Ligne de teneur nulle en air du sol. Détermination de la teneur en humidité optimale et de la densité maximale du squelette du sol à l'aide d'une méthode de compactage standard
21. Humidité optimale du sol et méthodes pour la déterminer
Un compactage efficace du sol est possible lorsque les valeurs naturelles (réelles) d'humidité du sol sont proches des valeurs optimales. Humidité optimale – l'humidité du sol à laquelle la densité maximale du sol sec (squelette du sol) est atteinte avec un compactage standard.
Signification humidité optimale déterminé dans des conditions de laboratoire ou calculé approximativement à partir de la teneur en humidité à la limite d'élasticité W T :
Où 
– coefficient de transition selon le type de sol
La densité maximale est la principale caractéristique initiale pour l'attribution du coefficient de compactage du sol dans le corps du remblai et le suivi de la qualité du compactage.
L'humidité optimale constitue l'un des critères d'évaluation de la possibilité et des méthodes d'utilisation du sol pour remplir un remblai, et constitue également un paramètre important du processus de compactage.
Le test est effectué dans un appareil de compactage standard Soyouzdornia.
Figure 25 – Schéma du dispositif Soyouzdornia pour le compactage standard du sol
1– palette ; 2 – cylindre divisé d'une capacité de 1000 cm 3 ; 3 – anneau ;
4 – buse ; 5–enclume ; 6 – charge pesant 2,5 kg ;
9 – vis de serrage.
Sur la base des valeurs de densité et de teneur en humidité des échantillons compactés obtenues à la suite d'essais, la densité du squelette du sol (sec) ( sk) est déterminée avec une erreur allant jusqu'à 0,01 g/cm 3
Construire un graphique de la dépendance de la densité du squelette à l'humidité du sol, en traçant la teneur en humidité des échantillons compactés sur une échelle de 1 cm -2% sur l'axe des abscisses, et la densité du squelette du sol sur une échelle de 1 cm - 0,05 g/cm 3 sur l'axe des ordonnées. Trouver le maximum de la dépendance obtenue et les valeurs correspondantes densité maximale squelette du sol ( sk) sur l'axe des ordonnées et humidité optimale ( W opt) sur l’axe des x.
La précision des valeurs de lecture doit être pour max – 0,01 g/cm 3, et pour W vente en gros – 0,1%.
Figure 26 - Exemple de tracé de la dépendance de la densité du squelette du sol
contre l'humidité avec compactage standard
22. Méthodes de contrôle de la qualité du compactage du sol
Lors du contrôle opérationnel de la qualité du compactage du sol, il est autorisé (SNiP 3.06.03-85) d'utiliser des méthodes et instruments accélérés et express sur le terrain.
Dans des conditions de terrain, la densité et l'humidité du sol peuvent être déterminées
1 – selon le principe de la méthode volume-poids utilisant le densimètre-humidimètre modernisé N.P. Kovalev (pour les sols cohérents).
Figure 27 - Densimètre-humidimètre N.P. Kovaleva
La partie principale de l'appareil est le dispositif à flotteur. Il est constitué d'un corps 7 avec le tube 3, sur laquelle quatre échelles sont appliquées à différents sols. Une échelle ( R.) est destiné à déterminer la densité de leur squelette R. sk : « H » – humus, « P » – sableux et « G » – sols argileux. Le tube se termine par un bouchon 2.
A l'intérieur du tube se trouve un poids d'étalonnage 6 . Pour assurer la stabilité du flotteur en position verticale, utilisez les béquilles 8 palette 9 attachée sous la forme d'un disque massif. Le dispositif à flotteur est situé dans le boîtier du réservoir 4 comme pendant les essais et en position de transport.
Lors de la détermination de la densité du sol humide, de l'eau est versée dans le réservoir jusqu'au repère de niveau interne fixe 5 et le flotteur est abaissé sans récipient 10. Une bague coupante 1 avec un échantillon de sol prélevé sur le sol de fondation est installée sur le couvercle flottant et la densité (g/cm 3) du sol humide est déterminée à partir du niveau d'eau sur l'échelle.
Pour déterminer la densité du squelette, un échantillon de sol est versé depuis l'anneau coupant dans le récipient 10, Versez de l'eau dedans et mélangez soigneusement jusqu'à ce que les grumeaux soient éliminés. Après libération des bulles d'air du sol liquéfié, le récipient est posé sur un plateau, le flotteur est immergé dans l'eau et la densité de son squelette est déterminée à l'aide d'une échelle correspondant au type de sol.
L'humidité du sol est déterminée à l'aide de nomogrammes spéciaux ou de la formule
2 – Méthode des trous (méthode de remplacement des volumes) (pour sols non cohésifs, gelés et grossiers).
Sur une couche de sol compactée, nivelez une petite zone et creusez un trou d'une profondeur de 3/4 de l'épaisseur de la couche et d'un volume de 6 à 10 litres.
Le sol du trou est soigneusement collecté et sa masse est déterminée.
Pour déterminer le volume du trou, un entonnoir double en étain est installé au-dessus (Figure 28).
Figure 28 - Détermination de la densité du sol par la méthode des trous
Du sable sec contenant des grains jusqu'à 2 mm (ne contenant pas de particules d'argile ni de poussière) est versé dans le trou et l'entonnoir inférieur à l'aide d'une éprouvette graduée d'une capacité de 0,1 à 0,25 l sans agitation.
En soustrayant le volume situé dans l'entonnoir du volume total de sable rempli, on obtient le volume de sable dans le trou, c'est-à-dire le volume du trou. La densité du sol est obtenue à partir du rapport entre la masse de sol extraite d’un trou et le volume du trou.
L'humidité du sol est déterminée en le séchant jusqu'à obtenir une masse constante. La densité du squelette du sol est déterminée par la formule
3 – Sonde dynamique (pénétromètre dynamique)
Le dispositif est constitué d'une tige 5 à pointe conique, d'un guide 3 à limiteur de hauteur de levage et poignée 1, 4 enclumes et 2 poids. La masse du poids est de 2,5 kg, la surface de la base du cône est de 2 cm 2, la profondeur de sondage est de 30 cm de la surface de la couche.
