиндра небольшой приводной цилиндр, открытый с обоих концов, забирает относительно ненарушенный образец почвы. Открытый цилиндр вбивается в почву. После промывки материал вокруг цилиндра выкапывается, и цилиндр удаляется. Зная объем цилиндра и его массу в пустом состоянии, можно определить удельный вес почвы в цилиндре.Высушивание образца почвы из цилиндра дает данные для определения плотности почвы. Приводной цилиндр был исключен из списка, поскольку наш практический опыт показал, что забить цилиндры в крупнозернистые или цементированные почвы практически невозможно.
В испытании на воздушном шаре резиновый пузырь и вода определяют плотность почвы методом объемного замещения. Баллон опускают в небольшое испытательное отверстие на поверхности почвы, при этом вода из резервуара под небольшим давлением заполняет баллон, чтобы он принял форму отверстия.Объем воды, использованной для заполнения лунки, определяет объем почвы, взятой из контрольной лунки. Влагосодержание почвы измеряется путем высушивания почвы из контрольной лунки, а плотность почвы рассчитывается исходя из объема и содержания влаги. Сам резиновый баллон не подходит для тяжелых условий эксплуатации, особенно для почв с гравием или острыми частицами заполнителя, которые могут порезать баллон.
Метод песчаного конуса аналогичен баллонному методу в отношении принципа замещения объема.Специальный песок заполняет небольшую контрольную ямку. Измеряется объем песка, необходимый для заполнения ямы. Почву, удаленную из контрольной лунки, сушат для определения влажности. Метод песочного конуса был отвергнут, потому что он требует специального оборудования (конус и бутыль с песком), которое необходимо калибровать; использует специальный песок, который является объемным для отправки на полевые участки и не может быть использован повторно; и этот специализированный песок недоступен на международном уровне.
В качестве основы для новой процедуры был выбран метод песочного конуса.Оказалось, что метод песчаного конуса можно модифицировать, чтобы упростить оборудование и процедуры без потери точности или повторяемости, при одновременном сокращении времени и логистических затрат на выполнение теста. Ключевыми моментами в этом решении были. Метод песчаного конуса — широко распространенный метод.
Может применяться в широком диапазоне типов почв от высокопластичной глины (CH) до песков и илов (GS или SM) и гравийных почв (GW или GP) (обозначения в скобках соответствуют определению в ASTM (2006). )).В этом методе используется объемная замена специальным песком — недостаток, который можно было бы смягчить, если бы песок был заменен более удобным для пользователя материалом, который можно легко использовать повторно.
Хотя для этого требуется калибровка, оборудование и процедуры просты.
Разработка и описание нового метода
Предполагая, что метод песчаного конуса будет подходящей основой для улучшенного метода, была исследована концепция замещения объема материалом, отличным от песка. Пластмассовая дробь в качестве материала для замены объема была первой идеей, потому что она легкая и портативная, и ее, вероятно, можно быстро высушить в небольшой микроволновой печи. Пластиковая дробь оказалась непригодной, потому что материал мягкий по отношению к минералам почвы, а повторное использование пластиковой дроби приводит к тому, что поверхность отдельных частиц становится шероховатой.Повышенная шероховатость поверхности снижает способность дроби стабильно уплотняться при свободном падении при заливке в контрольную скважину. Пластиковую дробь также было трудно удалить из испытательной лунки.
В конечном итоге в качестве материала для замены объема была выбрана дробь из нержавеющей стали. Благодаря своей твердости он не становится шероховатым со временем при повторном использовании, поэтому упаковка шариков в контрольной лунке остается неизменной. Нержавеющая сталь не ржавеет и не разрушается в присутствии влаги. Материал легко стирается, его можно сушить на горячей плите или сушить на воздухе под прямыми солнечными лучами.Дробь также менее чувствительна к изменению способа размещения (заливка в лунку с разной высоты над лункой). Нержавеющая сталь является ферромагнитной, поэтому дробь может быть легко извлечена из контрольной скважины с помощью имеющихся в продаже магнитов. Полевые испытания показывают, что после шести или семи использований необходимо промыть, просеять и высушить дробь, чтобы удалить посторонние предметы, которые могут скапливаться на сферах во время использования.
Необходимо было найти компромисс между мелкими частицами, которые легко прилегали к неровной поверхности почвы, и более крупными частицами, которые было бы легче обрабатывать и извлекать.Тем не менее, выстрел должен был иметь одинаковый размер, чтобы не было изменений градации из-за сегрегации. Выбран диаметр 4,8 мм. В качестве дроби из нержавеющей стали использовалась дробь типа 440C (ASTM (2008 a ), стандарт A276, стержни из нержавеющей стали и профили ) с плотностью 7689 кг / м 3 . Твердость этих шаров по Роквеллу составляет 58 (ASTM (2009 a ) стандарт A370, Механические испытания стальных изделий ). Средняя стоимость кадра по состоянию на январь 2010 года составляет около 13 долларов США (13 канадских долларов.50) за 1000 мячей.Откалиброванная бутылка и конус, необходимые для теста с песчаным конусом, были исключены из нашего метода. Вместо этого используется градуированный цилиндр для определения объема дроби, необходимого для заполнения отверстия. Это достигается за счет того, что частицы стальной дроби при использовании сохраняют свою постоянную сферическую форму и равномерно упаковываются в цилиндр и испытательное отверстие. В разработанном здесь методе дробь используется в максимально сухом состоянии, чтобы избежать накопления конденсата во влажной среде.
Процедуру для метода плотности стальной дроби (SSD) можно резюмировать следующим образом:(1)
В исследуемой почве выкапывается пробная скважина.
(2)
Отверстие заполняется стальной дробью заданной объемной плотности (рис. 1).(3)
Измеряется объем дроби, использованной для заполнения отверстия.
(4)
Мокрая плотность почвы на месте измеряется путем деления влажной массы почвы, удаленной из ямы, на объем ямы, измеренный стальной дробью.
(5)
Содержание воды в почве определяется с использованием почвы из контрольной лунки.
(6)
Сухая масса материала и плотность в сухом состоянии рассчитываются на основе измеренных значений массы влажного грунта, содержания воды в почве и объема испытательной лунки.
Рис. 1.
Заливка стальной дроби в контрольную скважину с помощью градуированного цилиндра.
Полевая демонстрация метода стальной дроби
После лабораторных испытаний метода SSD, метод был применен на одном участке в США и одном в Австралии для сравнения SSD с другими стандартными методами на тех же почвах. Данные полевых испытаний в США были получены в результате многочисленных исследовательских проектов, в рамках которых участки для испытаний грунта были построены из различных материалов в Центре исследований и разработок инженерных войск США в Виксбурге, штат Миссисипи.Метод SSD сравнивался с методами ядерного калибра, песчаного конуса и резинового баллона.
В таблице 2 приведены данные полевых испытаний SSD и трех других методов на двух разных типах почв (классы USCS SM и CL). Поскольку песчаный конус больше всего напоминает метод стальной дроби, этот тест был предпочтительным для сравнения, когда это было возможно. Если данные о песчаных конусах не были доступны, для сравнения использовались данные, полученные с помощью метода ядерных датчиков. Это было особенно удобно в грунтах SM, поскольку методы ядерной калибровки и песчаного конуса показали хорошее согласие.Как показано в Таблице 2, при параллельном сравнении метода стальной дроби с другими методами было обнаружено отклонение менее ± 2,0%. В большинстве случаев разброс не превышал 1,0%. Эти различия приемлемы в целесообразных или военных строительных приложениях, где ожиданием является оценка плотности почвы в пределах допуска 80 кг / м 3 .Таблица 2.
