Linija nultog sadržaja zraka u tlu. Određivanje optimalne vlažnosti i maksimalne gustoće skeleta tla standardnom metodom zbijanja
21. Optimalna vlažnost tla i metode njenog određivanja
Učinkovito zbijanje tla moguće je kada su prirodne (stvarne) vrijednosti vlažnosti tla blizu optimalnih vrijednosti. Optimalna vlažnost – vlažnost tla pri kojoj se standardnom zbijenošću postiže najveća gustoća suhog tla (kostura tla).
Značenje optimalna vlažnost utvrđeno u laboratorijskim uvjetima ili približno izračunato iz sadržaja vlage na granici tečenja W T :
Gdje 
– koeficijent prijelaza ovisno o vrsti tla
Najveća gustoća je glavna početna karakteristika pri određivanju koeficijenta zbijenosti tla u tijelu nasipa i praćenju kvalitete zbijenosti.
Optimalna vlažnost zraka služi kao jedan od kriterija za ocjenu mogućnosti i načina korištenja tla za nasipanje nasipa, a također je važan parametar procesa zbijanja.
Ispitivanje se provodi u standardnom uređaju za zbijanje Soyuzdornia.
Slika 25 – Dijagram Soyuzdornia uređaja za standardno zbijanje tla
1– paleta; 2 – split cilindar kapaciteta 1000 cm 3 ; 3 – prsten;
4 – mlaznica; 5–nakovanj; 6 – teret težine 2,5 kg;
9 – stezni vijci.
Na temelju vrijednosti gustoće i vlažnosti zbijenih uzoraka dobivenih kao rezultat ispitivanja, gustoća (suhog) skeleta tla ( sk) određena je s pogreškom do 0,01 g/cm 3
Konstruirajte graf ovisnosti gustoće skeleta o vlažnosti tla, nanoseći na apscisu sadržaj vlage zbijenih uzoraka u mjerilu 1 cm -2 %, a na osi apscise gustoću skeleta tla u mjerilu 1 cm - 0,05. g/cm 3 na osi ordinata. Nađite maksimum dobivene ovisnosti i pripadajuće vrijednosti maksimalna gustoća kostur tla ( sk) na osi ordinata i optimalna vlažnost ( W opt) na x-osi.
Točnost očitavanja vrijednosti mora biti za max – 0,01 g/cm 3, i za W veleprodaja – 0,1%.
Slika 26 - Primjer crtanja ovisnosti gustoće skeleta tla
protiv vlage sa standardnim zbijanjem
22. Metode kontrole kvalitete zbijenosti tla
Pri operativnom praćenju kvalitete zbijanja tla dopušteno je (SNiP 3.06.03-85) koristiti ubrzane i ekspresne metode i instrumente na terenu.
U poljskim uvjetima može se odrediti gustoća i vlažnost tla
1 – prema principu volumensko-težinske metode pomoću moderniziranog mjerača gustoće-vlagomjera N.P. Kovalev (za kohezivna tla).
Slika 27 - Gustomjer-mjerač vlage N.P. Kovaleva
Glavni dio uređaja je plovni uređaj. Sastoji se od tijela 7 sa cijevi 3, na kojoj su četiri ljestvice primijenjene na razna tla. Jedna ljestvica ( R) namijenjen je određivanju gustoće njihovog kostura R sk: “H” – humusna, “P” – pjeskovita i “G” – glinasta tla. Cijev završava čepom 2.
Unutar cijevi nalazi se kalibracijski uteg 6 . Kako biste osigurali stabilnost plovka u okomitom položaju, koristite postolje 8 paleta 9 pričvršćena u obliku masivnog diska. Plovak se nalazi u kućištu rezervoara 4 as tijekom ispitivanja i u transportnom položaju.
Prilikom određivanja gustoće vlažnog tla, voda se ulijeva u spremnik do fiksne unutarnje oznake razine 5 i plovak se spušta bez posude 10. Na poklopac plovka postavlja se rezni prsten 1 s uzorkom tla uzetog s podloge, a gustoća (g/cm 3 ) vlažnog tla određuje se prema razini vode na skali.
Da bi se odredila gustoća skeleta, uzorak tla se izlije iz reznog prstena u posudu 10, Ulijte vodu u nju i dobro promiješajte dok se grudice ne uklone. Nakon oslobađanja mjehurića zraka iz ukapljenog tla, posuda se postavlja na pladanj, plovak se uranja u vodu, a gustoća njegovog kostura određuje se vagom koja odgovara vrsti tla.
Vlažnost tla određuje se pomoću posebnih nomograma ili formule
2 – Metoda rupa (metoda zamjene volumena) (za nekohezivna, smrznuta i gruba tla).
Na zbijenom sloju zemlje izravnajte malu površinu i iskopajte rupu dubine 3/4 debljine sloja i zapremine 6-10 litara.
Tlo iz rupe pažljivo se skupi i odredi se njegova masa.
Za određivanje volumena rupe, iznad nje se postavlja dvostruki limeni lijevak (slika 28).
Slika 28 - Određivanje gustoće tla metodom rupe
Suhi pijesak veličine zrnaca do 2 mm (bez čestica gline i prašine) ulijeva se u otvor i donji lijevak pomoću mjernog cilindra zapremine 0,1 - 0,25 l bez mućkanja.