Lors des tests, l'appareil est installé verticalement et la pointe conique est martelée avec un poids. Après avoir enfoncé le cône jusqu'à 20 cm, enregistrer le nombre de coups nécessaires pour immerger la pointe du cône jusqu'aux 10 derniers cm de profondeur. Après avoir enfoncé l'embout sur 30 cm, l'appareil est retiré à l'aide des poignées et le test commence au point suivant. S'il est nécessaire d'effectuer plusieurs tests parallèles au même endroit, la distance entre les points de sondage doit être d'au moins 30 cm.
La qualité du compactage est évaluée par la résistance dynamique conditionnelle du sol.
Pour déterminer la densité du sol, des graphiques d'étalonnage ou des dépendances de corrélation sont utilisés.
Figure 29 - Densimètre dynamique
Lors du contrôle de qualité opérationnel de la construction de la plate-forme, la densité du sol doit être contrôlée (SNiP 3.06.03-85) dans chaque couche technologique le long de l'axe de la plate-forme et à une distance de 1,5 à 2,0 m du bord, et avec une largeur de couche supérieure à 20 m - également dans les espaces entre elles.
Le contrôle de la densité du sol doit être effectué à chaque poste de travail des machines de compactage, mais au moins tous les 200 m pour une hauteur de remblai allant jusqu'à 3 m et au moins tous les 50 m pour une hauteur de remblai supérieure à 3 m.
La densité de la couche supérieure doit être vérifiée au moins tous les 50 m.
Un contrôle supplémentaire de la densité doit être effectué dans chaque couche de remblai des seines de canalisations, au-dessus des canalisations, dans les cônes et aux endroits où ils interfacent avec les ponts.
Le contrôle de la densité doit être effectué à une profondeur égale à 1/3 de l'épaisseur de la couche compactée, mais pas inférieure à 8 cm.
Les écarts par rapport à la valeur requise du coefficient de compactage vers une diminution sont autorisés dans pas plus de 10 % des déterminations de leur nombre total et pas plus de 0,04.
Le contrôle de l'humidité du sol utilisé doit être effectué, en règle générale, sur le lieu de sa réception (dans une réserve, une carrière) au moins une fois par équipe et toujours pendant les précipitations.
Puisque lorsque les connexions structurelles du sol sont perturbées, ses propriétés changent, il est nécessaire d'étudier l'état du sol avec une structure non perturbée. Pour ce faire, au cours d'études techniques et géologiques, des monolithes sont sélectionnés dans des fosses et des puits - de grands échantillons de sol avec une structure non perturbée. Des échantillons plus petits sont prélevés de ces monolithes en laboratoire et trois caractéristiques principales sont déterminées expérimentalement :
· densité (masse volumétrique) solρ structure naturelle (non perturbée), égale au rapport entre la masse de l'échantillon de sol et son volume ;
· densité(masse volumétrique) particules solides de solρ s égal au rapport de la masse des particules solides à leur volume ;
· teneur en humidité naturelle du solω, égal au rapport de la masse d'eau qu'elle contient à la masse de particules solides.
Riz. 1.3. Schéma des éléments constitutifs (composants) d'un échantillon de sol
Sélectionnons un échantillon de volume V = 1 cm3 du sol et divisons-le mentalement en deux parties : l'une occupée par des particules solides, le volume V1, et l'autre, occupée par des pores situés entre ces particules, le volume V2 (Fig. 1.3) . L'espace occupé par les pores peut généralement être divisé en deux parties, l'une occupée par l'eau, l'autre par l'air. Soit la masse de particules solides dans le volume V g 1 et la masse d'eau - g 2 (la masse d'air n'affecte pas les résultats du calcul).
Selon les définitions
La densité du sol est déterminée par pesée, le plus souvent à l'aide d'un échantillon prélevé à l'anneau coupant, parfois ciré ou par d'autres méthodes, dont la diagraphie aux rayons gamma. La densité des particules solides est déterminée à l'aide d'un pycnomètre. L'humidité du sol est déterminée en pesant un échantillon d'humidité naturelle avant et après séchage (jusqu'à poids constant) à une température de 105°C.
GOST 22733-2002
NORME INTER-ÉTATS
SOL
Méthode de détermination en laboratoire
densité maximale
COMMISSION SCIENTIFIQUE ET TECHNIQUE INTERÉTATS
SUR LA NORMALISATION, LA RÉGLEMENTATION TECHNIQUE
ET CERTIFICATION EN CONSTRUCTION (MNTKS)
Moscou
Préface
1 DÉVELOPPÉ par l'Institut national de recherche routière (FSUE SoyuzdorNII)
INTRODUIT par le Comité national de la construction de Russie
2 ADOPTÉ par la Commission scientifique et technique interétatique pour la normalisation, la réglementation technique et la certification dans la construction (MNTKS) le 24 avril 2002.
|
Nom d'état |
Nom du corps contrôlé par le gouvernement construction |
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La République d'Azerbaïdjan |
Comité national de construction de la République d'Azerbaïdjan |
|
République d'Arménie |
Ministère du Développement urbain de la République d'Arménie |
|
République du Kirghizistan |
Inspection d'État pour l'architecture et la construction du gouvernement de la République kirghize |
|
La République de Moldavie |
Ministère de l'Écologie, de la Construction et du Développement territorial de la République de Moldavie |
|
Fédération Russe |
Gosstroï de Russie |
3 AU LIEU DE GOST 22732-77
4 ENTRÉE EN VIGUEUR le 1er juillet 2003 en tant que norme d'État de la Fédération de Russie par décret du Comité national de la construction de Russie du 27 décembre 2002 n° 170
GOST 22733-2002
NORME INTER-ÉTATS
SOL
Méthode de laboratoire pour déterminer la densité maximale
S.O.I.L.S.
