ПРИЛОЖЬНИП 2
Метод стандартного уплотнения грунтов в лабораторных условиях
Таблица 41
Прибор конструкции
Основные параметры приборов и способы уплотнения |
Союз- |
ЦНИИС |
|
дорнны |
|
Диаметр цилиндра или кольца в мм для разме |
100 |
70 |
щения образцов уплотняемого грунта . . . . |
||
Высота цилиндра иля кольца в м м ................. |
127 |
52 |
Вес груза в кг ................................................ |
2,5 |
2,5 |
Вес вертикальной стойки со штампом в кг . , . |
1,3-1,4 |
1,9 |
Высота падения груза в мм............................... |
300 |
300 |
Количество слоев, на которые разделяется об |
3 |
1 |
разец грунта при уплотнении ударами груза . |
||
Количество ударов на каждый слой при уплот |
|
|
нении: |
25 |
20 |
песков и супесей ......................................... |
||
пылеватых супесей, суглинков, глин . . . |
40 |
20 |
жирных Г Л И Н ..................................................................... |
50 |
|
Целью стандартного уплотнения является определение прак
тически |
максимальной плотности |
*а*о |
и оптимальной |
влажно |
||
сти W0 |
грунта, |
при которой достигается |
максимальная плотность |
|||
В качестве стандартного принят метод уплотнения образцов |
||||||
грунта |
с использованием приборов Союздориии |
или |
ЦНИИС |
|||
(рис 41 и 42, табл 41) |
|
|
|
грунтов |
||
Прибор Союздорнии следует применять для испытания |
||||||
с содержанием |
до 5% частиц |
размером |
более |
5 мм, |
прибор |
|
ЦНИИС — для ускоренного испытания грунтов с содержанием до 5% частиц размером более 2 мм
Образец исследуемого грунта уплотняют 4—6 раз при система тически увеличиваемой влажности Уплотнение целесообразно начи нать при влажности несколько большей, чем влажность грунта в водушно-сухом состоянии, но отличающейся не менее чем на
8—10% от оптимальной, ориентировочно |
равной для |
песков — |
8—13%; супесей — 9—15%; суглинков |
— 12—22%, |
глин — |
16—26%. |
|
|
Количество воды Q, необходимое для получения требуемой влажности грунта, определяют по формуле
104
Рис.41.Схема прибора Союз- |
Рис. |
42. |
Схема прибора |
|||||
Аорниидлистандартиигоуплот |
ЦПИИС длястандартногоуп |
|||||||
i — подстаканник; |
2 — разъемный |
1 — |
|
лотнениягрунтов |
||||
цилиндр; |
нениягрунтов |
4 — |
кая |
подстаканник; |
2 — металличес |
|||
3 — верхний стакан; |
пластина; |
3 — кольцо; 4 — за |
||||||
стойка с |
уплотнителем, 5 — груз; |
жим; |
5 — насадка; |
С — штамп; 7 — |
||||
6 — ограничительное |
кольцо, 7 — за |
гиря, |
8 — стержень; |
9 — ограничи |
||||
жимное кольцо; 8 — зажимной |
винт |
|
|
тельное кольцо |
||||
|
|
Q = |
р ( W Tp — W H) |
0,01, |
|
(14) |
||
гдеР — весгрунта подлежащего уплотнению, вг;
WTP W* — влажность,соответственнотребуемаяиначальная,в%. Опыты по уплотнению выполняют вследующем порядке. Вна чалеберутобразец грунта ввоздушно-сухом состоянии размель чаютипросеивают черезситосотверстиями 5 мм (дляприбора Союздорнии) или2мм (дляприбораЦНИИС). Грунт прошедший черезсито увлажняютдотребуемойвлажности,перемешивают,за
кладываютвцилиндриликольцоприбораиуплотняют.
При использовании прибора Союздорнии уплотнение выпол няют последовательно втри слоя. Каждый изслоев уплотняют ударамигрузавесом25кг падающегосвысоты300мм.Количе ство ударов назначают в зависимости от вида грунта (см. табл.41).
При использованииприбораЦНИИС ударамипадающего гру зауплотняютодновременно весьобразецгрунта укладываемого в
105
кольцо и насадку пятью слоями, с уплотнением каждого из слоев вручную пестиком.