Oduzimanjem volumena koji se nalazi u lijevku od ukupnog volumena nasutog pijeska dobije se volumen pijeska u otvoru, odnosno volumen otvora. Gustoća tla dobiva se iz omjera mase tla izvađenog iz rupe i volumena rupe.
Vlažnost tla određuje se sušenjem do stalne mase. Gustoća kostura tla određena je formulom
3 – Dinamička sonda (dinamički penetrometar)
Uređaj se sastoji od šipke 5 s konusnim vrhom, vodilice 3 s graničnik visine dizanja i ručka 1, 4 nakovnja i 2 utega. Masa utega je 2,5 kg, površina baze konusa je 2 cm 2, dubina sondiranja je 30 cm od površine sloja.
Tijekom ispitivanja uređaj se postavlja okomito, a konusni vrh se udara utegom. Nakon zabijanja stošca na 20 cm, zabilježite broj udaraca potrebnih da se vrh stošca uroni do zadnjih 10 cm dubine. Nakon zabijanja vrha 30 cm, uređaj se uklanja pomoću ručki i testiranje počinje na sljedećoj točki. Ako je potrebno provesti više paralelnih ispitivanja na jednom mjestu, razmak između točaka sondiranja treba biti najmanje 30 cm.
Kvaliteta zbijenosti ocjenjuje se uvjetnom dinamičkom otpornošću tla.
Za određivanje gustoće tla koriste se kalibracijski grafikoni ili korelacijske ovisnosti.
Slika 29 - Dinamički mjerač gustoće
Tijekom operativne kontrole kvalitete konstrukcije kolnika treba kontrolirati gustoću tla (SNiP 3.06.03-85) u svakom tehnološkom sloju duž osi kolnika i na udaljenosti od 1,5-2,0 m od ruba, te s širine sloja veće od 20 m - također u međuprostorima.
Kontrola gustoće tla mora se provoditi u svakoj smjeni rada strojeva za zbijanje, ali najmanje svakih 200 m za visinu nasipa do 3 m i najmanje svakih 50 m za visinu nasipa veću od 3 m.
Gustoću gornjeg sloja treba provjeravati najmanje svakih 50 m.
Dodatnu kontrolu gustoće potrebno je provesti u svakom sloju zasipa cijevnih grudi, iznad cijevi, u konusima i na mjestima gdje se spajaju s mostovima.
Kontrolu gustoće treba provesti na dubini jednakoj 1/3 debljine zbijenog sloja, ali ne manje od 8 cm.
Odstupanja od tražene vrijednosti koeficijenta zbijenosti prema smanjenju dopuštena su u najviše 10% određivanja njihovog ukupnog broja i ne više od 0,04.
Kontrolu vlažnosti korištenog tla treba provoditi, u pravilu, na mjestu njegovog prijema (u rezervatu, kamenolomu) najmanje jednom u smjeni i uvijek tijekom oborina.
Budući da se pri narušavanju strukturnih veza tla mijenjaju njegova svojstva, potrebno je proučavati stanje tla s neporemećenom strukturom. Da bi se to postiglo, u procesu inženjersko-geoloških istraživanja iz jama i bunara odabiru se monoliti - veliki uzorci tla s neporemećenom strukturom. Iz ovih monolita u laboratoriju se uzimaju manji uzorci i eksperimentalno se određuju tri glavne karakteristike:
· gustoća (volumetrijska masa) tloρ prirodna (nenarušena) struktura, jednaka omjeru mase uzorka tla i njegovog volumena;
· gustoća(volumetrijska masa) čvrste čestice tlaρ s jednak omjeru mase krutih čestica prema njihovom volumenu;
· prirodna vlažnost tlaω, jednaka omjeru mase vode sadržane u njemu i mase čvrstih čestica.
Riža. 1.3. Dijagram sastavnih dijelova (komponenata) uzorka tla
Odaberimo iz tla uzorak volumena V = 1 cm3 i mentalno ga podijelimo na dva dijela: jedan koji zauzimaju čvrste čestice, volumen V1, i drugi, koji zauzimaju pore koje se nalaze između tih čestica, volumen V2 (slika 1.3). . Prostor koji zauzimaju pore općenito se može podijeliti na dva dijela, od kojih je jedan zauzet vodom, a drugi zrakom. Neka masa čvrstih čestica u volumenu V bude g 1, a masa vode - g 2 (masa zraka ne utječe na rezultate izračuna).
Prema definicijama
Gustoća tla se određuje vaganjem, najčešće pomoću uzorka uzetog u reznom prstenu, ponekad navoštenom ili drugim metodama, uključujući gama karotažu. Gustoća čvrstih čestica utvrđuje se pomoću piknometra. Vlažnost tla određuje se vaganjem uzorka prirodne vlage prije i nakon sušenja (do konstantne težine) na temperaturi od 105°C.