Таблица 2. Плотность в сухом состоянии, измеренная методом стальной дроби, по сравнению с данными, полученными другими стандартными методами в ходе полевых испытаний в Виксбурге, штат Миссисипи.a
Единая система классификации почв (ASTM 2006).
b
Стальная дробь в сравнении с конусом из песка или ядерным калибром (предпочтительнее конус из песка, если он доступен).
SM, песок илистый; CL, нежирная глина.
Второй набор полевых данных был получен в результате первого крупномасштабного полевого использования метода SSD при демонстрации методов быстрого строительства военных аэродромов, выполненных на Северной территории Австралии.Эта демонстрация проходила в 2007 году в Полевой тренировочной зоне Брэдшоу, примерно в 600 км к югу от Дарвина, Австралия (Anderton et al. 2008). Метод SSD был основным инструментом контроля качества при строительстве аэродрома без покрытия. Он использовался для измерения плотности в сухом состоянии в каждом из четырех уплотненных слоев. Чтобы сравнить эффективность метода SSD с обычными методами измерения плотности поля, ядерный плотномер использовался для измерения содержания влаги на месте и плотности в сухом состоянии наряду с испытаниями стальной дробью.В таблицах 3 и 4 приведены данные о полевом использовании метода SSD в военном строительстве в Австралии. В таблице 3 приведены результаты лабораторных анализов четырех построенных пластов на площадке в Австралии. Максимальные плотности в сухом состоянии (MDD) в таблице были определены с использованием модифицированного метода Проктора для уплотнения почвы (ASTM 2009 b ). Оптимальное содержание влаги (OMC), которое соответствует MDD, было определено как часть модифицированного метода Проктора. Эти значения представляют максимальную плотность, которую может достичь почва, с соответствующим содержанием воды в идеальных условиях уплотнения.В спецификациях для строительства на этом участке указано, что плотность завершенных слоев в сухом состоянии (Таблица 4) должна быть в пределах 98% от значений, определенных в лаборатории (Таблица 3).Таблица 3.
Таблица 3. Резюме строительных свойств для Брэдшоу, Австралия, почвы.a
Грунт с диаметром частиц более 4,75 мм.
b
Грунт с диаметром частиц от 4,7 до 0,075 мм.
c
Грунт с диаметром частиц менее 0.075 мм.
MDD, максимальная плотность в сухом состоянии для модифицированного энергетического уровня Проктора; OMC, оптимальное содержание влаги по модифицированному методу Проктора; СП — песок плохой сортировки; СП-СМ, песок слабосернистый с илом и гравием.
Таблица 4.
Таблица 4. Резюме измеренных значений плотности почв в районе Брэдшоу.SSD и испытания ядерной плотности проводились не в одном и том же месте, а в случайных точках на протяжении строительства взлетно-посадочной полосы. Поэтому сравнение проводилось по средней плотности всех тестов, проведенных с каждым устройством из каждого типа материала, а не по настоящему параллельному сравнению.Поскольку материал взлетно-посадочной полосы был подготовлен с использованием промышленной просеивающей машины для удаления частиц размером более 12,7 мм, этот материал обрабатывали как однородный по всему слою.
В таблице 4 представлены средние значения плотности в сухом состоянии четырех слоев взлетно-посадочной полосы с использованием метода SSD и метода ядерных датчиков. Как и в первом наборе данных полевых испытаний (таблица 2), значения в таблице 4 показывают, что в трех из четырех материалов, испытанных при строительстве взлетно-посадочной полосы, разница в измеренной плотности между двумя методами была менее 1%.В четвертом материале разница составила примерно 5%. Разница была выше, чем ожидалось, но могла быть связана с несколькими факторами, включая незначительные различия в содержании влаги, больший процент гравия в испытательной зоне или стиль оператора. Также был проанализирован третий набор полевых данных по операциям военной поддержки на юге Ирака. . Это использование не было связано со строительством дорог, но вместо этого поддерживало тесты чувствительности датчиков на ближневосточных почвах. Данные были получены при использовании метода приводного цилиндра для измерения плотности грунта в траншее глубиной 2 м и использования метода SSD в соседней траншеи той же глубины.Грунты, обнаженные в стенах траншеи, состояли из отдельных слоев песка с гравием (SP), илистого песка (SM) и гравийного песка (SW). Ожидалось, что эти данные могут обеспечить сравнение методов SSD и плотного накопителя в более крупнозернистом гравийном материале (SW до 30% гравия). Отбор проб и исследование почвы из этих траншей описан Wakeley et al. (2009). Однако образцы гравия также были частично связаны с природным минеральным цементом, который образовался в результате испарения в жарком и сухом климате.Полевые наблюдения показали, что приводной цилиндр не может собирать репрезентативную пробу гравия и нарушает внутреннюю структуру почвы. Метод приводного цилиндра дал значения плотности, которые были более чем на 5% ниже, чем плотность, измеренная с помощью метода SSD для большинства образцов из соответствующих слоев почвы в двух траншеях. Эти низкие плотности объясняются неблагоприятным влиянием гравия, что согласуется с выводами Noorany et al. (2000).Выводы
Применение метода измерения плотности стальной дроби к пустынным почвам показало, что испытание может быть выполнено быстро с минимальной подготовкой к работе.Этот метод воспроизводим и удобен с точки зрения логистики. Он обеспечивает упрощенный и надежный способ измерения плотности почвы в различных полевых условиях и типах почв, включая уплотненную глину, илистый песок и гравийный песок. Простота извлечения и повторного использования стальной дроби особенно выгодна в целесообразном строительстве и военном строительстве, где время и запасы ограничены. Простота использования этого метода упрощает обучение, что является преимуществом при частой смене персонала.Этот метод имеет преимущества, заключающиеся в удобстве повторного использования среды и простоте оборудования и методов по сравнению с другими стандартными методами, и он позволяет избежать логистических трудностей, связанных с источником энергии ядерного плотномера. Данные по испытанным почвам, включая илистый песок, тощую глину и песок, показывают, что этот метод дает значения плотности в пределах 2% от значений, полученных с помощью традиционных методов. Для подтверждения точности и надежности метода SSD для этого типа почвы необходимы дополнительные данные, сравнивающие метод SSD с методом песчаного конуса и ядерным устройством в гравийных почвах.
Благодарности
Авторы высоко оценивают усилия полевых групп, которые взяли пробы почвы и измерили ее плотность и влажность в сложных условиях в Австралии и в еще более сложных условиях в Ираке. Разрешение на публикацию этой статьи было предоставлено директором Лаборатории геотехники и конструкций Центра инженерных исследований и разработок армии США.
Испытание на уплотнение грунта в 4 этапа: изучите с полным руководством по работе с перегрузками
Введение Уплотнение грунта — это процедура, при которой грунт подвергается механическому воздействию и уплотняется.
Введение Испытания на уплотнение грунта: Испытания на уплотнение грунта — это процедура, при которой грунт подвергается механическому воздействию и уплотняется.