Объемный вес уплотненного грунта у определяют по формуле
Pi — Р« |
|
?= ----- (15) |
|
где Pi — общий вес разъемного цилиндра или кольца |
уплотнен- |
ным грунтом в г; |
|
Р2 — вес пустого цилиндра или кольца в г; |
|
V — объем цилиндра или кольца п см3. |
|
Для определения влажности уплотненного грунта отбирают пробы по 15—20 г из верхней, средней и нижней частей образца.
Следующий опыт начинают с размельчения уплотненного в предшествующем опыте образца грунта и увеличения его влажно
сти |
на 2—37» посредством добавления 50—70 г |
воды на каждые |
|
3 кг грунта. |
|
|
|
|
Объемный вес скелета или плотность трунта уСк в каждом опы |
||
те определяют по формуле |
|
|
|
|
7ск== I +0,01 W |
’ |
(16) |
где у, W — соответственно объемный вес |
в г/см3 |
и весовая влаж |
|
|
ность в % уплотненного грунта. |
|
|
ния |
По полученным данным строят кривую стандартного уплотне |
||
(рис. 43), а по ней определяют максимальную плотность и со |
|||
ответствующую ей оптимальную влажность. |
|
||
|
Для грунтов, содержащих от 5 до 407» частиц размером более |
||
5 мм, максимальную плотность у"* маис |
и оптимальную влажность |
||
|
определяют расчетным способом по формулам; |
||
|
Уск.цякс = Ускмакс Ку* |
(17) |
|
|
w ; - W e Kw . |
|
(18) |
где ускмакс* Wo— соответственно максимальная стандартная плот ность в г/см3 и оптимальная влажность в 7о отсеянного грунта с размером частиц менее 5 мм;
Ку >Кт7 — коэффициенты, учитывающие влияние наличия крупных частиц соответственно на плотность и влажность грунта; нх значения принимают по табл. 42.
Рис. 43. Кри вая стан дартного уп лотнения
106
Таблица 42
Содержание |
|
I |
Содержание |
|
|
|
частиц |
к у |
к w |
частиц |
|
к ¥ |
Kw |
крупнее |
крупнее |
|||||
5 мм в % |
|
|
5 ММ в |
% |
|
|
5 |
1,02 |
0,95 |
20 |
|
1.08 |
0,80 |
25 |
|
1 10 |
0,75 |
|||
10 |
1,04 |
0,90 |
30 |
|
из |
0,70 |
15 |
1.06 |
0.BS |
40 |
|
1.15 |
0,65 |
ПРИЛОЖЕНИЕ 3
Характеристика грунтов особых разновидностей
Илы — глинистые грунты, имеющие в естественном состоянии влажность, превышающую границу текучести, н коэффициент пори
стости для супесен и суглинков е>1, для глин е>1,5. |
сжимаемо |
|
Илы в естественном сложении отличаются сильной |
||
стью, низкой прочностью и тиксотропными |
свойствами. |
Поэтому в |
случаях использования ила в качестве |
естественного |
основания |
необходимо предусматривать мероприятия, |
устраняющие его выдав |
|||
ливание, а также учитывать осадку насыпи. |
разновидность |
морских |
||
Ио л ь д и е в ые |
глины |
— особая |
||
илов, представленных глинами |
и суглинками. Верхние слои |
нольдие- |
||
шлх отложений общей |
мощностью от 0,3 до 2 ч имеют срапинтоли- |
|||
но высокую плотность и прикрывают нижележащую толщу отложе ний, характеризующихся высокой влажностью (>60%), малыми значениями объемного веса скелета грунта (уси<1), резкой поте рей несущей способности после разрушения естественной структуры, тиксотропными свойствами.
Лёссы, л ё с с о в ые и л ё с с о в и д н ы е грунты являются разновидностью глинистых пылеватых грунтов. Они отличаются столбчатой призматической текстурой, повышенной пористостью, превышающей, как правило. 40%, наличием крупных пор, видимых невооруженным глазом. В V дорожно-климатическом районе и дру гих районах с засушливым климатом вертикальные откосы выемок в лёссах оказываются устойчивыми. При увлажнении лёссы быстро размокают; они подвержены просадкам при замачивании и силь ному уплотнению под нагрузкой, легко размываются, причем устой чивость вертикальных откосов нарушается.