GOST 22733-2002
MEĐUDRŽAVNI STANDARD
TLO
Laboratorijska metoda određivanja
maksimalna gustoća
MEĐUDRŽAVNA ZNANSTVENA I TEHNIČKA KOMISIJA
O NORMI, TEHNIČKOM PROPISU
I CERTIFIKACIJE U GRAĐEVINARSTVU (MNTKS)
Moskva
Predgovor
1 RAZVIO Državni institut za istraživanje cesta (FSUE SoyuzdorNII)
UVEDENO od strane Državnog odbora za izgradnju Rusije
2 DONIJELO Međudržavno znanstveno-tehničko povjerenstvo za normizaciju, tehničku regulativu i certificiranje u graditeljstvu (MNTKS) 24. travnja 2002.
|
Naziv države |
Naziv tijela kontrolira vlada konstrukcija |
|
Republika Azerbajdžan |
Državni odbor za izgradnju Azerbajdžanske Republike |
|
Republika Armenija |
Ministarstvo urbanog razvoja Republike Armenije |
|
Republika Kirgistan |
Državni inspektorat za arhitekturu i graditeljstvo pri Vladi Kirgiske Republike |
|
Republika Moldavija |
Ministarstvo ekologije, graditeljstva i teritorijalnog razvoja Republike Moldavije |
|
Ruska Federacija |
Gosstroy Rusije |
3 UMJESTO GOST 22732-77
4 STUPIO NA SNAGU 1. srpnja 2003. kao državni standard Ruske Federacije Dekretom Državnog odbora za izgradnju Rusije od 27. prosinca 2002. br. 170
GOST 22733-2002
MEĐUDRŽAVNI STANDARD
TLO
Laboratorijska metoda za određivanje najveće gustoće
S.O.I.L.S.
Laboratorijska metoda za određivanje najveće gustoće
Datum uvođenja 2003-07-01
1 područje upotrebe
Ova se norma primjenjuje na prirodna i umjetno stvorena raspršena tla i utvrđuje metodu za laboratorijsko određivanje najveće gustoće suhog tla i njegovog odgovarajućeg sadržaja vlage pri ispitivanju za izgradnju.
Norma se ne odnosi na organomineralna i organska tla te tla koja sadrže čestice veće od 20 mm.
2 Normativne reference
Ovaj standard koristi reference na sljedeće standarde:
GOST 166-89 Čeljusti. Tehnički podaci
GOST 427-75 Metalna mjerna ravnala. Tehnički podaci
GOST 1770-74 Laboratorijsko stakleno posuđe. Cilindri, čaše, tikvice, epruvete. Opći tehnički uvjeti
GOST 5180-84 Tla. Metode laboratorijskog određivanja fizikalnih svojstava
GOST 8269.0-97 Drobljeni kamen i šljunak od gustih stijena i industrijskog otpada za građevinski radovi. Metode fizikalnih i mehaničkih ispitivanja
GOST 9147-80 Porculansko laboratorijsko posuđe i oprema. Tehnički podaci
GOST 12071-2000 Tla. Odabir, pakiranje, transport i skladištenje uzoraka
GOST 23932-90 Laboratorijsko stakleno posuđe i oprema. Opći tehnički uvjeti
GOST 24104-2001 Laboratorijske vage. Opći tehnički zahtjevi
GOST 25100-95 Tla. Klasifikacija
GOST 29329-92 Vage za statičko vaganje. Opći tehnički zahtjevi
GOST 30416-96 Tla. Laboratorijska ispitivanja. Opće odredbe.
3 Definicije
Sljedeći pojmovi s odgovarajućim definicijama koriste se u ovoj normi.
Maksimalna gustoća (standardna gustoća) - najveća gustoća suhog tla, koja se postiže pri ispitivanju tla standardnom metodom zbijanja.
Optimalna vlažnost - vrijednost vlažnosti tla koja odgovara najvećoj gustoći suhog tla.
Standardna brtva - sloj po sloj (tri sloja) zbijanje uzorka tla uz konstantan rad zbijanja.
Standardni raspored zbijanja - grafička slika ovisnost promjene gustoće suhog tla o vlažnosti pri ispitivanju standardnom metodom zbijanja.
Ostali izrazi koji se koriste u ovom standardu dati su u GOST 5180, GOST 12071, GOST 25100, GOST 30416.
4 Opće odredbe
4.1 Standardna metoda zbijanja sastoji se u utvrđivanju ovisnosti gustoće suhog tla o njegovom sadržaju vlage pri zbijanju uzoraka tla uz stalni rad na zbijanju i dosljedno povećanje vlažnosti tla.
Rezultati ispitivanja prikazani su u obliku standardnog grafa zbijanja.
4.2 Opći zahtjevi za laboratorijsko ispitivanje tla, opreme, instrumenata i laboratorijskih prostorija navedeni su u GOST 30416.
4.3 Za ispitivanje tla standardnom metodom zbijanja koriste se uzorci tla poremećenog sastava odabrani iz rudarskih radova (jama, jama, bušotina itd.), u izdanima ili u uskladištenim masivima tla namijenjenih za uporabu u građevinama u skladu s zahtjevi GOST 12071.
4.4 Broj uzastopnih ispitivanja tla s povećanjem sadržaja vlage mora biti najmanje pet, a također dovoljan za utvrđivanje maksimalne vrijednosti gustoće suhog tla prema standardnom rasporedu zbijanja.