Что такое испытание на уплотнение грунта?
Уплотнение почвы происходит, когда частиц почвы прижимаются друг к другу, уменьшая поровое пространство между ними. Сильно уплотненные грунты содержат мало крупных пор, меньший общий объем пор и большую плотность.
При строительстве высоконагруженных конструкций, таких как плотины, дороги с твердым покрытием, и строительных объектов, в которых требуется устойчивость насыпей; уплотнение грунта используется для увеличения прочности грунта.
Рыхлый грунт можно уплотнить с помощью механического оборудования для удаления воздушных пустот, тем самым уплотняя почву и увеличивая ее сухой удельный вес.
Уплотнение почвы дает множество различных преимуществ, в том числе: предотвращение оседания почвы и повреждения от мороза, повышение устойчивости почвы, снижение гидравлической проводимости и уменьшение нежелательной осадки конструкций, таких как дороги с твердым покрытием, фундаменты и трубопроводы.
Ниже вы найдете несколько различных примеров того, как можно выполнить испытание на уплотнение почвы.
Стандартное испытание на уплотнение почвы по Проктору
Стандартные испытания на уплотнение по Проктору можно проводить в лаборатории. Тестирование сначала определяет максимальную достижимую плотность почвы и использует ее в качестве эталона для полевых испытаний.
Он также эффективен для проверки влияния влаги на плотность почвы. Для почвы с более высокой плотностью потребуется модифицированный тест на уплотнение Проктора, в котором используются более высокие значения.
Необходимые материалы:- 1/30 куб. Футовформа
- 5,5 фунта молоток
- 12 ″ падение
- 3 слоя грунта
- 25 ударов
- Получите образец слоистой почвы (с помощью нашего пробоотборника почвы VTK, если имеется)
- Определите вес формы Проктора с основанием и удлинением манжеты
- Соберите инструмент для уплотнения
- Поместите почву в форму в 3 слоя
- Компакт почву 25 равномерно распределенными ударами молотка
- Осторожно отсоедините удлинитель и основание воротника, не распределяя грунт
- Определите вес формы Проктора и почвы
- Сушите почву в печи в течение 12 часов для определения содержания влаги
((# ударов) x (# слоев почвы) x (вес молота) x (падение высоты)) / объем формы
Полевые испытания плотности уплотнения грунта:
Полевые испытания выполняются на месте и необходимы, чтобы определить, достигается ли плотность уплотнения.
Существует несколько различных типов полевых испытаний, каждый из которых имеет свои преимущества и недостатки. Также разрабатываются новые методы для повышения точности и ограничения вероятности ошибок.
Методы полевых испытаний перечислены ниже:
Ядерный тест:Ядерный тест — это быстрый и достаточно точный способ измерения плотности и влажности уплотненного грунта. В этом тесте используется источник радиоактивных изотопов либо на поверхности почвы, либо от зонда, помещенного в почву (так называемая прямая передача).
При активации источники изотопов испускают фотоны, обычно гамма-лучи, которые излучаются обратно к детекторам в нижней части устройства. Плотная почва поглощает больше излучения, чем рыхлая, поэтому по количеству гамма-лучей, улавливаемых детекторами, можно определить плотность почвы.
Содержание воды также можно измерить с помощью ядерного испытания путем испускания нейтронного излучения в почву.
Нейтроны теряют энергию при столкновении с атомами водорода, поэтому на основе количества замедленных нейтронов, считываемых детектором, можно определить содержание влаги.
Несмотря на простоту и точность этого типа полевых испытаний, к отрицательным моментам относятся использование излучения и высокая стоимость проведения.
Тест песчаного конуса:Тест песчаного конуса — это недорогой метод тестирования уплотнения почвы, который при правильном проведении дает довольно точный результат. Самая важная переменная, которую следует учитывать, — это то, что песок постоянно остается сухим на протяжении всего испытания. Любое изменение содержания влаги исказит результаты.
Для начала в утрамбованном грунте выкапывается небольшая ямка.Эту почву удаляют и взвешивают, затем сушат и снова взвешивают для определения содержания влаги. Удельный объем скважины измеряется путем заполнения ее заранее рассчитанным количеством сухого песка из ящика и конического устройства.
Сухой вес удаленного грунта делится на объем сухого песка, необходимого для заполнения ямы, что дает нам плотность уплотненного грунта в фунтах. на кубический фут. Это можно сравнить с максимальной плотностью по Проктору, определенной ранее, чтобы получить относительную плотность уплотненного грунта.
Баллонный плотномер:Денсометр с воздушным шаром аналогичен тесту на песчаный конус; разница в том, что объем отверстия для образца измеряется путем вдавливания баллона, наполненного жидкостью, в отверстие для тестирования.
Резиновая мембрана позволяет жидкости проникать во все пространство. Объем жидкости измеряется и используется для определения плотности почвы и содержания воды.
Хотя этот тест включает меньше этапов, чем тест на песке, он немного дороже и риск ошибки увеличивается из-за возможности разрыва резиновой мембраны во время тестирования.
Проведя точный тест на уплотнение грунта , вы можете гарантировать долговечность таких конструкций, как здания, дороги и другие строительные площадки.
Это необходимо не только для того, чтобы привести строительную площадку в соответствие с нормами безопасности и проектными требованиями, но это также сэкономит вам деньги в будущем и создаст более стабильную конструкцию с ограниченным риском обрушения или оседания из-за нестабильности. земля.
Часто задаваемые вопросы об испытаниях на уплотнение
Как проводится испытание на уплотнение?
Самым распространенным лабораторным испытанием на уплотнение грунта является испытание на уплотнение Проктора.Кроме того, грунт уплотняется на пять слоев по 25 ударов на слой. Испытание проводится для пяти значений содержания влаги, чтобы получить оптимальное содержание воды, при котором значение веса сухой единицы является максимальным.
Какова цель испытания на уплотнение?
Целью испытания является определение максимальной плотности в сухом состоянии, которая может быть достигнута для данного грунта при стандартном усилии уплотнения. Когда серия образцов почвы уплотняется при различном содержании воды и , на графике обычно наблюдается пик.
Что такое испытание на уплотнение почвы?
Уплотнение почвы означает объединение всех пустых пространств и процессов в почве. Уплотнение почвы происходит, когда частицы почвы прижимаются друг к другу, уменьшая поровое пространство между ними. Сильно уплотненные почвы содержат мало крупных пор, меньший общий объем пор и большую плотность. Уплотненная почва имеет пониженную скорость проникновения воды и дренажа.
Какой грунт лучше всего подходит для уплотнения?
Связные ( глина, ), гранулированные (, песок, ) и органические (для посадки) — три основные группы почв, но только две из них, связная и зернистая, подходят для уплотнения.
Получить каталог продукции Vertek
Сотрудничать с мировым лидером в разработке и производстве передовых приборов для испытания грунтов на месте.
Как определить плотность почвы на месте?
Часто требуется определение плотности грунта в естественном состоянии (in-situ density). Существует несколько методов определения плотности на месте. Обычно используются два метода: 1. Метод корончатой фрезы 2. Метод замены песка.
1. Метод корончатой фрезы :Метод корончатой фрезы используется для определения плотности мелкозернистых естественных или уплотненных грунтов, свободных от заполнителей, с помощью корончатой фрезы.