Méthode de laboratoire pour la détermination de la densité maximale
Date d'introduction 2003-07-01
1 domaine d'utilisation
Cette norme s'applique aux sols dispersés naturels et artificiels et établit une méthode de détermination en laboratoire de la densité maximale des sols secs et de leur teneur en humidité correspondante lors de leur examen en vue de la construction.
La norme ne s’applique pas aux sols organo-minéraux et organiques ni aux sols contenant des particules de taille supérieure à 20 mm.
2 Références normatives
Cette norme utilise des références aux normes suivantes :
Étriers GOST 166-89. Caractéristiques
GOST 427-75 Règles de mesure en métal. Caractéristiques
GOST 1770-74 Verrerie de laboratoire. Cylindres, béchers, flacons, tubes à essai. Conditions techniques générales
GOST 5180-84 Sols. Méthodes de détermination en laboratoire des caractéristiques physiques
GOST 8269.0-97 Pierre concassée et gravier provenant de roches denses et de déchets industriels pour les travaux de construction. Méthodes d'essais physiques et mécaniques
GOST 9147-80 Ustensiles et équipements de laboratoire en porcelaine. Caractéristiques
GOST 12071-2000 Sols. Sélection, conditionnement, transport et stockage des échantillons
GOST 23932-90 Verrerie et équipement de laboratoire. Conditions techniques générales
GOST 24104-2001 Balances de laboratoire. Exigences techniques générales
GOST 25100-95 Sols. Classification
GOST 29329-92 Balances pour pesée statique. Exigences techniques générales
GOST 30416-96 Sols. Tests de laboratoire. Dispositions générales.
3 définitions
Les termes suivants avec les définitions correspondantes sont utilisés dans cette norme.
Densité maximale (densité standard) - la densité de sol sec la plus élevée, obtenue lors du test du sol à l'aide de la méthode de compactage standard.
Humidité optimale - valeur d'humidité du sol correspondant à la densité maximale du sol sec.
Joint standard - compactage couche par couche (trois couches) d'un échantillon de sol avec un travail de compactage constant.
Calendrier de compactage standard - image graphique dépendance du changement de densité du sol sec à l'humidité lorsqu'il est testé selon la méthode de compactage standard.
Les autres termes utilisés dans cette norme sont donnés dans GOST 5180, GOST 12071, GOST 25100, GOST 30416.
4 Dispositions générales
4.1 La méthode de compactage standard consiste à établir la dépendance de la densité du sol sec sur sa teneur en humidité lors du compactage d'échantillons de sol avec un travail de compactage constant et une augmentation constante de l'humidité du sol.
Les résultats des tests sont présentés sous la forme d’un graphique de compactage standard.
4.2 Les exigences générales relatives aux tests en laboratoire des sols, des équipements, des instruments et des locaux de laboratoire sont données dans GOST 30416.
4.3 Pour tester les sols selon la méthode standard de compactage, utiliser des échantillons de sols de composition perturbée, sélectionnés dans les chantiers miniers (fosses, fosses, forages, etc.), en affleurements ou dans des massifs de sols stockés destinés à être utilisés dans des ouvrages conformément aux exigences de GOST 12071.
4.4 Le nombre d'essais successifs du sol avec une augmentation de sa teneur en humidité doit être d'au moins cinq, et également suffisant pour identifier la valeur maximale de la densité du sol sec selon le programme standard de compactage.
4.5 L'écart admissible entre les résultats de déterminations parallèles obtenues dans des conditions de répétabilité, exprimé en unités relatives, ne doit pas dépasser 1,5 % pour la valeur maximale de la densité du sol sec et 10 % pour une humidité optimale.
Si les différences dépassent les valeurs admissibles, des tests supplémentaires doivent être effectués.
5 Équipements et appareils
5.1 L'installation d'essai du sol selon la méthode de compactage standard doit comprendre :
un dispositif de compactage mécanisé ou manuel du sol avec une charge tombant d'une hauteur constante ;
formulaire d’échantillon de sol.
Un schéma de principe de l'installation est donné en annexe.
Note - Il est permis d'utiliser des installations d'autres conceptions, sous réserve d'essais comparatifs pour chaque type de sol.
5.2 La conception du dispositif de compactage du sol doit garantir qu'une charge pesant (2 500 ± 25) g tombe le long d'une tige de guidage d'une hauteur constante de (300 ± 3) mm sur une enclume d'un diamètre de (99,8-0,2) mm. Le rapport entre la masse de la charge et la masse de la tige de guidage avec l'enclume ne doit pas dépasser 1,5.
5.3 Avec une méthode de compactage mécanisée, l'appareil doit comprendre un mécanisme permettant de soulever la charge à une hauteur constante et un compteur de frappe.
5.4 Le moule pour l'échantillon de sol doit être constitué d'une partie cylindrique, d'un plateau, d'un anneau de serrage et d'une buse.
5.5 La partie cylindrique du moule doit avoir une hauteur de (127,4 ± 0,2) mm et un diamètre intérieur de (100,0 + 0,3) mm. La résistance à la traction du métal de la partie cylindrique du moule doit être d'au moins 400 MPa. La partie cylindrique du moule peut être pleine ou constituée de deux tronçons détachables.
5.6 L'installation doit être placée sur une dalle horizontale rigide (béton ou métal) pesant au moins 50 kg. L'écart de la surface par rapport à l'horizontale ne doit pas dépasser 2 mm/m.
5.7 Lors de l'analyse du sol à l'aide de la méthode de compactage standard, les instruments de mesure, équipements auxiliaires et outils suivants sont utilisés :
balances pour pesée statique pour 2 à 5 kg de classe de précision moyenne selon GOST 29329;
balances de laboratoire pour 0,2-1,0 kg, 4ème classe de précision selon GOST 24104 ;
règle d'une longueur d'au moins 300 mm selon GOST 427;
éprouvettes graduées d'une capacité de 100 ml et 50 ml avec un prix de division ne dépassant pas 1 ml selon GOST 1770 ;
gobelets à essai en métal d'une capacité de 5 litres;
gobelets à peser VS-1 avec couvercles ;
dispositif de broyage ou mortier en porcelaine avec pilon selon GOST 9147 ;
armoire de séchage;
un jeu de tamis avec des diamètres de trous de 20, 10 et 5 mm ;
dessiccateur E-250 selon GOST 23932;
spatule en métal;
couteau de laboratoire avec une lame droite d'au moins 150 mm de long.