4.5 Dopušteno odstupanje između rezultata paralelnih određivanja dobivenih u uvjetima ponovljivosti, izraženo u relativnim jedinicama, ne smije biti veće od 1,5 % za maksimalnu vrijednost gustoće suhog tla i 10 % za optimalnu vlažnost.
Ako razlike prelaze dopuštene vrijednosti, potrebno je provesti dodatna ispitivanja.
5 Oprema i instrumenti
5.1 Instalacija za ispitivanje tla standardnom metodom zbijanja treba uključivati:
uređaj za mehanizirano ili ručno zbijanje tla s teretom koji pada s konstantne visine;
obrazac uzorka tla.
Shematski dijagram instalacije nalazi se u dodatku.
Bilješka - Dopuštena je uporaba instalacija drugih izvedbi, uz usporedna ispitivanja za svaku vrstu tla.
5.2 Konstrukcija uređaja za zbijanje tla mora osigurati da teret težine (2500 ± 25) g padne duž šipke za vođenje sa stalne visine od (300 ± 3) mm na nakovanj promjera (99,8-0,2) mm. Omjer mase tereta i mase vodilice s nakovnjem ne smije biti veći od 1,5.
5.3 Kod mehanizirane metode zbijanja uređaj mora sadržavati mehanizam za podizanje tereta na stalnu visinu i brojač udaraca.
5.4 Kalup za uzorak tla mora se sastojati od cilindričnog dijela, ladice, steznog prstena i mlaznice.
5.5 Cilindrični dio kalupa mora imati visinu (127,4 ± 0,2) mm i unutarnji promjer (100,0 + 0,3) mm. Vlačna čvrstoća metala cilindričnog dijela kalupa mora biti najmanje 400 MPa. Cilindrični dio kalupa može biti čvrst ili se sastoji od dva odvojiva dijela.
5.6 Instalacija mora biti postavljena na krutu horizontalnu ploču (betonsku ili metalnu) tešku najmanje 50 kg. Odstupanje površine od horizontale ne smije biti veće od 2 mm/m.
5.7 Pri ispitivanju tla standardnom metodom zbijanja koriste se sljedeći mjerni instrumenti, pomoćna oprema i alati:
vage za statičko vaganje za 2-5 kg prosječne klase točnosti prema GOST 29329;
laboratorijske vage za 0,2-1,0 kg, 4. razred točnosti prema GOST 24104;
ravnalo duljine najmanje 300 mm prema GOST 427;
mjerni cilindri s kapacitetom od 100 ml i 50 ml s cijenom podjele ne više od 1 ml prema GOST 1770;
metalne ispitne čaše kapaciteta 5 litara;
čaše za vaganje VS-1 s poklopcima;
uređaj za mljevenje ili porculanski mort s tučkom prema GOST 9147;
ormar za sušenje;
set sita s promjerom rupa od 20, 10 i 5 mm;
eksikator E-250 prema GOST 23932;
metalna lopatica;
laboratorijski nož s ravnom oštricom duljine ne manje od 150 mm.
5.8 Laboratorijske vage moraju imati mogućnost vaganja tla i plijesni tijekom ispitivanja s pogreškom od ±1 g.
5.9 Mjerila moraju biti ovjerena ili umjerena, a oprema za ispitivanje mora biti atestirana na propisani način.
6. Priprema za ispit
6.1 Priprema uzorka tla
6.1.1 Masa uzorka tla poremećenog sastava s prirodnom vlagom potrebna za pripremu uzorka tla mora biti najmanje 10 kg ako u tlu ima čestica većih od 10 mm i najmanje 6 kg ako nema čestica većih od 10 mm.
6.1.2 Uzorak tla poremećenog sastava predan na ispitivanje suši se na sobna temperatura ili u ormar za sušenje dok se ne osuši na zraku. Sušenje nekohezivnih mineralnih tla u sušionici može se obaviti na temperaturi ne višoj od 100 ° C, kohezivna - ne više od 60 ° C. Tijekom procesa sušenja tlo se povremeno miješa.
6.1.3 Samljeti agregate tla (bez drobljenja velikih čestica) u uređaju za mljevenje ili u porculanskom tarioniku.
6.1.4 Tlo se važe (mR) i prosijan kroz sita s rupama promjera 20 mm i 10 mm. U tom slučaju, cjelokupna masa tla mora proći kroz sito s rupama promjera 20 mm.
6.1.5 Izvažite prosijane velike čestice ( m k).
Ako je masa čestica tla većih od 10 mm 5% ili više, daljnje ispitivanje se provodi s uzorkom tla koji je prošao kroz sito od 10 mm. Ako je masa čestica tla većih od 10 mm manja od 5 %, dalje prosijati tlo kroz sito s rupama promjera 5 mm i odrediti sadržaj čestica većih od 5 mm. U tom slučaju daljnja ispitivanja se provode s uzorkom tla koji je prošao kroz sito od 5 mm.
6.1.6 Uzorci se uzimaju iz prosijanih velikih čestica kako bi se odredio njihov sadržaj vlagew ki prosječna gustoća česticarkprema GOST 8269.0.