Принцип :В этом методе корончатая фреза врезается в ненарушенный грунт на участке, а плотность на месте определяется путем измерения веса и объема почвы вместе с колонковой фрезой. Этот метод подходит только для мелкозернистых природных или уплотненных грунтов, свободных от агрегатов.
Оборудование :Аппарат, применяемый в методе корончатого сверления, состоит из следующих частей:
и. Цилиндрический стержневой резак для бесшовной стальной трубы длиной 13 см и внутренним диаметром 10 см с толщиной стенки 0,3 см, скошенной на одном конце. Резак следует содержать в смазке или масле.
ii. Стальная тележка высотой 2,5 см и внутренним диаметром 10 см с толщиной стенки 7,5 мм с выступом, позволяющим установить ее на корончатый резак.
iii. Стальной трамбовщик с твердой опорой из мягкой стали, диаметром 140 мм и высотой 75 мм, с твердой стойкой из мягкой стали диаметром 25 мм с концентрическими винтами. Общая длина трамбовки, включая опору и рейку, должна составлять примерно 900 мм. Трамбовка (вместе с опорой и рейкой) должна весить около 9 кг.
iv. Весы с точностью до 1 г.
v. Мастихин удобного размера; у одного лезвие примерно 20 см в длину и 3 см в ширину.
vi.Стальное правило.
vii. Инструмент для прививки, лопата или топор.
viii. Прямая кромка, подойдет стальная полоса длиной около 30 см, шириной 2,5 см и толщиной от 3 до 5 мм с одним скошенным краем.
ix. Аппарат для определения содержания воды.
Процедура :Плотность грунта на месте методом керново-фрезерной обработки определяется в следующих этапах:
и. Внутренний объем (V c ) корончатого сверла в кубических сантиметрах рассчитывается по его размерам, которые должны быть измерены с точностью до нуля.25 мм.
ii. Резак взвешивают с точностью до грамма (W c ).
iii. Небольшой участок, примерно 30 см 2 исследуемого слоя почвы, обнажается и выравнивается.
iv. Стальную тележку помещают на верхнюю часть фрезы, и фрезу утрамбовывают вертикально в слой почвы до тех пор, пока тележка не будет выступать над поверхностью всего примерно на 15 мм, при этом следует следить за тем, чтобы фреза не раскачивалась.
v. Затем резак выкапывается из окружающей почвы, при этом необходимо следить за тем, чтобы часть почвы выступала из нижнего конца резака.Затем концы почвенного стержня подрезаются ровно до концов фрезы с помощью прямой кромки.
vi. Фрезу с ядром почвы взвешивают с точностью до грамма (W s ).
vii. Керн почвы извлекается из резака, репрезентативный образец помещается в герметичный контейнер и определяется его влажность (ω).
viii. Необходимо провести несколько повторных определений (не менее трех) и усреднить результаты, так как сухая плотность почвы существенно меняется от точки к точке.Количество определений должно быть таким, чтобы дополнительное не изменяло значительно среднее значение.
Расчеты :и. Насыпная плотность грунта на месте:
Насыпная плотность на месте определяется по формулам. (4.72) и (4.73)
γ = (W с — W c ) / V c … (4,72)
В c = d 2 h / 4… (4,73)
, где W c — вес пустого корончатого сверла, W s — вес корончатого резака плюс влажная почва, V c — объем корончатого резца, d — внутренний диаметр корончатого резака, а h — внутренняя высота корончатого сверла без тележки.
ii. Естественное содержание влаги:
Естественная влажность рассчитывается по обычному соотношению —
.ω = [(W 2 — W 3 ) / (W 3 — W 1 )] x 100
, где W 1 — вес пустой чашки, W 2 — вес чашки + влажный грунт, а W 3 — вес чашки + сухой грунт. Среднее значение трех испытаний принимается за естественное содержание влаги
.iii. Плотность сухого грунта на месте:
Насыпная плотность на месте определяется с использованием следующего обычного соотношения:
γ d = γ / (1 + w)
где ω — естественная влажность почвы.
2. Метод замены песка :Метод замещения песка применяется для определения удельной сухой плотности естественных или уплотненных мелкозернистых и среднезернистых грунтов. Этот метод применим к слоям толщиной не более 15 см.
Принцип :В этом методе объем вынутого грунта или ямы определяется косвенно путем калибровки плотности свободно дренируемого песка. Плотность калибровочного песка сначала определяется в лаборатории. Затем песок засыпается в яму, откуда выкапывается почва. Вес песка, выпущенного в яму, делится на плотность песка, которая дает объем вынутой почвы или выемки.
Метод полезен для несвязных грунтов, для которых ненарушенная проба не может быть собрана с помощью колонкового резака.Этот метод также полезен в тех случаях, когда керновой резак не может работать из-за наличия твердой почвы или камней в почвенной массе.
Оборудование :Аппарат, используемый в методе замены песка, состоит из следующих частей:
и. Цилиндр для заливки песка.
ii. Инструменты для выкапывания ям — скребок для выравнивания поверхности, гнутая ложка и лопатка.
iii. Цилиндрический калибровочный контейнер с внутренним диаметром 100 мм и внутренней глубиной 150 мм, снабженный фланцем шириной примерно 50 мм и толщиной примерно 5 мм, окружающим открытый конец.Объем емкости следует указывать с точностью до 0,25%.
iv. Весы — с точностью до 1 г.
v. Плоская поверхность, такая как стекло или пластина из плексигласа, или другая плоская поверхность — квадрат размером около 450 мм и толщиной 9 мм или более.
vi. Металлические контейнеры для сбора вынутого грунта. Удобный размер — примерно 150 мм в диаметре и 200 мм в глубину со съемной крышкой.
vii. Цилиндрическая стальная коронка из стали, длиной 127,4 ± 0,1 мм, внутренним диаметром 100 ± 0,1 мм, толщиной стенки 3 мм и скошенной кромкой на одном конце.Резак должен быть хорошо смазан.
viii. Поднос металлический квадратный 300 мм и глубиной 40 мм с отверстием 100 мм в центре.
ix. В качестве калибровочного песка используется чистый однородный природный песок, прошедший через сито IS 1,0 мм и оставшийся на сите IS 600 микрон. Он не должен содержать органических веществ, должен быть высушен в печи и храниться в течение подходящего периода времени, чтобы его содержание воды достигло равновесия с атмосферной влажностью.
Процедура :Процедура выполняется в два этапа, которые описаны ниже:
Шаг 1 — Калибровка оборудования :
Калибровка прибора заключается в определении насыпной плотности песка и выглядит следующим образом:
и.Разливочный цилиндр заполняется песком так, чтобы уровень песка в цилиндре находился в пределах 10 мм от верха. Его общий начальный вес (W 1 ) определяется и должен поддерживаться постоянным на протяжении всех испытаний, для которых используется калибровка.
ii. Объем песка, эквивалентный объему вырытой ямы в почве (или равный объему калибровочного контейнера), может вытекать из цилиндра под действием силы тяжести. Затем заслонка разливочного цилиндра закрывается, и цилиндр помещается на плоскую поверхность, например на стеклянную пластину.
iii. Заслонка разливочного цилиндра открывается, и песок выливается. Когда в цилиндре больше не происходит движения песка, заслонка закрывается и цилиндр осторожно удаляется.
iv. Песок, заполнивший конус разливочного цилиндра (то есть песок, оставшийся на плоской поверхности), собирается и взвешивается с точностью до грамма.
v. Эти измерения повторяются не менее трех раз, и берется средний вес.
vi. Внутренний объем (V) калибровочного контейнера в миллилитрах определяется по весу воды, содержащейся в контейнере, когда он заполнен до краев. Объем также можно рассчитать по измеренным внутренним размерам контейнера.
vii. Разливочный цилиндр размещается концентрически на верхней части калибровочного контейнера после заполнения до постоянного веса (W 1 ), как на этапе 1. Заслонка на разливочном цилиндре закрывается во время этой операции.Жалюзи открываются, и песок выливается. Когда в цилиндре больше не происходит движения песка, заслонка закрывается. Разливочный цилиндр снимается и взвешивается с точностью до грамма. Эти измерения повторяются не менее трех раз, и берется средний вес.
