Лабораторная работа № 4. Определение оптимальной плотности грунта с использованием пробора стардартного уплотнения

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОПТИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ ПРОБОРА СТАРДАРТНОГО УПЛОТНЕНИЯ

СоюзДорНИИ

В практике строительства часто прибегают к искусственному уплотнению грунтов с целью повышения их плотности, несущей способности, уменьшения водопроницаемости и осадок оснований. При уплотнении оснований обязателен контроль за качеством работ.

На процесс уплотнения наибольшее влияние влажность грунта. Установлено, что с изменением влажности грунта изменяется его способность уплотняться. Влажность, при которой достигается наибольшее уплотнение грунта называется оптимальной влажностью, а максимальная плотность, соответствующая этой влажности называется оптимальной плотностью грунта.

За показатель уплотнения обычно принимается удельный вес грунта в сухом состоянии γ_d(удельный вес скелета грунта) или сопротивление динамическому заглублению наконечника при использовании ударника СоюзДорНИИ. Ударник СоюзДорНИИ удобен для контроля степени уплотнению непосредственно на стройплощадке. В лабораторных условиях для определения оптимальной влажности и оптимальной плотности грунта используется прибор стандартного уплотнения СоюзДорНИИ..

Оптимальная влажность определяется проведением опытов с уплотнением грунта при нескольких значениях влажности (меньше максимальной молекулярной влагоемкости - см. Лабораторную работу №1).

При влажности грунта меньшей оптимальной минеральные частицы грунта требуют больших усилий для их сближения. При большей влажности, когда все поры заполнены водой и она воспринимает значительную часть нагрузки уплотнения, сближение частиц также затруднено и возможно разжижение грунта, особенно в супесях и песках. Поэтому работы по уплотнению грунтовых оснований целесообразно вести при оптимальной их влажности.

Количество воды, необходимое для увлажнения грунта до оптимальной влажности определяется по формуле:

Q=γ_w•V•(W_opt-W)

где W_opt - оптимальная влажность грунта (относительные единицы);

W- влажность грунта (относительные единицы);

γ_w - удельный вес воды, г/см;

V - объем образца грунта, см.

Последовательность проведения опытов.

1. Определяется вес разъемного цилиндра и поддона q₁=_________Н

2 Грунт естественной влажности укладывается в толстостенный цилиндр до верхней его кромки слоями по 3-4 см с легким уплотнением поршнем.

3. Определяется вес прибора с грунтом q₂.

4. Прибор собирается на рабочем месте с закреплением фиксатора на высоте 30 см от верха сбрасываемого груза.

5. Сбрасывается груз с высоты 30 см отдельными залогами по 15 ударов (число залогов для песков - 5, для глинистых грунтов - не менее 8) с измерением осадки грунта после каждого залога. Если при последних залогах разность в осадке не превысит 1 мм, то опыт заканчивается и производится отбор пробы грунта для определения влажности.

6. Результаты испытаний заносят в таблицу 15.

Высота цилиндра Н =_______ см.

Внутренний диаметр цилиндра В = _______см.

Объем цилиндра V=πD²H/4, V=__________см³

Таблица 15. Результаты испытания грунтов

№№ залога	вес цилиндра и поддона	удельный вес, г/cм³	влажность грунта W	Осадка образца S, см
пустой q₁	с грунтом q₂	грунта γ	скелета грунта γ_d

Расчетные формулы:

Удельный вес грунта перед уплотнением:

γ=(q₂-q₁)/V=(_____-_____)/______=______Г/см3.

Удельный вес скелета грунта перед уплотнением:

γ_d₌ γ /(1+W)=______/(1+W)=_______г/см3.

Удельный вес скелета грунта после i-го залога:

γ_d,i= γ_dH/(H-S_i)=_______/______=________ г/см3.

γ_d_,г/см3











							105 120

число ударов n

Рис. 9. График зависимости плотности скелета грунта от числа ударов при стандартном уплотнении грунта.

Работу выполнил
Работу принял
Дата «_____» 201 г.

ПРИЛОЖЕНИЕ

Таблица 16. Нормативные значения удельного сцепления с, утла внутреннего трения φ и модуля деформации Е_о для песчаных грунтов четвертичных отложений(табл. I, приложение 1 СНиП 2.02.01-83)

Наименование грунта	Характеристика грунта	Значение характеристик грунтов при коэффициенте пористости е равном
0.45	0.55	0.65	0.75
гравелистые и крупные пески	с φ Ео			-	- - -
пески средней крупности	с φ Ео				- - -
пески мелкие	с φ Ео				-
пески пылеватые	с φ Ео

Таблица 17. Нормативные значения удельного сцепления с (кПа), угла внутреннего трения φ (град.) и модуля деформации Е₀ (МПа) для пылевато-глинистых грунтов четвертичных отложений (табл. 2 и 3, приложение 1 СНиП 2.02.01-83)

Наим. грунта	Конс.	Хар-ки	Хар-ки грунта при коэф-те пористости е, равном
л	грунта	0,45	0,55	0,65	0,75	0,85	0,95	1,05 -
Супесь	0-	с					-		-
	0,25	φ					-	-	-
		Ео						-	-
	0,25-	с						-	-
	0,75	φ						-	-
		Ео						-	-
Сугли	0-	с							-
нок	0,25	φ							-
		Ео							-
	0,25-	с							-
	0,5	φ							-
		Ео							-
	0,5-	с	-	-
	0,75	φ	-	-
		Ео	-	-
Глина		с	-
	0-0,25	φ	-
		Ео	-
	0,25-	с	-	_
	0,5	φ	-	-	^к 18
		Ео	-	-
	0,5-	с	-	-
	0,75	φ	-	-
		Ео	-	-	-

Примечание: значение модуля деформации приведено для аллювиальных, делювиальных, озерных и озерно-аллювиальных пылевато-глинистых грунтов.

Таблица 18. Классификация крупнообломочных и песчаных грунтов в зависимости от гранулометрического состава

наименование грунта	Размер частиц <1 мм	% массы воздушно- сухого грунта
Крупнообломочные грунты:
Валунный (глыбовый)	>200	>50
Галечниковый (щебенистый)	>10	>50
Гравийный (дресвяный)	>2	>50
Песчаные грунты: Песок гравелистый Песок крупный Песок средней крупности Песок мелкий Песок пылеватый
>2	>25
>0,5	>50
>0,25	>50
>0,1	^ 75
>0.1	<75

Примечания:

1. Для установления наименования грунта последовательно суммируются проценты частиц исследуемого фунта: сначала крупнее 200 мм, затем крупнее 10 мм, далее крупнее 2 мм и т.д. Наименование фунта принимается по первому удовлетворяющему показателю в порядке расположения наименований в таблице.

2. В скобках указано наименование крупнообломочных фунтов в случае преобладания в их составе неокатанных частиц.

Таблица 19. Наименование частиц грунта в зависимости от их размеров

Наименование частиц грунта	размер частиц d, мм
валунные (глыбовые)	>200
Галечниковые (щебенистые)	200> d > 10
Гравийные (дресвяные)	10> d > 2
Песчаные	2 > d > 0.5
Пылеватые	0.5> d > 0.005
Глинястые	d < 0.005