6.1.7 Uzorci se uzimaju iz tla koje je prošlo kroz sito kako bi se odredio njegov sadržaj vlage u zračno suhom stanju.w gprema GOST 5180.
6.1.8 Izračunajte sadržaj krupnih čestica u tlu DO, %, s točnošću od 0,1 % prema formuli
, (1)
Gdje m k - masa prosijanih velikih čestica, g;
w g- vlažnost prosijanog tla u zračno suhom stanju, %;
Tstr - masa uzorka tla u zračno-suhom stanju, g;
w k - vlažnost prosijanih krupnih čestica, %.
6.1.9 Uzorak tla uzima se iz prosijanog tla metodom četvrtina za ispitivanje. (T ¢ str) težine 2500 g.
Dopušteno je provesti cijeli ciklus ispitivanja s jednim odabranim uzorkom.
Kod ispitivanja tla koje sadrži čestice koje se lako uništavaju pri zbijanju, uzima se više zasebnih uzoraka. U tom slučaju svaki se uzorak ispituje samo jednom.
6.1.10 Stavite prikupljeni uzorak u metalnu ispitnu posudu.
6.1.11 Izračunajte količinu vode Q, d, dodatno navlažiti odabrani uzorak do sadržaja vlage prvog ispitivanja prema formuli
, (2)
Gdje T¢ str - težina uzetog uzorka, g;
w 1 - vlažnost tla za prvo ispitivanje, dodijeljena prema tablici, %;
w g - sadržaj vlage prosijanog tla u zračno suhom stanju, %.
(Slovoslagač.)
stol 1
6.1.12 Izračunata količina vode unosi se u odabrani uzorak tla u nekoliko faza, miješajući tlo metalnom lopaticom.
6.1.13 Prenesite uzorak tla iz čaše u eksikator ili dobro zatvorenu posudu i držite ga na sobnoj temperaturi najmanje 2 sata za nekohezivna tla i najmanje 12 sati za kohezivna tla.
6.2 Priprema instalacije za ispitivanje
6.2.1 Izvažite cilindrični dio kalupa ( t s).
6.2.2 Postavite cilindrični dio kalupa na paletu bez stezanja vijcima.
6.2.3 Montirajte stezni prsten na gornju stranu cilindričnog dijela kalupa.
6.2.4 Stegnite cilindrični dio kalupa naizmjenično vijcima ladice i prstena.
6.2.5 Obrišite unutarnju površinu kalupa krpom navlaženom kerozinom, mineralnim uljem ili tehničkim vazelinom.
6.2.6 Postavite sastavljeni kalup na osnovnu ploču.
6.2.7 Provjerite usklađenost šipke vodilice i cilindričnog dijela kalupa te slobodno kretanje tereta duž šipke vodilice.
7 Izvođenje testa
7.1 Ispitivanje se provodi uzastopnim povećanjem vlažnosti tla ispitnog uzorka. Tijekom prvog ispitivanja vlažnost tla mora odgovarati vrijednosti navedenoj u . Svakim sljedećim ispitivanjem potrebno je povećati vlažnost tla za 1 - 2 % za nekohezivna tla i za 2 - 3 % za kohezivna tla.
Količina vode za vlaženje ispitnog uzorka određena je formulom (), uzimajući je kaow g I w 1 odnosno vlažnost tijekom prethodnog i sljedećeg ispitivanja.
7.2 Uzorak tla ispituje se sljedećim redoslijedom:
Prenesite uzorak iz eksikatora u metalnu čašicu i dobro promiješajte;
U sastavljeni kalup od uzorka natrpati sloj zemlje debljine 5-6 cm i rukom lagano zbiti njegovu površinu. Zbijanje se provodi 40 udaraca tereta na nakovanj s visine od 30 cm, pričvršćen na šipku vodilicu. Slična se operacija izvodi sa svakim od tri sloja zemlje, koja se uzastopno stavljaju u kalup. Prije utovara drugog i trećeg sloja površina prethodnog zbijenog sloja rahli se nožem na dubinu od 1-2 mm. Prije polaganja trećeg sloja, na kalup se postavlja mlaznica;
Nakon zbijanja trećeg sloja, uklonite mlaznicu i odrežite dio zemlje koji strši u ravnini s krajem kalupa. Debljina izbočenog sloja rezane zemlje ne smije biti veća od 10 mm.
Bilješka - Ako izbočeni dio zemlje prelazi 10 mm, potrebno je izvršiti dodatni broj udaraca i to jedan udarac na 2 mm viška.
7.3 Udubljenja koja nastaju nakon čišćenja površine uzorka zbog gubitka krupnih čestica ručno se popune zemljom od preostalog dijela odabranog uzorka i poravnaju nožem.
7.4 Izvažite cilindrični dio kalupa sa zbijenom zemljom ( T ja) i izračunajte gustoću tlar ja, g/cm 3, prema formuli
, (3)
Gdje m i - masa cilindričnog dijela kalupa sa zbijenim tlom, g;
t s -masa cilindričnog dijela kalupa bez tla, g;
V - kapacitet kalupa, cm 3.