Шаг 2 — Измерение плотности почвы :
Для измерения плотности почвы необходимо использовать следующий метод:
и.Плоский участок, примерно 450 мм 2 , исследуемой почвы обнажают и обрезают до ровной поверхности, предпочтительно с помощью скребка.
ii. Металлический лоток с центральным отверстием кладут на подготовленную поверхность почвы с отверстием поверх исследуемой части почвы. Затем следует выкопать яму в грунте, используя отверстие в лотке в качестве образца, на глубину испытываемого слоя максимум до 150 мм.
iii. Вынутый грунт тщательно собирают, не оставляя рыхлого материала в яме, и взвешивают с точностью до грамма (W м ).Металлический лоток удаляется перед тем, как разливочный цилиндр помещается на место над вырытой ямой.
iv. Содержание воды (ω) в вынутом грунте определяется методом, указанным в IS — 2720 (Часть 2) — 1973.
v. Разливочный цилиндр, наполненный до постоянного веса (W 1 ), как на шаге 3, размещается так, чтобы основание цилиндра перекрывало отверстие концентрически. Во время этой операции заслонка на разливочном цилиндре закрыта. Затем открывается заслонка, и песок стекает в отверстие.
vi. Когда дальнейшее движение песка прекращается, заслонка закрывается. Цилиндр удаляют и взвешивают с точностью до грамма (W).
Меры предосторожности :При использовании метода замены песка необходимо соблюдать следующие меры предосторожности:
и. Поскольку колебания влажности воздуха влияют на содержание воды в песке и, следовательно, на его объемную плотность, калибровку следует выполнять (или, по крайней мере, проверять) в течение каждого дня работы.Чтобы преодолеть влияние небольших различий в градации и форме частиц между партиями песка, из каждой партии следует отбирать пробы и откалибровать.
ii. Если по какой-либо причине необходимо выкопать ямы на глубину, отличную от 150 мм, калибровочный контейнер следует заменить на контейнер, глубина которого равна глубине вынутой ямы, или его эффективная глубина должна быть уменьшена до глубины вырытой ямы.
iii. При выкапывании ямы следует проявлять осторожность, чтобы проследить, чтобы отверстие не увеличивалось из-за прижимания лопатки к стороне отверстия, так как это приведет к регистрации более низкой плотности.
iv. Необходимо провести несколько повторных определений (не менее трех) и усреднить результаты, потому что сухая плотность почвы значительно меняется от точки к точке. Количество определений должно быть таким, чтобы дополнительное определение не оказывало существенного влияния на среднее значение.
v. Обычно периода хранения после сушки в печи около 7 дней достаточно для того, чтобы содержание воды в песке достигло равновесия с атмосферной влажностью.Песок не следует хранить в герметичных емкостях, его следует тщательно перемешать перед использованием. Если песок собирается из отверстий в уплотненном грунте после проведения испытания, рекомендуется просеять, высушить и хранить его и снова, прежде чем использовать в дальнейших испытаниях по замене песка.
Расчеты :Плотность на месте рассчитывается следующим образом:
и. Насыпная плотность песка:
Насыпная плотность песка рассчитывается из —
γ песок = W с / V 1 … (4.74)
Вт с = Вт 1 — Вт 2 — Вт 3 … (4,75)
V 1 = d 2 h / 4
где W s — вес песка в калибровочном контейнере, V 1 — объем калибровочного контейнера, W 1 — вес песчаного цилиндра с добавлением песка, W 2 — вес песка разливочный цилиндр плюс песок после заполнения калибровочного контейнера, W 3 — средний вес песка в конусе (разливочного цилиндра), d — внутренний диаметр калибровочного контейнера, а h — внутренняя высота калибровочного контейнера.
ii. Объем отверстия на площадке:
Объем вынутого грунта рассчитывается из —
V = W 7 / γ песок … (4,77)
W 7 = W 1 — W 3 — W 6 … (4,78)
, где W 7 — это вес песка, заполняющего скважину на площадке, а W 6 — это вес цилиндра для заливки песка плюс песок после заполнения скважины на площадке.
iii. Насыпная плотность почвы на месте:
Выдается —
γ = W 8 / V… (4.79)
, где W 8 — вес вынутого грунта, а V — объем извлеченного грунта.
iv. Естественное содержание влаги:
Естественная влажность рассчитывается по обычному соотношению —
.ω = [(Ш 10 — Ш 11 ) / (Ш 11 — Ш 9 )] x 100
, где W 9 — вес пустой чашки, W 10 — вес чашки + влажный грунт, а W 11 — вес чашки + сухой грунт.Среднее значение трех испытаний принимается за естественное содержание влаги.
v. Плотность сухого грунта на месте:
Дается обычным соотношением —
γd = γ / (1 + w)
, где γ — объемная плотность грунта на месте, а w — естественная влажность почвы.
(PDF) Методы оценки насыпной плотности почвы: обзор
МЕТОДЫ ОЦЕНКИ НАСОСНОЙ ПЛОТНОСТИ ПОЧВ 595
Water Resour.50: 41–54.
Ferreira T. R, Borges J A R, Pires L F.2015. Репрезентативный элемент —
. Почва Пахота
Res. 152: 74–84.
Ферронский В. И. 2015. Ядерная геофизика: приложения в гидро-
логике, гидрогеологии, инженерной геологии, сельском хозяйстве и
Экология. Springer, Москва.
Фрисби Дж. А., Грэм Р. С., Ли Б. Д. 2014. Метод гипсовой повязки
для определения объемной плотности грунта.Почвоведение. 179: 103–106.
Гао В.Д., Уолли В.Р., Тиан З.С., Лю Дж., Рен Т.С. 2016. Простая модель для прогнозирования сопротивления грунта пенетрометром в зависимости от плотности, высыхания и глубины поля. Почва Till Res.
155: 190–198.
Ганбарян Б., Таслимитехрани В., Пачепский Ю. А. 2017. Accura-
cy функции педотрансфера, зависящей от размеров образца, в оценке гидропроводности насыщенных грунтов
. Катена.
149: 374–380.
Гехи Н.Г., Немес А., Вердудт А., Ван Ранст Э., Корнелис В.,
Беккс П. 2012. Непараметрические методы прогнозирования почвы
Насыпная плотность верхнего слоя почвы тропических лесов в Руанде. Почва
Sci Soc Am J. 76: 1172–1183.