5.8 Les balances de laboratoire doivent être capables de peser le sol et la moisissure pendant les tests avec une erreur de ± 1 g.
5.9 Les instruments de mesure doivent être vérifiés ou calibrés, et les équipements d'essai doivent être certifiés de la manière prescrite.
6 Préparation à l'examen
6.1 Préparation des échantillons de sol
6.1.1 La masse d'un échantillon de sol de composition perturbée avec humidité naturelle nécessaire à la préparation d'un échantillon de sol doit être d'au moins 10 kg s'il y a des particules de plus de 10 mm dans le sol et d'au moins 6 kg s'il n'y a pas de particules de plus de 10 mm. 10 mm.
6.1.2 L'échantillon de sol de composition perturbée présenté pour essai est séché à température ambiante ou dans armoire de séchage jusqu'à ce qu'il soit sec à l'air. Le séchage des sols minéraux non cohésifs dans une étuve peut être effectué à une température ne dépassant pas 100 °C, les sols cohésifs ne dépassant pas 60 °C. Pendant le processus de séchage, le sol est périodiquement remué.
6.1.3 Broyer les granulats du sol (sans écraser les grosses particules) dans un broyeur ou dans un mortier en porcelaine.
6.1.4 Le sol est pesé (mR.) et tamisé à travers des tamis percés de trous d'un diamètre de 20 mm et 10 mm. Dans ce cas, toute la masse de terre doit passer à travers un tamis percé de trous d'un diamètre de 20 mm.
6.1.5 Peser les grosses particules tamisées ( mk).
Si la masse de particules de sol supérieures à 10 mm est de 5 % ou plus, des tests supplémentaires sont effectués avec un échantillon de sol passé à travers un tamis de 10 mm. Si la masse de particules de sol supérieures à 10 mm est inférieure à 5 %, tamisez davantage le sol à travers un tamis percé de trous de 5 mm de diamètre et déterminez la teneur en particules supérieures à 5 mm. Dans ce cas, des tests complémentaires sont effectués avec un échantillon de sol passé au tamis de 5 mm.
6.1.6 Des échantillons sont prélevés sur les grosses particules tamisées pour déterminer leur teneur en humidité.sem ket densité moyenne des particulesrkselon GOST 8269.0.
6.1.7 Des échantillons sont prélevés sur le sol qui a traversé le tamis pour déterminer sa teneur en humidité à l'état sec.wgselon GOST 5180.
6.1.8 Calculer la teneur en grosses particules dans le sol À, %, avec une précision de 0,1% selon la formule
, (1)
Où mk - masse de grosses particules tamisées, g ;
wg- humidité du sol tamisé à l'état sec, % ;
Tp - masse d'échantillon de sol à l'état sec, g ;
sem k - humidité des grosses particules tamisées, %.
6.1.9 Un échantillon de sol est prélevé du sol tamisé en utilisant la méthode du quartier pour les tests. (T. ¢ p) pesant 2500 g.
Il est permis d'effectuer l'intégralité du cycle de test en utilisant un échantillon sélectionné.
Lors des tests de sols contenant des particules facilement détruites lors du compactage, plusieurs échantillons distincts sont prélevés. Dans ce cas, chaque échantillon n’est testé qu’une seule fois.
6.1.10 Placer l'échantillon collecté dans une coupelle d'essai en métal.
6.1.11 Calculer la quantité d'eau Q, d, pour humidifier en outre l'échantillon sélectionné jusqu'à la teneur en humidité du premier test selon la formule
, (2)
Où T¢ p - poids de l'échantillon prélevé, g;
w 1 - humidité du sol pour le premier test, attribuée selon le tableau, % ;
wg - teneur en humidité du sol tamisé à l'état sec, %.
(Faute de frappe.)
Tableau 1
6.1.12 Une quantité calculée d'eau est introduite dans l'échantillon de sol sélectionné en plusieurs étapes, en mélangeant le sol avec une spatule métallique.
6.1.13 Transférer l'échantillon de sol du gobelet vers un dessiccateur ou un récipient bien fermé et le conserver à température ambiante pendant au moins 2 heures pour les sols non cohésifs et au moins 12 heures pour les sols cohésifs.
6.2 Préparation de l'installation pour les tests
6.2.1 Peser la partie cylindrique du moule ( c'est).
6.2.2 Placer la partie cylindrique du moule sur la palette sans la serrer avec des vis.
6.2.3 Installer la bague de serrage sur la face supérieure de la partie cylindrique du moule.
6.2.4 Serrer la partie cylindrique du moule alternativement avec les vis du plateau et de la bague.
6.2.5 Essuyer la surface intérieure du moule avec un chiffon imbibé de kérosène, d'huile minérale ou de vaseline technique.
6.2.6 Placer le moule assemblé sur la plaque de base.
6.2.7 Vérifier l'alignement de la tige de guidage et de la partie cylindrique du moule ainsi que le libre mouvement de la charge le long de la tige de guidage.
7 Réalisation du test
7.1 L'essai est effectué en augmentant successivement l'humidité du sol de l'échantillon d'essai. Lors du premier essai, l'humidité du sol doit correspondre à la valeur spécifiée dans . À chaque test ultérieur, l'humidité du sol doit être augmentée de 1 à 2 % pour les sols non cohésifs et de 2 à 3 % pour les sols cohésifs.
La quantité d'eau pour humidifier l'échantillon d'essai est déterminée par la formule (), en la prenant commewg Et w 1 respectivement, l'humidité lors des tests précédents et suivants.