7.5 Uklonite zbijeni uzorak tla iz cilindričnog dijela kalupa. U tom slučaju uzimaju se uzorci iz gornjeg, srednjeg i donjeg dijela uzorka za određivanje vlažnosti tla ( w i) nema GOST 5180.
Tlo uklonjeno iz kalupa dodaje se preostalom dijelu uzorka u čaši, usitnjava i miješa. Veličina jedinica ne smije prelaziti najveća veličinačestice ispitivanog tla.
Povećajte vlažnost uzorka prema. Nakon dodavanja vode, tlo se dobro promiješa, pokrije vlažnom krpom i ostavi najmanje 15 minuta za nekohezivna tla i najmanje 30 minuta za kohezivna tla.
7.6 Drugo i sljedeće ispitivanje tla treba provesti u skladu s -.
7.7 Ispitivanje se treba smatrati dovršenim kada, s povećanjem sadržaja vlage u uzorku tijekom sljedeća dva ispitivanja, postoji dosljedno smanjenje vrijednosti mase i gustoće zbijenog uzorka tla, kao i kada, tijekom udara , voda se istiskuje ili se ukapljena zemlja ispušta kroz spojeve kalupa.
Bilješka - Zbijanje homogenih po granulometrijskom sastavu i dreniranih tla prestaje nakon pojave vode u fugama oplate, neovisno o broju udaraca tijekom zbijanja uzorka.
7.8 Tijekom ispitivanja vodi se dnevnik čiji je obrazac naveden u Dodatku.
8 Obrada rezultata
8.1 Na temelju vrijednosti gustoće tla i vlage dobivenih kao rezultat uzastopnih ispitivanja, izračunavaju se vrijednosti gustoće suhog tla. r di, g/cm 3 , s točnošću od 0,01 g/cm 3 prema formuli
, (4)
Gdje r ja- gustoća tla, g/cm 3;
w i- vlažnost tla pri sljedećem ispitivanju, %.
8.2. Izgradite grafikon ovisnosti promjena vrijednosti gustoće suhog tla o vlažnosti (Dodatak ). Koristeći najvišu točku grafikona za kohezivna tla, pronađite vrijednost maksimalne gustoće (r d max) i odgovarajuću vrijednost optimalne vlažnosti (w opt).
8.3 Za nekohezivna tla, standardni raspored zbijanja možda neće imati vidljivo izražen maksimum. U ovom slučaju, optimalna vrijednost vlažnosti je 1,0% - 1,5% manja od vlažnosti w i, pri čemu se voda istisne. Vrijednost maksimalne gustoće uzima se prema odgovarajućoj ordinati. U ovom slučaju, 1,0% je prihvaćeno za šljunčane, grube i srednje velike pijeske; 1,5% - za fini i prašnjavi pijesak.
uzeti iz uzorka, a zatim da se uzme u obzir utjecaj njihovog sastava, vrijednost najveće gustoće suhog tla utvrđena prema r ¢ d max prema formuli
, (5)
Gdje p k - gustoća velikih čestica, g/cm 3 ;
DO- sadržaj krupnih čestica u tlu, %.
Optimalna vrijednost vlažnosti tlaw¢ opt, %, određeno formulom
w¢ opt = 0,01w opt(100 - K). (6)
8.5. Za kontrolu ispravnosti ispitivanja kohezivnih tla konstruira se „linija nultog sadržaja zraka” koja pokazuje promjenugustoća suhog tla od vlage kada su njegove pore potpuno zasićene vodom.
Parovi brojeva r di I w ikonstruirati "liniju nultog sadržaja zraka" pri gustoći čestica tlar sodređuje se određivanjem vrijednosti vlažnosti pomoću formule
, (7)
Gdje r s - gustoća čestica tla, određena prema GOST 5180, g / cm 3;
r w- gustoća vode jednaka 1 g/cm3.
Dopušteni su parovi brojevar di I w i primjenom.
Silazni dio standardnog grafikona zbijanja ne bi trebao prijeći "crtu nultog sadržaja zraka".
8.6 Ako je potrebno usporediti ili dovesti vrijednosti maksimalne gustoće i optimalne vlažnosti tla na vrijednosti dobivene Proctorovim metodama, dopušteno je koristiti prijelazne koeficijente navedene u Dodatku.