Хан Д., Вахедифард Ф., Анстоос Дж. В. 2017. Исследование корреляции
между обратным рассеянием радара и измерениями на поверхности почвы на месте. Int J Appl Earth Observ Geoinform.
57: 136–144.
Хан И З., Чжан Дж. В., Маттсон К. Г., Чжан В. Д., Вебер Т. А.
2016. Размеры выборки для контроля ошибок оценок при определении объемной плотности почвы
в лесных почвах Калифорнии. Soil Sci Soc Am
J. 80: 756–764.
Холлис Дж. М., Ханнам Дж., Беллами П. Х. 2012. Полученные эмпирическим путем педотрансферные функции
для прогнозирования объемной плотности в арахисовых почвах Евро-
. Eur J Soil Sci. 63: 96–109.
Холмс К. В., Уэрретт А., Китинг А., Мерфи Д. В. 2011. Mee-
, эффективно определяющий требования к отбору проб объемной плотности для оценки
запасов углерода в почве.Soil Res. 49: 680–695.
Хоссейни М., Мовахеди Наейни С.А., Дехгани А.А., Халедиан
Ю. 2016. Оценка параметра механического сопротивления почвы
с использованием оптимизации роя частиц, генетического алгоритма и методов множественной регрессии
. Почва Till Res. 157: 32–42.
Hu GJ, Zhao L, Wu XD, Li R, Wu TH, Xie CW, Pang Q
Q, Zou D F. 2017. Сравнение теплопроводности
параметризации для алгоритма замораживания-оттаивания с мульти-
слоистый грунт в районах вечной мерзлоты.Катена. 156: 244–251.
Международная организация по стандартизации (ISO). 2017. ISO
11272-2017. Качество почвы — определение сухой насыпной плотности —
тын. Международная организация по стандартизации, Женева.
Ислам М.С., Султана Н., Ахмед А. 2015. Экспериментальные и численные исследования влажности и плотности
почв. J Civil Eng Res. 5: 1–9.
Jalabert S S M, Martin M P, Renaud J P, Boulonne L, Jolivet
C, Montanarella L, Arrouays D.2010. Оценка объемной плотности лесной почвы
с использованием ускоренного регрессионного моделирования. Использование почвы
Управление. 26: 516–528.
Jia X X, Shao M. A, Zhu Y J, Luo Y. 2017. Влажность почвы де-
клин из-за затопления на Лессовом плато, Китай. J
Hydrol. 546: 113–122.
Keesstra S, Pereira P, Novara A, Brevik EC, Azorin-Molina
C, Parras-Alc´antara L, Jord´an A, Cerd`a A. 2016. Влияние
методов управления почвой на почвенные воды эрозия абрикосовых
садов.Sci Total Environ. 551-552: 357–366.
Khater A. E M, Ebaid Y Y. 2008. Упрощенная самостоятельная коррекция затухания гамма-лучей
в объемных образцах. Appl Radiat Isotopes.
66: 407–413.
Лестарининсих И. Д., Хайриа К. 2013. Оценка уплотнения почвы
с помощью двух различных методов измерения объемной плотности почвы
в почве плантаций масличных пальм. Процедуры Environ Sci. 17: 172–
178.
Лин Дж., Сан Й., Ламмерс П. С. 2014. Оценка зависимости индекса конуса, содержания воды в почве и объемной плотности
на основе модели с использованием данных пенетрометра с двумя датчиками.Почва Till Res. 138: 9–
16.
Лю XW, Фейке Т., Шао Л.В., Сан Х.Й., Чен С.Ю., Чжан X
Ю. 2016. Влияние различных режимов орошения на уплотнение почвы
у озимой пшеницы. система ярового посева кукурузы в
Северо-Китайской равнине. Катена. 137: 70–76.
Лобси Р., Вискарра Россель Р. 2016. Измерение массы почвы
плотности для более точного учета углерода. Eur J Soil Sci.
67: 504–513.
Лу И Л, Лю Х Н, Чжан М., Хейтман Дж., Хортон Р., Рен Т. С.
2017. Метод термо-временной рефлектометрии: Улучшение
в мониторинге объемной плотности грунта на месте. Soil Sci Soc Am J.
DOI: 10.2136 / msa2015.0031.
Ma Y Y, Lei T. W, Zhang X P, Chen Y X. 2013. Объемная замена —
Метод прямого измерения влажности почвы и
насыпной плотности. Trans Chin Soc Agric Eng (на китайском языке). 29:
86–93.
Махдави С. М., Нейшабури М. Р., Фудзимаки Х. 2016. Оценка
некоторых моделей теплопроводности почвы через вариации температуры и объемной плотности
при низком диапазоне влажности.Euras
Почвоведение. 49: 915–925.
Martin M, Lo Seen D, Boulonne L, Jolivet C, Nair K M, Bour-
geon G, Arrouays D. 2009. Оптимизация функции педотрансфера
для оценки объемной плотности почвы с использованием ускоренной регрессии
деревьев. Soil Sci Soc Am J. 73: 485–493.
Mart´ın M´
A, Reyes M, Taguas F J. 2017. Оценка плотности почвы
с информационными показателями текстуры почвы. Геодермия.
287: 66–70.
Masseroni D, Corbari C, Mancini M.2014. Ограничения и улучшения
доказательства закрытия энергетического баланса со ссылкой на
экспериментальных данных, измеренных на кукурузном поле. Атмосфера.
27: 335–352.
Маккензи Н., Кофлан К., Крессвелл Х. 2002. Физические измерения почвы —
Учет и интерпретация для оценки земель. CSIRO
Publishing, Collingwood.
Мохавеш О., Махмуд М., Янссен М., Леннарц Б. 2014. Эффект
орошения сточными водами оливковой мельницы на гидравлические свойства почвы и свойства переноса растворенных веществ
.Int J Environ Sci Technol. 11:
927–934.
Moret-Fern´andez D, Latorre B, Pe˜na C, Gonz´alez-Cebollada C,
L´opez M. 2016. Применимость фотограмметрической техники —
nique для определения объема и насыпной плотности мелких
почвенных агрегатов. Soil Res. 54: 354–359.
Надери-Болдажи М., Келлер Т. 2016. Степень плотности почвы
сильно коррелирует с индексом физического качества почвы S.Soil
Till Res.159: 41–46.
Нагди Р., Сольджи А., Лабелль Е. Р., Зеннер Е. К. 2016. Влияние наземного трелевки
на физические и химические свойства
лесных почв и их влияние на рост проростков клена.
евроДж для рез. 135: 949–962.
Nanko K, Ugawa S, Hashimoto S, Imaya A, Kobayashi M, Sakai
H, Ishizuka S, Miura S, Tanaka N, Takahashi M, Kaneko S.
2014. Функция педотрансфера для оценки объемной плотности
лесная почва в Японии, пострадавшая от вулканического пепла.Геодермия. 213:
36–45.
Пирес Л. Ф., Роза Дж. А., Перейра А. Б., Артур Р. К. Дж., Бакки О.
С. 2009. Метод ослабления гамма-излучения как эффективный инструмент
для исследования пространственной изменчивости объемной плотности почвы. Ann Nucl
Energ. 36: 1734–1739.