7.2 L'échantillon de sol est analysé dans l'ordre suivant :
Transférer l'échantillon du dessiccateur dans une tasse en métal et bien mélanger ;
Chargez une couche de terre de 5 à 6 cm d'épaisseur dans le moule assemblé à partir de l'échantillon et compactez légèrement sa surface avec votre main. Le compactage s'effectue par 40 coups de charge sur l'enclume d'une hauteur de 30 cm, fixée sur la tige de guidage. Une opération similaire est réalisée avec chacune des trois couches de terre, chargées séquentiellement dans le moule. Avant de charger les deuxième et troisième couches, la surface de la couche compactée précédente est détachée avec un couteau sur une profondeur de 1 à 2 mm. Avant de poser la troisième couche, une buse est installée sur le moule ;
Après avoir compacté la troisième couche, retirez la buse et coupez la partie saillante de la terre au ras de l'extrémité du moule. L'épaisseur de la couche saillante de sol coupé ne doit pas dépasser 10 mm.
Note - Si la partie saillante du sol dépasse 10 mm, il est nécessaire d'effectuer un nombre de coups supplémentaire à raison d'un coup pour 2 mm d'excédent.
7.3 Les dépressions qui se forment après le nettoyage de la surface de l'échantillon en raison de la perte de grosses particules sont remplies manuellement avec de la terre provenant de la partie restante de l'échantillon sélectionné et nivelées avec un couteau.
7.4 Peser la partie cylindrique du moule avec de la terre compactée ( T je) et calculer la densité du solr je, g/cm 3, selon la formule
, (3)
Où je suis - masse de la partie cylindrique du moule avec sol compacté, g ;
c'est -masse de la partie cylindrique du moule sans terre, g ;
V - capacité du moule, cm 3.
La terre retirée du moule est ajoutée à la partie restante de l'échantillon dans la coupelle, broyée et mélangée. La taille des unités ne doit pas dépasser plus grande taille particules du sol testé.
Augmentez l'humidité de l'échantillon en fonction. Après avoir ajouté de l'eau, le sol est soigneusement mélangé, recouvert d'un chiffon humide et laissé au moins 15 minutes pour les sols non cohérents et au moins 30 minutes pour les sols cohérents.
7.6 Le deuxième test de sol et les suivants doivent être effectués conformément au -.
7.7 L'essai doit être considéré comme terminé lorsque, avec une augmentation de la teneur en humidité de l'échantillon au cours des deux essais suivants, il y a une diminution constante des valeurs de masse et de densité de l'échantillon de sol compacté, et également lorsque, lors des impacts , l'eau est évacuée ou la terre liquéfiée est libérée par les joints du moule.
Note - Le compactage des sols homogènes en composition granulométrique et drainants est arrêté après apparition d'eau dans les joints du coffrage, quel que soit le nombre de coups lors du compactage de l'échantillon.
7.8 Lors des essais, un journal est tenu dont la forme est donnée en annexe.
8 Traitement des résultats
8.1 Sur la base des valeurs de densité du sol et d'humidité obtenues à la suite d'essais successifs, les valeurs de densité du sol sec sont calculées r di, g/cm 3 , avec une précision de 0,01 g/cm 3 selon la formule
, (4)
Où r je- densité du sol, g/cm 3 ;
Wi- humidité du sol au prochain essai, %.
8.2. Construire un graphique de la dépendance des changements des valeurs de densité du sol sec à l'humidité (Annexe ). En utilisant le point le plus élevé du graphique pour les sols cohérents, trouvez la valeur de la densité maximale (r d maximum) et la valeur correspondante de l'humidité optimale (nous optons).
8.3 Pour les sols non cohérents, le programme de compactage standard peut ne pas avoir de maximum sensiblement prononcé. Dans ce cas, la valeur optimale d'humidité est considérée comme étant inférieure de 1,0 à 1,5 % à l'humidité. Wi, à laquelle l'eau est expulsée. La valeur de la densité maximale est prise selon son ordonnée correspondante. Dans ce cas, 1,0 % est accepté pour les sables graveleux, grossiers et moyens ; 1,5% - pour les sables fins et poussiéreux.
ont été prélevés de l'échantillon, puis pour tenir compte de l'influence de leur composition, la valeur de la densité maximale de sol sec établie selon r ¢ d maximum selon la formule
, (5)
Où pk - densité des grosses particules, g/cm 3 ;
À- teneur en grosses particules dans le sol, %.
Valeur optimale d'humidité du solw¢ opter, %, déterminé par la formule
w¢ opter = 0,01nous optons(100 - K). (6)
8.5. Pour contrôler l’exactitude des tests de sols cohésifs, une « ligne de teneur en air nulle » est construite montrant le changement.densité du sol sec provenant de l'humidité lorsque ses pores sont complètement saturés d'eau.
Paires de nombres r di Et Wiconstruire une « ligne de teneur en air nulle » à la densité des particules du solr sdéterminé en spécifiant les valeurs d'humidité à l'aide de la formule
, (7)
Où r s - densité des particules de sol, déterminée selon GOST 5180, g/cm 3 ;
r w- densité de l'eau égale à 1 g/cm3.
Les paires de nombres sont autoriséesr di Et Wi par candidature.
La partie descendante du graphique de compactage standard ne doit pas franchir la « ligne de teneur en air nulle ».
8.6 S'il est nécessaire de comparer ou d'amener les valeurs de densité maximale et d'humidité optimale du sol aux valeurs obtenues par les méthodes Proctor, il est permis d'utiliser les coefficients de transition donnés en annexe.