Shematski prikaz instalacije za ispitivanje tla standardnom metodom zbijanja
1 - paleta; 2 - odvojivi oblik; 3 - stezni prsten; 4 - mlaznica; 5 - nakovanj; 6 - teret težine 2,5 kg; 7 - vodilica; 8 - restriktivni prsten; 9 - stezni vijci; 10 - uzorak tla
CrtanjeA.1
DODATAK B
(preporučeno)
Dnevnik ispitivanja tla korištenjem standardne metode zbijanja
|
OBJEKT ________________________________________________________________ Mjesto uzorkovanja tla ________________________________________________________________ Dubina odabira tla (m) _____________ debljina sloja tla (m) _____________ Vrsta tla __________________________________________________________ Datum odabira ________________________________________________________________ Težina uzorka tla propuštenog kroz sito s rupama promjera 20 mm (nakon mljevenja)m str, G ________________________________________________________________ Podaci o ostatku na situ za čestice (nakon prosijavanja uzorka): a) masa velikih česticam k, G ____ b) sadržaj vlage velikih česticaw k, % ____ c) prosječna gustoća velikih česticar k, g/cm 3 ________________________________ Vlažnost tla koje prolazi kroz sitow g, % _______________________________ Masa uzoraka tla uzetih za ispitivanjem str, kg__________________________ Maksimalna gustoća suhog tlar d max, g/cm 3 __________________________ Optimalna vlažnost tlaw opt, % _______________________________________ Maksimalna gustoća suhog tla, uzimajući u obzir čestice veće od 5 ili 10 mmr ¢ d max, g/cm 3 ________________________________________________________________________________ Optimalna vlažnost tla, uzimajući u obzir čestice veće od 5 odn 10 mm w¢ opt, % ______ Datum ispita ______________________ (početak) ___________________ (kraj) |
Tablica B.1
|
Test br. |
Određivanje gustoće |
Određivanje vlažnosti |
Gustoća suhog tla, g/cm 3 (po ) |
||||||||
|
Težina, g |
Gustoća tla, g/cm 3 (po ) |
Posuda za vaganje br. |
Težina, g |
Vlažnost w, % |
|||||||
|
oblicima t s |
oblici sa zbijenim tlomm i |
zbijeno tlom i - t s |
prazna šalica |
šalica s mokrim tlom |
šalica sa suhom zemljom |
apsolutni |
prosjek |
||||
Ogledni grafički prikaz rezultata ispitivanja tla standardnom metodom zbijanja
Mjerilo grafikona: vodoravno 1 cm - 1% zaw;
okomito 1 cm - 0,02 g/cm 3 forr d
Slika B.1
DODATAK D
(informativan)
Tablica parova brojeva vlažnosti w i i gustoća suhog tla r di konstruirati "liniju nultog sadržaja zraka"
Tablica D.1
|
Vlažnost w i, % |
Gustoća suhog tlar di, g/cm 3 , pri gustoći čestica tlar s |
||||
|
2,58 |
2,70 |
2,74 |
|||
|
2,45 |
|||||
|
2,13 |
2,15 |
||||
|
2,08 |
2,11 |
||||
|
2,04 |
2,06 |
||||
|
2,00 |
2,02 |
||||
|
1,96 |
1,98 |
||||
|
1,92 |
1,94 |
||||
|
1,89 |
1,91 |
||||
|
1,85 |
1,87 |
||||
|
1,82 |
1,83 |
||||
|
1,78 |
1,80 |
||||
|
1,75 |
1,77 |
||||
|
1,73 |
1,74 |
||||
|
1,65 |
1,67 |
1,69 |
1,69 |
1,71 |
|
|
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 |
|
|
1,50 |
1,52 |
1,53 |
1,54 |
1,55 |
|
|
1,48 |
1,50 |
1,51 |
1,51 |
1,53 |
|
|
1,45 |
1,48 |
1,49 |
1,49 |
1,50 |
|
|
Bilješka - Gustoća čestica tlar sodređuje se prema GOST 5180 ili se uzima ovisno o vrsti tla. |
|||||
w opt
r d max
w opt
r d max
w opt
r d max
w opt
Proctorova standardna metoda
1,0
1,0
0,99
1,02
0,96
1,03
0,97
1,02
Modificirana Proctorova metoda
1,02
0,87
1,05
0,84
1,06
0,85
1,06
0,88
Bilješka- Dovođenje vrijednosti maksimalne gustoće i optimalne vlažnosti za glavni sorte tla, određeno standardnom metodom zbijanja, na vrijednosti dobivene Proctorovim metodama provodi se množenjem s odgovarajućim koeficijentima navedenim u tablici.
Ključne riječi : gustoća tla, gustoća suhog tla, vlažnost tla, standardna gustoća, optimalna vlažnost tla, standardni raspored zbijanja
|
Određivanje gustoće |
Određivanje vlažnosti |
Definicija |
|||||||||
|
Broj testa |
Gustoća, g/cm3 |
Vlažnost |
gustoća skeleta ρ d, cm 3 |
||||||||
|
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 – posuda za masu bez mlaznice;
m 3 - posuda za masu bez mlaznice sa zbijenim uzorkom tla;
m 0 = m 3 – m 2 - masa zbijenog uzorka tla;
m 4 - masa prazne boce;
m 5 - massabyuksa s uzorkom vlažnog tla;
m 6 - massabyuksa sa suhim tlom
ρ d – gustoća skeleta zbijeni uzorak tla
PRIMJENA 1
Dijagram uređaja Soyuzdornia za
Standardno zbijanje tla
1 paleta; 2 split cilindar kapaciteta 1000 cm 3; 3 - prsten; 4 - mlaznica; 5 - nakovanj;
6 - teret težine 2,5 kg:; 7 - vodilica; 8 - restriktivni prsten; 9 - stezni vijci.
DODATAK 2
Primjer crtanja ovisnosti gustoće skeleta tla o sadržaju vlage sa standardnim zbijanjem
Laboratorijski rad br.4
ODREĐIVANJE GUSTOĆEčvrstaČESTICE
TLO PIKNOMETRIJSKOM METODOM
Cilj rada: Određivanje gustoće tla piknometrijskom metodom (slika 1). Ocjena ispravnosti dobivenog rezultata.