Замена песка — обзор
5.2.1 Раствор
Раствор играет важную роль в строительной отрасли, обычно выступая в качестве связующего элемента, который скрепляет кирпичи и камни в конструкциях и зданиях.Помимо различий в том, как обычно используются строительные растворы, по сравнению с бетоном, эти два материала имеют общие составляющие — цемент, песок и воду, хотя раствор не содержит дополнительной фракции крупного заполнителя. Строительные растворы, как правило, имеют более высокое водоцементное соотношение и более толстую текстуру по сравнению с бетоном, что улучшает их адгезию и, как следствие, эффективность в качестве связующего агента. Растворы также обычно слабее, менее долговечны и имеют меньший срок службы, чем бетонные изделия, хотя менее строгие требования могут сделать их более доступным источником для MIBA.Кроме того, следует отметить, что исследователи иногда проводят испытания строительных смесей вместо бетона в лаборатории просто для того, чтобы снизить затраты на испытания конструкции смеси.
В этом разделе исследуются характеристики строительных растворов, в которых MIBA используется в качестве песчаного компонента при содержании до 100%. Как видно из кривых гранулометрического состава, показанных ранее на рисунке 4.1, просеивание и просеивание до заданного уровня потребуются для использования золы в качестве мелкозернистого агрегатного компонента. Во многих случаях перед использованием MIBA в этих продуктах также предпринимались дальнейшие обработки, включая удаление черных и цветных металлов (Almeida and Lopes, 1998; Ferraris et al., 2009; Tang et al., 2015), стирка (Kuo et al., 2015; Rashid and Frantz, 1992; Saikia et al., 2008, 2015; Zhang, Zhao, 2014) и термическая обработка (Ferraris et al., 2009; Saikia и др., 2015).
Свежие свойства строительного раствора важно учитывать при погрузочно-разгрузочных работах и укладке, а также будут ключевыми определяющими факторами в характеристиках строительного раствора в затвердевшем состоянии. Результаты по влиянию MIBA, как частичной, так и полной замены песка, на консистенцию раствора представлены в Таблице 5.1.
Таблица 5.1. Результаты по консистенции растворов, использующих сжигаемый зольный остаток в качестве замены песка
| Смесь | Пропорции смеси | Результаты по текучести | |||
|---|---|---|---|---|---|
| Вода | Цемент | Песок | MIBA | ||
| Control | 283 кг / м 3 | 514 кг / м 3 | 1545 кг / м 3 | — | 131 мм |
| 101240 283 кг / м 3 | 514 кг / м 3 | 1390 кг / м 3 | 155 кг / м 3 | 119 мм | |
| 20% Замена песка | 283 / м 3 | 514 кг / м 3 | 1236 кг / м 3 | 309 кг / м 3 | 120 мм |
| 30% Замена песка | 283 кг / м 3 | 514 кг / м 3 | 1081 кг / м 3 | 464 кг / м 3 | 119 мм |
| 40% Замененный песок | /283 м 3 | 514 кг / м 3 | 927 кг / м 3 | 618 кг / м 3 | 101 мм |
| Рашид и Frantz1240 (1992) | |||||
| 912 | 196 г | 300 г | 1685 г | — | 4.6% |
| 100% замена песка (UW MIBA) | 284 г a | 300 г | — | 1049 г | 5,4% |
| 100% замена песка12 (W MIBA | ) 9 288 г a | 300 г | — | 1088 г | 6,6% |
MIBA , зола, сжигаемая в быту; UW , немытый; W , помытый.
В двух исследованиях сообщалось о противоположных результатах потока, хотя это, по-видимому, больше связано с различиями в принятых подходах, чем с характеристиками MIBA.Результаты водопоглощения для этих конкретных образцов MIBA недоступны; однако ранее в главе 4 было установлено, что зола имеет адсорбционные свойства значительно выше, чем у природного песка, со средним значением, близким к 10%. Таким образом, не ожидается, что MIBA приведет к улучшению консистенции раствора.
При внимательном рассмотрении пропорций смеси, показанных в Таблице 5.1, очевидно, что в исследовании с использованием MIBA (немытого и промытого) в качестве полной замены песка (Rashid and Frantz, 1992), к свободной воде добавлялась дополнительная вода. чтобы обеспечить абсорбцию агрегатов MIBA и обеспечить постоянный поток.Фактически это привело к небольшому увеличению текучести в растворах MIBA, возможно, из-за незначительного изменения конструкции смеси или просто того факта, что вся добавленная вода еще не была абсорбирована во время испытания. Другое исследование (Cheng, 2012), по-видимому, не учитывает более высокое водопоглощение МИБА по сравнению с песком, исходя из заданных пропорций смеси и наблюдаемого снижения удобоукладываемости. Хотя этот подход может быть не лучшим вариантом для использования при использовании MIBA на практике, он действительно обеспечивает полезную прямую оценку нескорректированной производительности MIBA по сравнению с песком.В смесь также можно добавить суперпластификатор, чтобы компенсировать уменьшение потока.
Доступен ограниченный объем данных о дополнительных свежих свойствах минометов MIBA с уровнями замещения песка от 0% до 40% (Cheng, 2012; пропорции смеси показаны в таблице 5.1). Результаты представлены следующим образом:
- •
Вес свежей единицы: это свойство постоянно снижалось с 2248 кг / м 3 (контроль 0% MIBA) до 1986 кг / м 3 с 40% MIBA в качестве замена песка.Это можно объяснить более низкой плотностью MIBA (удельный вес 2,15) по сравнению с песком (удельный вес 2,69).
- •
Содержание воздуха: как следствие более высокой пористости заполнителя MIBA и связанных с этим высоких абсорбционных свойств, содержание воздуха в строительных растворах постоянно увеличивалось с 1,7% для контроля до 3,1%, 4,9%, 6,1% и 7,5% для уровней замещения 10%, 20%, 30% и 40%.
- •
Поведение при схватывании: было обнаружено, что время начального и окончательного схватывания уменьшилось с контрольных значений 284 и 419 минут до 238 и 389 минут для уровня замещения 40% MIBA.Хотя MIBA использовался только в качестве агрегатного компонента после просеивания, Cheng (2012) любопытно приписал это более быстрой реакции гидратации извести и более высокому содержанию C 3 A в MIBA.
- •
Стабильность: Кровоточивость строительного раствора снизилась с 0,1988 мл / см 2 (контроль 0% MIBA) до 0,0443 мл / см 2 (40% MIBA) благодаря более высоким свойствам водопоглощения МИБА.
Что касается свойств затвердевания строительных растворов, содержащих МИБА в качестве заполнителя, основное внимание при испытаниях уделялось прочности на сжатие.Как указывалось ранее, в дополнение к стандартной обработке корректировки размера частиц была предпринята дополнительная обработка МИБА для улучшения рабочих характеристик. Результаты, показывающие влияние МИБА в качестве замены песка на прочность на сжатие 28-дневного раствора, представлены на Рисунке 5.1 с использованием образцов золы, подвергнутых (Рисунок 5.1 (a)) стандартной обработке и (Рисунок 5.1 (b)) дальнейшей обработке, включая промывку. химическая и термическая обработка. Чтобы позволить анализ объединенных данных, значения были преобразованы из абсолютных значений в относительные и представлены как процент от силы контроля.
Рисунок 5.1. Влияние сжигаемого остатка золы ( MIBA ) в качестве замены песка на прочность на сжатие 28-дневного раствора для (a) стандартного обработанного MIBA и (b) MIBA, подвергнутого дальнейшей обработке. SP , суперпластификатор.