Schéma de principe de l'installation d'analyse des sols par la méthode de compactage standard
1 - palette ; 2 - formulaire détachable; 3 - bague de serrage; 4 - buse; 5 - enclume ; 6 - charge pesant 2,5 kg ; 7 - tige de guidage ; 8 - anneau restrictif; 9 - vis de serrage ; 10 - échantillon de sol
DessinUN.1
APPENDICE B
(recommandé)
Journal d'analyse du sol utilisant la méthode de compactage standard
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UN OBJET ________________________________________________________________ Lieu d'échantillonnage du sol ________________________________________________________________ Profondeur de sélection du sol (m) _____________ épaisseur de la couche de sol (m) _____________ Type de sol _____________________________________________________ Date de sélection __________________________________________________________________________ Poids de l'échantillon de sol passé au tamis percé de trous de 20 mm de diamètre (après broyage)m p, G __________________________________________________________ Données sur le résidu sur le tamis à particules (après tamisage de l'échantillon) : a) masse de grosses particulesmk, G ____ b) teneur en humidité des grosses particulessem k, % ____ c) densité moyenne de grosses particulesr k, g/cm 3 ________________________________ Humidité du sol passant au tamiswg, % _______________________________ Poids des échantillons de sol prélevés pour les testsm p, kg___________________________ Densité maximale du sol secr d maximum, g/cm 3 ____________________________ Humidité optimale du solnous optons, % _______________________________________ Densité maximale du sol sec, en tenant compte des particules supérieures à 5 ou 10 mmr ¢ d maximum, g/cm 3 ________________________________________________________________________________ Humidité optimale du sol, en tenant compte des particules de taille supérieure à 5 ou 10 millimètres w¢ opter, % ______ Date du test ________________________ (début) ___________________ (fin) |
Tableau B.1
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N° d'essai |
Détermination de la densité |
Détermination de l'humidité |
Densité du sol sec, g/cm 3 (par ) |
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Poids, g |
Densité du sol, g/cm 3 (par ) |
Tasse de pesée no. |
Poids, g |
Humidité w, % |
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formes c'est |
se forme avec un sol compactéje suis |
sol compactéje suis - c'est |
tasse vide |
tasse avec de la terre humide |
tasse avec de la terre sèche |
absolu |
moyenne |
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Exemple de présentation graphique des résultats d'analyses de sol utilisant la méthode de compactage standard
Échelle graphique : horizontalement 1 cm - 1 % pourw;
verticalement 1 cm - 0,02 g/cm 3 pourr d
Figure B.1
ANNEXE D
(informatif)
Tableau des paires de nombres d'humidité Wi et densité du sol sec r di construire une « ligne zéro teneur en air »
Tableau D.1
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Humidité Wi, % |
Densité du sol secr di, g/cm 3 , à la densité des particules du solr s |
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2,58 |
2,70 |
2,74 |
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|
2,45 |
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2,13 |
2,15 |
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2,08 |
2,11 |
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2,04 |
2,06 |
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2,00 |
2,02 |
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1,96 |
1,98 |
||||
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1,92 |
1,94 |
||||
|
1,89 |
1,91 |
||||
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1,85 |
1,87 |
||||
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1,82 |
1,83 |
||||
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1,78 |
1,80 |
||||
|
1,75 |
1,77 |
||||
|
1,73 |
1,74 |
||||
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1,65 |
1,67 |
1,69 |
1,69 |
1,71 |
|
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1,62 |
1,65 |
1,65 |
1,66 |
1,68 |
|
|
1,60 |
1,62 |
1,63 |
1,64 |
1,65 |
|
|
1,57 |
1,59 |
1,60 |
1,61 |
1,63 |
|
|
1,54 |
1,57 |
1,58 |
1,59 |
1,60 |
|
|
1,52 |
1,54 |
1,55 |
1,56 |
1,57 |
|
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1,50 |
1,52 |
1,53 |
1,54 |
1,55 |
|
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1,48 |
1,50 |
1,51 |
1,51 |
1,53 |
|
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1,45 |
1,48 |
1,49 |
1,49 |
1,50 |
|
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Note - Densité des particules de solr sdéterminé selon GOST 5180 ou pris en fonction du type de sol. |
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nous optons
r j max
nous optons
r j max
nous optons
r j max
nous optons
Méthode standard Proctor
1,0
1,0
0,99
1,02
0,96
1,03
0,97
1,02
Méthode Proctor modifiée
1,02
0,87
1,05
0,84
1,06
0,85
1,06
0,88
Note- Apporter les valeurs de densité maximale et d'humidité optimale pour le principal variétés de sols, déterminé par la méthode de compactage standard, aux valeurs obtenues par les méthodes Proctor est effectuée en multipliant par les coefficients correspondants donnés dans le tableau.
Mots clés : densité du sol, densité du sol sec, humidité du sol, densité standard, humidité du sol optimale, programme de compactage standard
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Détermination de la densité |
Détermination de l'humidité |
Définition |
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Numéro d'essai |
Densité, g/cm 3 |
Humidité |
densité du squelette ρ d, cm 3 |
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m 2 |
m 3 |
m 0 = m 3 – m 2 |
m 0 / V |
m 4 |
m 5 |
m 6 |
m 5 – m 6 m 6 – m 4 |
ρ d = ρ/(1+ 0,01 W ) |
|||
m 2 – récipient de masse sans buse ;
m 3 - un récipient de masse sans buse avec un échantillon de sol compacté ;
m 0 = m 3 – m 2 - masse d'échantillon de sol compacté ;
m 4 - masse de bouteille vide ;
m 5 - massabyuksa avec un échantillon de sol humide ;
m 6 - massabyuksa avec sol sec
ρ d – densité squelettique échantillon de sol compacté
APPLICATION 1
Schéma du dispositif Soyouzdornia pour
Compactage du sol standard
1 palette ; 2 cylindre fendu d'une capacité de 1000 cm 3 ; 3 - anneau; 4 - buse; 5 - enclume ;
6 - charge pesant 2,5 kg :; 7 - tige de guidage ; 8 - anneau restrictif ; 9 - vis de serrage.
ANNEXE 2
Un exemple de tracé de la dépendance de la densité du squelette du sol sur la teneur en humidité avec un compactage standard
Travail de laboratoire n°4
DÉTERMINATION DE LA DENSITÉsolidePARTICULES
SOL PAR MÉTHODE PYKNOMÉTRIQUE
Objectif du travail : Détermination de la densité du sol par la méthode pycnométrique (Fig. 1). Évaluation de l'exactitude du résultat obtenu.
Partie théorique
Densité des particules solides du sol s (g/cm3) - c'est le rapport de la masse de sol sec au volume de sa partie solide ou - la masse d'une unité de volume de particules solides (squelettiques) du sol : s = m s / V s .
