Материал: 1907
Под каждой ступенью нагрузки штамп выдерживают до условной стабилизации его осадки, скорость которой не должна превышать
Umax = 0,2 мм/ч.
Интервал взятия отсчетов с прогибомеров после приложения каждой ступени нагрузки зависит от скорости затухания осадки. Он тем меньше, чем быстрее затухает осадка. В среднем этот интервал составляет 10…15 мин. Для того чтобы установить момент перехода к следующей ступени нагрузки, надлежит определять средние скорости
|
осадки за каждый нтервал Ui Si ti |
и сравнивать с Umax . |
|
|
|||||||||||||||
|
|
Наблюден я за осадкой штампа прекращаются после затухания |
|||||||||||||||||
|
деформац й от последней ступени нагрузки. |
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
Затем давлен е со штампа снимают (разгружают штамп) теми же |
|||||||||||||||||
|
ступенями, что |
при нагрузке, и замеряют его перемещения по про- |
|||||||||||||||||
|
гибомерам. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
|
Зап сь, о ра отка |
|
оформлениерезультатовиспытаний |
||||||||||||||
|
и |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
Результаты |
спытаний заносят в журнал испытаний табл. 2. |
||||||||||||||||
|
|
|
|
|
Результаты испытаний грунта штампом |
|
|
Таблица 2 |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||||
|
|
|
|
б |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
ч |
|
,м/ч |
|
|
|
|
|
|
|
|
Показания |
|
Осадка |
|
|
|
U |
|
|||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
прогибомеров, |
|
штампа, |
|
|
|
|
|
||||||
|
|
|
|
|
|
А |
|
|
|
осадки |
|
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
мм |
|
|
мм |
|
|
|
|
||||
|
|
|
|
Суммарнаянагрузкаштампна от давлениядомкратакН, |
Давление поподошвештампа, кПа |
|
|
|
|
Дмм ∆S осадкаΣ∆S Времявыдержки, |
|
|
|||||||
|
Датаиспытанийи время |
|
Интервалвременимин∆t, |
S1 |
|
S2 |
|
Скорость Si |
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|||||||||||||||
|
|
|
|
Среднее показание S , |
|
даннуюЗа ступень |
|
Полная S = |
∆ti |
|
ti |
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||||||||
|
|
|
5 |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
||||||
|
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
15 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
20 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
25 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
30 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
35 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
40 |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
6
После обработки результатов строим графики зависимостей: осадки штампа S от давления р (ветвь нагрузки и ветвь разгрузки) и осадки штампа от времени, аналогично графикам, показанным на рис.2.
По окончании работы вычисляется модуль общей деформации |
||||||
С |
|
|
|
|
|
|
песчаного основания по формуле |
|
|
|
|||
|
E |
0 |
b 1 2 |
p S , |
(1) |
|
|
|
|
s |
s |
|
|
где – коэфф ц ент для жесткого штампа, зависящий от отношения
размеров подошвы штампа n = a / b, равный 0,965 при n = 0,5 / 0,4 = =1,25;осадкиb – ш р на штампа (меньший размер), м; – коэффициент по-
перечного расш рен я грунта, который может быть принят равным
0,30; s p – расчетный |
нтервал изменения давления на штамп; s S – |
|
|
б |
|
расчетное пр ращен е |
за указанный интервал. |
|
a) |
|
) |
А
Рис.2. Результаты испытанияДпесчаного основанияИв лотке штампом: а – график зависимости осадки штампа от среднего давления под его подошвой; б – график зависимости осадки штампа от времени
При определении расчетного интервала давления s p из полного давления вычитают давление первой ступени p1 , чтобы исключить влияние неплотности прилегания подошвы штампа к грунту:
s p pmax p1 . |
(2) |
Расчетное приращение осадки в таком случае будет |
|
s S Smax S1, |
(3) |
7
где Smax – наибольшее значение осадки штампа от всей нагрузки по результатам испытаний; S1 – осадка штампа от первой ступени на-
грузки.
В нашем случае s p = 100 - 25 = 75 кПа.
2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ КОЭФФИЦИЕНТА УПЛОТНЕНИЯ ПЫЛЕВАТО-ГЛИНИСТОГО ГРУНТА
В процессе возведения земляных сооружений и планировки тер- |
|||
их |
|||
ритор |
пр ход тся уплотнять грунты. При уплотнении уменьшается |
||
Спористость грунта, увеличивается масса частиц в единице объема и |
|||
возникают более прочные структурные связи. Установлено, что при |
|||
уплотнен |
грунта |
вода, при ее оптимальной содержании, играет |
|
|
|
сбл |
|
роль смазки, которая уменьшает трение между частицами, способст- |
|||
вует |
макс мальному с лижению и облегчает работу уплотнения. |
||
Полож тельная роль воды заключается еще в том, что при уп- |
|||
лотнен |
|
жен |
частиц под действием молекулярных сил соз- |
|
|
|
А |
даются более прочные структурные связи, переходящие из коагуляционной связи в конденсационную.