По материалам Lynn et al. (2016).Из рисунка 5.1 видно, что, за исключением Pavlik et al. (2011), агрегаты МИБА привели к снижению прочности строительного раствора. Снижение прочности является обычным явлением при использовании переработанных или вторичных заполнителей.Есть много применений, которые не предъявляют очень высоких требований к прочности и, как таковые, должны обеспечивать выход для использования этих материалов и не требовать высококачественных и более дорогих заполнителей. При этом существует значительный разброс в потерях прочности, возникающих при использовании MIBA, вплоть до экстремальных потерь в 30% на замену 10% MIBA, что значительно ограничивает использование MIBA.
Был определен ряд ключевых факторов, которые могут способствовать чрезмерным потерям прочности, а именно:
- •
Металлическое расширение алюминия,
- •
Высокое содержание органических веществ,
- •
Заполнитель абсорбирует свободную воду до точки, при которой реакции гидратации цемента подавляются.
Существенное расширение и растрескивание строительного раствора раннего возраста — явный признак того, что возникла проблема, вызванная реакцией металлического алюминия в МИБА с образованием газообразного водорода. Это может поставить под угрозу все аспекты производительности, включая силу. Хотя ожидается, что это станет более заметной проблемой при использовании MIBA в реактивной форме в качестве цементного компонента, в некоторых случаях также возникали проблемы с этим (Rashid and Frantz, 1992; Saikia et al., 2008, 2015 ), при использовании в качестве мелкого заполнителя.
Что касается различных вариантов обработки МИБА, которые были исследованы, промывка была в некоторой степени эффективной для удаления металлической алюминиевой фракции; например, Рашид и Франц (1992) сообщили о потере прочности на 38% (по сравнению с контролем) после промывки по сравнению с 66% без промывки, с МИБА в качестве 100% заполнителя. Химическая обработка МИБА с NaOH была эффективным методом превращения химически активного металлического алюминия в стабильный алюминат, в то время как термическая обработка также в некоторой степени способствовала уменьшению реакционноспособных компонентов (Saikia et al., 2015). Термическая обработка при температурах до 1450 ° C дала дополнительные преимущества, заключающиеся в снижении содержания органических веществ, улучшении однородности и стабилизации поведения при выщелачивании.
Из результатов Saikia et al. (2015), заметные потери прочности по-прежнему наблюдались при использовании МИБА, подвергнутого только химической обработке. При более внимательном рассмотрении характеристик образцов MIBA, использованных в этом исследовании, было обнаружено, что зола имеет очень высокие потери при возгорании (LOI) — 12%.В идеальной ситуации для использования вначале следует выбирать пробы золы с более низкими значениями LOI; тем не менее, в этом случае было обнаружено, что удаление органических веществ термической обработкой перед химической обработкой улучшило эффективность обработки. Однако, как видно из рисунка 5.1 (б), добавление суперпластификатора к строительному раствору с обработанным МИБА привело к наибольшему улучшению прочности до уровня лишь незначительно ниже контрольного. Хотя количество воды, необходимое для гидратации, обычно довольно низкое, высокое водопоглощение заполнителей МИБА, по-видимому, все же впитало свободную воду до такой степени, что мешает реакциям гидратации цемента.Этот фактор может иметь большое влияние на развитие прочности на сжатие, хотя его можно просто преодолеть, допуская дополнительную воду, поглощаемую агрегатами в конструкции смеси, или используя добавку суперпластификатора.
Другие результаты подтверждают важность учета дополнительного поглощения MIBA. Из пропорций смеси, использованных Рашидом и Францем (1992) (см. Таблицу 5.1), ясно, что была добавлена дополнительная вода, чтобы обеспечить абсорбцию МИБА, и после промывки эти растворы достигли одной из самых низких скоростей потери прочности с МИБА, поскольку замена песка.При стандартных обработанных результатах MIBA, представленных на рис. 5.1 (а), в работе Янга и др. Не было обнаружено растрескивания из-за реакций расширения газообразного водорода. (2014) и Tang et al. (2015). В первом исследовании сообщалось, что в состав смеси была добавлена вода, чтобы учесть абсорбцию МИБА, и были достигнуты наилучшие результаты по прочности на сжатие, в то время как второе исследование показало самые низкие значения прочности и, действительно, предложило объяснение, что дополнительное поглощение МИБА заполнитель ингибировал реакции гидратации цемента.
Если можно избежать ранее отмеченных ловушек, снижение прочности на сжатие с помощью агрегатов MIBA можно контролировать с потерями менее 5% на замену 10% MIBA. Таким образом, существует возможность включения MIBA во многие смеси, где требования к прочности не являются исключительно высокими.
Показатели прочности на сжатие тесно связаны со многими другими свойствами строительных растворов, и в сочетании с глубоким пониманием характеристик MIBA эти данные могут обеспечить полезное понимание влияния MIBA на эти дополнительные свойства, особенно когда доступны данные ограничены.В связи с этим было обнаружено, что поведение прочности на изгиб отражает ранее наблюдаемые результаты сжатия, при этом MIBA приводит к снижению прочности (Tang et al., 2015; Yang et al., 2014), хотя опять же, в одном случае (Pavlik et al. ., 2011, 2012) сообщили об улучшении прочности благодаря MIBA. Причина увеличения прочности на сжатие и изгиб в этом исследовании не ясна; однако, основываясь на других результатах и знании характеристик MIBA (более высокая пористость и абсорбция), это поведение не является репрезентативным для ожидаемых характеристик MIBA в целом.
Обширная работа, проделанная Павликом и др. (2011, 2012) также протестировали модуль Юнга строительных смесей, содержащих МИБА. При двух динамических испытаниях, импульсном методе и резонансном методе, при использовании MIBA в качестве замены 40% песка было получено снижение на 18–25%. Это можно объяснить более высокой пористостью агрегатов МИБА. Что касается проницаемости, снижение абсорбции и диффузии строительных растворов, содержащих МИБА, казалось несовместимым с сообщаемым одновременным увеличением пористости смеси (Павлик и др., 2011, 2012). Более высокие характеристики пористости и абсорбции предполагают, что результирующая абсорбция и коэффициент диффузии строительных растворов должны увеличиваться с MIBA.
Содержание хлоридов и сульфатов в компонентах может иметь важное влияние на долговечность строительного раствора, и ранее в главе 4 было показано, что оба эти компонента присутствуют в MIBA в заметных количествах. Хотя их содержание в полученных растворах MIBA не проверялось, сообщалось, что химическая обработка была эффективным вариантом для снижения как Cl —, так и SO42- в самом MIBA (снижение на 86% и 78% Cl — и SO42− соответственно после обработки 0.25 M Na 2 CO 3 ) (Saikia et al., 2015).
Расширение, возникающее в результате реакции металлического алюминия в MIBA в щелочной среде, может сильно повлиять на долговечность раствора. Как обсуждалось ранее в отношении результатов прочности на сжатие, обширное образование газообразного водорода и связанное с ним растрескивание были видны только в некоторых случаях (Rashid and Frantz, 1992; Saikia et al., 2008, 2015) при использовании MIBA в гранулированной форме в качестве мелкодисперсного материала.