La densité des particules solides de certains types de sols dispersés qui ne contiennent pas d'impuretés de substances organiques et de sels solubles dans l'eau est une valeur assez constante, et donc ses valeurs moyennes sont souvent utilisées dans les calculs : pour les sables - 2,65 g/cm 3 ; loam sableux – 2,70 g/cm3 ; limons – 2,71 g/cm3, argiles – 2,74 g/cm3.
La densité des particules solides du sol est déterminée principalement par la méthode pycnométrique. La méthode est basée sur le fait que la masse des particules solides du sol est déterminée par pesée directe et que son volume est déterminé par la masse de liquide, qui occupe un volume égal au volume des particules solides.
Matériaux: terre, eau distillée
Équipement nécessaire: mortier et pilon en porcelaine, tamis à maille n°2, pycnomètre, bain de sable, balance analytique, pipette, papier filtre, entonnoir.
Progrès
1. Un échantillon de sol séché à l'air est broyé dans un mortier en porcelaine, un échantillon moyen pesant 100-200 g est prélevé en quartiers et tamisé au tamis à mailles n°2, le reste sur le tamis est broyé dans un mortier et tamisé au même tamis.
2. A partir de l'échantillon moyen mélangé, prélever un échantillon de sol à raison de 15 g pour 100 ml de capacité du pycnomètre et le sécher jusqu'à poids constant conformément au travail de laboratoire n° 1. Une portion pesée de sol tourbeux ou de tourbe doit être prélevée sur un échantillon moyen à raison de 5 g de sol sec pour 100 ml de capacité du pycnomètre, qui dans ce cas doit être d'au moins 200 ml.
Il est permis d'utiliser du sol sec à l'air, après avoir déterminé son humidité hygroscopique.
3. Pesez le pycnomètre sur une balance ( m" ).
4. Versez délicatement l'échantillon prélevé dans le pycnomètre à travers un entonnoir.
5. Déterminez la masse du pycnomètre avec de la terre ( m 1 ).
6. Déterminer la masse de sol séché à l'air
(m = m 1 - m" ).
7. Déterminer la masse de sol absolument sec (correcte pour l'humidité hygroscopique, W g) selon la formule :
m 0 = m/(1+0,001 W g ).
8. Versez la moitié du volume d'eau distillée dans le pycnomètre et agitez doucement plusieurs fois.
Riz. 4.1. Pycnomètre sur bain de sable.
9. Faire bouillir le sol avec de l'eau dans un bain de sable (Fig. 4.1) pour éliminer l'air adsorbé et séparer les agrégats. Faire bouillir les sols sableux pendant 30 minutes, les limons et les argiles pendant 1 heure, sans laisser retomber la suspension. Lorsque de la mousse se forme, réduisez la température du bain.10. Refroidissez légèrement le pycnomètre, ajoutez de l'eau distillée dans la ligne de mesure et enfin refroidissez-le dans un bain d'eau à température ambiante.
11. Placer le bord inférieur du ménisque de la suspension strictement au niveau de la ligne de mesure du pycnomètre en ajoutant goutte à goutte de l'eau distillée. Essuyez soigneusement l'extérieur du pycnomètre avec du papier filtre et pesez ( m 2 ).
12. Videz le contenu du pycnomètre, rincez soigneusement le pycnomètre, remplissez-le d'eau distillée et pesez-le ( m 3 ).
13. Sur la base des données obtenues, calculez la densité à l'aide de la formule :
ρ s = m 0 /(m 0 + m 3 - m 2 · ρ w ),
Où ρ w- densité de l'eau.
14. Déterminez en parallèle à l'aide de deux pycnomètres. L'écart entre deux déterminations parallèles ne doit pas dépasser 0,02 g/cm 3 . Prendre la moyenne arithmétique des résultats de détermination comme valeur de densité finale.
15. Entrez ces définitions dans le tableau 1.
Tableau 1.
Tableau de densité des particules solides
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Numéro d'échantillon. |
Pycnomètre no. |
Humidité hygroscopique, % |
Densité, g/cm 3 |
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pycnomètre |
pycnomètre avec sol |
sol séché à l'air |
sol ajusté à l'humidité hygroscopique |
pycnomètre avec sol et eau |
pycnomètre avec de l'eau |
Valeur moyenne |
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m" |
m 1 |
W g |
m 0 |
m 2 |
m 3 |
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But du travail :
Déterminer la densité maximale du sol à sa teneur en humidité optimale
Essence de la méthode :
La méthode consiste à établir la dépendance de la densité du squelette du sol à son taux d'humidité lors du compactage des échantillons et à déterminer à partir de cette dépendance la valeur maximale de la densité du squelette du sol ( d max).
L'humidité à laquelle la densité maximale du squelette du sol est atteinte est l'humidité optimale ( W de gros).
Pour établir la dépendance de la densité du squelette du sol sur sa teneur en humidité, une série de tests de compactage du sol distincts sont effectués avec une augmentation constante de sa teneur en humidité. Les résultats des tests sont présentés sous forme de graphique. Le nombre de tests individuels pour tracer le graphique doit être d'au moins six, et également suffisant pour identifier la valeur maximale de la densité du squelette du sol.
L'analyse du sol est effectuée dans un appareil Soyuzdorniy pour le compactage standard du sol par compactage couche par couche du sol par impacts d'une charge pesant 2,5 kg tombant d'une hauteur de 300 mm ; dans ce cas, le nombre total de coups devrait être de 120.
Les échantillons de sol (échantillons perturbés) doivent être prélevés sur des affleurements naturels et artificiels et des chantiers miniers à partir d'une couche de sol homogène. Le poids de l'échantillon de sol doit être d'au moins 10 kg.
Équipement:
Dispositif Soyuzdorniy pour le compactage standard du sol ;
balances avec une précision de 0,01 g;
armoire de séchage;
tamis avec trous de 10 mm ;
tasses capacité en métal pas moins de 5 litres ;
éprouvettes graduées avec bec verseur d'une capacité de 100 et 500 ml ;
truelle spatule;
règle en métal de 30 cm de long ;
étriers;
bouteilles (tasses).