При оптимальной влажности грунты не обладают липкостью, не способны к пылеобразованию и становятся, практически, водонепроницаемы.
При влажности выше оптимальной плотность уменьшается вследствие раздвигания частиц, а, следовательно, снижается прочность.
Степень уплотнения земляного сооружения оценивается величиной коэффициента уплотнения и должна обеспечивать условие
по СП 34.13330.2012 [6] (прил. 1) для земляного полотна автомобильных дорог и по СП 45.13330.2012 [7] (прил.2) для земляных сооружений промышленного и гражданского строительства.
|
K s Kcom , |
(4) |
где K s |
– коэффициент уплотнения грунта земляного сооружения; |
|
|
Д |
|
Kcom – наименьший коэффициент уплотнения грунта, определяемый |
||
|
И |
|
Коэффициент уплотнения грунта Ks – отношение плотности сухого грунта земляного сооружения ρd к максимальной плотности того же сухого грунта ρdmax при стандартном уплотнении по ГОСТ
22733-2016 [8]
K s |
d |
. |
(5) |
|
d max |
||||
|
|
|
8
Плотность грунта ρ – отношение массы грунта, включая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему.
Плотность сухого грунта ρd – отношение массы сухого грунта, исключая массу воды в его порах, к занимаемому этим грунтом объему,
включая имеющиеся в этом грунте поры.
Схого грунта.
Плотность сухого глинистого грунта земляного сооружения в талом состоянии определяется с помощью плотномера - влагомера
Ковалёва [10], а в мерзлом – методом замещения объема [10].
Уплотняя грунты с разной влажностью одной и той же работой уплотнен я, получают различные значения величины плотности су-
Влажность, при которой достигается максимальная плотность сухого грунта ρdmax, уплотненного стандартной нагрузкой, является оптимальной влажностью Wopt. Оптимальную влажность Wopt определяют при стандартном уплотнении по ГОСТ 22733-2016 [8].
Теор т ческое |
|
значений максимальной плотности |
|
определение |
|
|
|
ρd max и опт мальной влажности Wopt выполняется по формулам: |
|
||
б |
(6) |
||
|
|
|
|
|
Wopt=2+α·WL , |
(7) |
|
|
А |
|
|
ρs – плотность твердых частиц определенной разновидности грунта, |
|||
г/см3; |
|
|
|
ν – объем защемленного воздуха в порах грунта при его оптимальной |
|||
влажности (в долях единицы); |
|
|
|
α – коэффициент пропорциональностиД, зависящий от разновидности |
|||
грунта; |
|
|
|
WL – граница текучести грунта, %; И JP – число пластичности.
Значение параметров грунта для теоретического определения максимальной плотности ρd max и оптимальной влажности Wopt для разной разновидности пылевато-глинистых грунтов приведены в таблице 3.
9
Таблица 3
Значение параметров грунта для расчета максимальной плотности ρd max и оптимальной влажности Wopt по формулам (6) и (7)
|
Разновидность грунта |
ρs , г/см3 |
ν, доли ед. |
α |
JP |
С |
|
|
|
|
|
|
упесь |
2,65 |
0,06 |
0,54 |
1…7 |
|
углинок легкий |
2,69 |
0,05 |
0,52 |
7…12 |
|
углинок тяжелый |
2,70 |
0,05 |
0,50 |
12…17 |
|
Глина |
2,74 |
0,04 |
0,48 |
>17 |
Целью данной лабораторной работы является: |
||
ческих |
||
• |
закреплен е теоритических положений с получением практи- |
|
|
навыков оценки степени уплотнения земляных сооружений; |
|
• |
определен е максимальной плотности сухого глинистого |
|
грунта ρd max |
его опт мальной влажности Wopt с помощью устройства |
|
стандартного уплотнен я; |
||
• |
определен е плотности сухого глинистого грунта земляного |
|
сооружен я ρd |
с помощью плотномера – влагомера Ковалёва. |
|
|
|
А |
На основе полученных результатов определяется фактический |
||
коэффициентбуплотнения грунта и делается оценка достаточности уп- |
||
лотнения грунта земляного сооружения в зависимости от параметров, |
||
определяющих K com . Варианты параметров задаются преподавате- |
||
|
|
Д |
лем (по прил.3 для студентов ДМ и прил.4 для студентов ИСИ). |
||
|
Определение максимальной плотности сухого грунта |
|
|
|
и его оптимальной влажности |
Испытание производят с помощью устройства для стандартного уп- |
||
|
|
И |
лотнения грунтов (рис.3) путем послойного трамбования грунта ударами грузом массой 2,5 кг, падающим с высоты 300 мм. При этом общее число ударов должно составить 120 (по 40 ударов на каждый слой).
Необходимоеоборудованиеиинструменты
Устройство для стандартного уплотнения, емкость для перемешивания грунта, шпатель, грунтовый нож, штыковка, весы, мерный сосуд, бюксы, сушильный шкаф, керосин.
10