Пористость и влажность лёссовых и лёссовидных грунтов из меняется в более широких пределах, чем у лёссов. Поэтому размокание, размываемость, просадойность при замачивания, устойчи вость в вертикальных откосах у лессовидных грунтов выражены в меньшей степени, чем у лёссов, но в большей степени, чем у пыле ватых нелёссовых грунтов.
Аргиллиты — группа твердых, камнеподобных глинистых пород в естественном залегании. Строительные свойства аргиллитов разнообразны. Они зависят от их состава, генезиса и стадия диа генеза. Аргиллиты в ряде районов страны подвержены интенсив ному разрушению в откосах под воздействием природных факторов.
Але в ро л ит ы — осадочные породы с преобладанием час тиц размером 0,1—0,01 мм. Они, так же как аргиллиты, подверже
ны интенсивному разрушению в откосах выемок под воздействием природных факторов.
Мергели — переходная порода от известняков к глинам. При воздействии отрицательных температур мергели растрескивают ся и разрушаются. Они обладают способностью к набуханию и нн-
107
тенсивному размоканию. Откосы, сложенные мергелями, при увлаж нении оползают. К р е м н и с т ы е мергели, содержащие примеси кремнезема, отличаются большей устойчивостью против выветривания.
Трепел — слабо сцементированная порода белого или жел товатого цвета, состоящая из мельчайших частиц кремнезема с при месью пылеватых или глинистых частиц. Трепелы имеют большую пористость, объемный вес их колеблется в пределах 0,5—1,0 г/см3; при увлажнении трепелы размокают, резко снижают прочность, со противление сдвигу.
Т а л ь к о в ые и п и р о ф н л л и т о в ы е грунты — группа гли нистых пород, обладающих свойством к сильному набуханию при увлажнении.
Ме л о в ые грунты представляют собой осадочную породу в виде тонкозернистой массы и обломков известковых организмов. Главным представителем меловых грунтов является мел. При со держании в меловой породе более 10% глинистых примесей она называется мергелистым мелом или меловым мергелем.
Пористость меловых грунтов достигает 50% При насыщении водой эти грунты быстро размокают, превращаются в пластичную массу. Увлажнение и замораживание-оттаивание вызывает быст рое выветривание грунта в откосах.
Сл а н ц е в а т ые глины — плотные в естественном залегании слоистого сложения, способные расслаиваться на тонкие пластинки. В воде быстро разрушаются, превращаясь в рыхлую массу, состоя щую из обломков пластинчатой формы. Они плохо уплотняются при возведении насыпей.
Торф представляет собой органо-минеральную массу, содер жащую более 60% (по весу) растительных остатков и отличающую ся большой сжимаемостью, малым удельным (от 1,3 до 1,6 г/см3) и объемным весом (табл. 43). Заторфованными называются грунты при содержании в них растительных остатков от 10 до 60%, а грунтами с п р и м е с ь ю о р г а н и ч е с к и х вещес тв — при содержании растительных остатков меньше 10%.
|
Че р н о з е м ы — грунты с содержанием гумуса и разложивших |
ся растительных остатков, достигающим в верхнем слое 10%, имею |
|
щие |
зернистую и комковатую структуру. Чернозем содержит боль |
шое |
количество пылеватых и глинистых частиц, отличается повы |
шенной влагоемкостью, липкостью, пластичностью; при увлажнении |
|
резко набухает и снижает прочность на сжатие.
По д в и жн ы е ( б а р х а н н ы е ) пески по составу отно сятся к одноразмерным пескам с преобладанием частиц размерами 0,1—0,25 мм и почти полным отсутствием пылеватых и глинистых фракций. Они распространены преимущественно в пустынях V до рожно-климатического района и приморских районах. Подвижность и характер передвижения песков зависят от форм рельефа, силы и направления ветров, степени заращснности поверхности раститель ностью и размеров частиц (гранулометрического состава).
К з а с о л е нным относятся грунты, содержащие в количестве более 0,3% веса сухого грунта легкорастворимые соли (хлористый натрий, хлористый кальций, хлористый магний, сернокислый маг ний, углекислый натрий и двууглекислый натрий), а также — в больших количествах труднорастворимый сернокислый кальций (гипс) и практически нерастворимый углекислый кальций. Засолен ные грунты при увлажнении резко снижают прочность на сжатие.
108