Fig. 4 Schéma du dispositif Soyuzdornia pour le compactage standard du sol.
1palette ; Cylindre divisé en 2d'une capacité de 1000 cm 3 ;
3 - anneau; 4 - buse ; 5 - enclume ;
8 - anneau restrictif ; 9 - vis de serrage.
Mode opératoire:
Traiter des échantillons de sol pesant 10 kg, isoler et préparer des échantillons de sol séparés pesant 2,5 kg pour les tests.
Un échantillon de sol préalablement préparé est humidifié jusqu'à la teneur en humidité initiale ( W 3), pris égal à 4% pour les sols sableux et graveleux et à 8% pour les sols argileux. La quantité d'eau nécessaire pour réhydrater un échantillon de sol ( Q) sont déterminés par la formule 4.1
(4.1)
m 3 - masse de sol restant de l'essai précédent ;
W 1 et W 3 - respectivement, les niveaux d'humidité spécifiés lors des tests précédents et suivants.
Ajoutez la quantité d'eau calculée aux échantillons de sol et mélangez en même temps le sol avec une spatule-truelle.
Les analyses de sol sont effectuées séquentiellement avec des échantillons de sol individuels. La teneur en humidité de l'échantillon lors du premier test doit être égale à celle initiale. Pour chaque test ultérieur, la teneur en humidité doit être augmentée de 1 à 2 % pour les sols sableux et graveleux et de 2 à 3 % pour les sols argileux. La quantité d'eau pour réhydrater l'échantillon est déterminée par la formule (4.1.
Chaque échantillon individuel doit être testé une fois. Le compactage du sol de chaque échantillon doit être effectué par compactage séquentiel de trois couches.
L'échantillon de sol préparé est transféré dans une coupelle métallique, puis en couches, il est chargé dans le cylindre de l'appareil, en pressant le sol avec un pilon. Chaque couche doit avoir une hauteur de 5 à 6 cm et être compactée avec 40 coups de charge, tandis que la tige de dameur doit être maintenue en position verticale.
Avant de charger les deuxième et troisième couches, la surface de la couche précédente est détachée avec un couteau sur une profondeur de 1 à 2 mm. Avant de poser la troisième couche, une buse est posée sur le cylindre. Après compactage de la troisième couche, la buse est retirée et la partie saillante de l'échantillon est coupée au ras de l'extrémité du cylindre.
La masse du récipient contenant de la terre (m 5) est déterminée avec une erreur allant jusqu'à 1 g et la densité de l'échantillon de sol humide () est calculée avec une erreur allant jusqu'à 0,01 g/cm 3 à l'aide de la formule 4.2.
Où V - cylindrée égale à 1000 cm 3 ;
Retirez le bac et l'anneau, ouvrez le cylindre et retirez l'échantillon de sol compacté. Un échantillon pesant au moins 30 g est prélevé dans la partie médiane de l'échantillon pour déterminer l'humidité du sol. (W) (travail de laboratoire n°1).
La terre retirée du cylindre est ajoutée à la partie restante de l'échantillon dans la coupelle, broyée, mélangée et pesée. Ensuite, l'humidité de l'échantillon est augmentée en fonction d'une portion d'eau pré-calculée. Après avoir ajouté de l'eau, le sol est mélangé.
Le deuxième test de compactage du sol et les suivants doivent être effectués de la même manière que le premier.
Les essais visant à déterminer la densité maximale du squelette du sol doivent être considérés comme terminés lorsque, avec une augmentation de l'humidité de l'échantillon au cours des deux ou trois essais de compactage suivants, il y a une diminution constante de la densité des échantillons de sol compactés ou lorsque le sol cesse de se compacter et commence à être expulsé de l'appareil lorsque la charge frappe.
Les résultats des déterminations sont consignés dans le tableau 4.
Traitement des résultats :
Sur la base des valeurs de densité et de teneur en humidité des échantillons compactés obtenues à la suite d'essais, la densité du squelette du sol ( d) est déterminée avec une erreur allant jusqu'à 0,01 g/cm 3 selon la formule 4.3
(4.3)
Construisez un graphique de la dépendance de la densité du squelette à l'humidité du sol, en traçant la teneur en humidité des échantillons compactés sur l'axe des x sur une échelle de 1 cm-2%, et sur l'axe des ordonnées la densité du squelette du sol sur une échelle de 1 cm-0,05 g/cm 3 .
Trouver le maximum de la dépendance obtenue et les valeurs correspondantes de la densité maximale du squelette du sol ( d) sur l'axe des ordonnées et de la teneur en humidité optimale ( W opt) sur l’axe des x. La précision des valeurs de lecture doit être pour ( d max - 0,01 g/cm 3, et pour W vente en gros 0,1%.
Si, lors de la construction d'un graphique, la courbe de dépendance est obtenue sans pic notablement prononcé, ce qui peut être le cas pour les sols sableux et graveleux, par exemple d balançoire la densité maximale atteinte du squelette du sol doit être prise en compte, et W opt - la valeur d'humidité la plus basse à laquelle la densité maximale du squelette du sol est atteinte.
Tableau 4 Résultats surdétermination de la densité maximale du sol
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Détermination de la densité, g/cm3 |
Détermination de l'humidité |
Densité squelettique échantillon de sol compacté d = ___ |
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densité de l'échantillon de sol compacté = m 5 – m 4 |
Humidité W, % |
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récipient sans buse m 4 |
récipient sans buse avec un échantillon de sol compacté m 5 |
échantillon de sol compacté (m 5 – m 4) |
bouteille vide |
bouteille avec échantillon de sol humide m 7 |
bouteille avec terre sèche m 8 |
W=m 7 –m 8 / m 8 –m 6 | |||||
Fig. 4.2 Un exemple de tracé de la dépendance de la densité du squelette du sol sur la teneur en humidité avec un compactage standard.