Teorijski dio
Gustoća čvrstih čestica tla s (g/cm 3) - ovo je omjer mase suhog tla i volumena njegovog čvrstog dijela ili - mase jedinice volumena čvrstih (skeletnih) čestica tla: s = m s / V s .
Gustoća čvrstih čestica određenih vrsta raspršenih tla koja ne sadrže nečistoće organskih tvari i soli topivih u vodi je prilično konstantna vrijednost, pa se stoga njezine prosječne vrijednosti često koriste u izračunima: za pijesak - 2,65 g / cm 3 ; pjeskovita ilovača – 2,70 g/cm3; ilovače – 2,71 g/cm3, gline – 2,74 g/cm3.
Gustoća čvrstih čestica tla određuje se uglavnom piknometrijskom metodom. Metoda se temelji na činjenici da se masa krutih čestica tla određuje neposrednim vaganjem, a njen volumen se određuje preko mase tekućine, koja zauzima volumen jednak volumenu krutih čestica.
Materijali: tlo, destilirana voda
Potrebna oprema: porculanski tarionik i tučak, sito s mrežicom br. 2, piknometar, pješčana kupka, analitička vaga, pipeta, filter papir, lijevak.
Napredak
1. Uzorak tla u zračno suhom stanju usitnite u porculanskom tarioniku, četvrtinama se uzme prosječni uzorak mase 100-200 g i prosije kroz sito s okcima br. 2, ostatak na situ usitni u mort i prosijan kroz isto sito.
2. Od miješanog prosječnog uzorka uzeti uzorak zemlje u količini od 15 g na svakih 100 ml kapaciteta piknometra i osušiti do konstantne težine u skladu s laboratorijskim radom br. 1. Izvagani dio tresetnog tla ili treseta treba uzeti iz prosječnog uzorka u omjeru od 5 g suhog tla na svakih 100 ml kapaciteta piknometra, što u ovom slučaju treba biti najmanje 200 ml.
Dopušteno je koristiti tlo u zračno suhom stanju, nakon određivanja njegove higroskopne vlažnosti.
3. Izvažite piknometar na vagi ( m" ).
4. Pažljivo ulijte uzeti uzorak u piknometar kroz lijevak.
5. Odredite masu piknometra sa zemljom ( m 1 ).
6. Odredite masu zračno suhog tla
(m = m 1 - m" ).
7. Odredite masu apsolutno suhog tla (ispravljeno na higroskopnu vlažnost, W G) prema formuli:
m 0 = m/(1+0,001 W G ).
8. Ulijte ½ volumena destilirane vode u piknometar i lagano protresite nekoliko puta.
Riža. 4.1. Piknometar na pješčanoj kupki.
9. Prokuhajte tlo s vodom u pješčanoj kupelji (Sl. 4.1) kako biste uklonili adsorbirani zrak i odvojili agregate. Pješčana tla kuhajte 30 minuta, ilovače i gline 1 sat, bez da suspenzija padne. Kad se stvori pjena, smanjite temperaturu kupke.10. Lagano ohladite piknometar, dodajte destiliranu vodu na mjernu liniju i na kraju ohladite u vodenoj kupki na sobnu temperaturu.
11. Postavite donji rub meniskusa suspenzije strogo na razinu mjerne linije piknometra, dodajući kap po kap destilirane vode. Temeljito obrišite vanjsku stranu piknometra filter papirom i izvažite ( m 2 ).
12. Izlijte sadržaj piknometra, temeljito isperite piknometar, napunite ga destiliranom vodom i izvažite ( m 3 ).
13. Na temelju dobivenih podataka izračunajte gustoću po formuli:
ρ s = m 0 /(m 0 + m 3 - m 2 · ρ w ),
Gdje ρ w- gustoća vode.
14. Odredite paralelno pomoću dva piknometra. Razlika između dva paralelna određivanja ne smije biti veća od 0,02 g/cm 3 . Uzmite aritmetičku sredinu rezultata određivanja kao konačnu vrijednost gustoće.
15. Unesite ove definicije u tablicu 1.
Stol 1.
Tablica gustoće čvrstih čestica
|
Uzorak br. |
Piknometar br. |
Higroskopna vlažnost, % |
Gustoća, g/cm3 |
||||||||
|
piknometar |
piknometar sa zemljom |
zračno suho tlo |
tlo prilagođeno higroskopnoj vlažnosti |
piknometar sa zemljom i vodom |
piknometar s vodom |
Prosječna vrijednost |
|||||
|
m" |
m 1 |
W G |
m 0 |
m 2 |
m 3 |
||||||
Cilj rada :
Odredite maksimalnu gustoću tla pri optimalnom sadržaju vlage
Suština metode:
Metoda se sastoji u utvrđivanju ovisnosti gustoće skeleta tla o njegovoj vlažnosti pri zbijanju uzoraka i određivanju iz te ovisnosti maksimalne vrijednosti gustoće skeleta tla ( d max).
Vlažnost pri kojoj se postiže najveća gustoća skeleta tla je optimalna vlažnost ( W trgovina na veliko).
Da bi se utvrdila ovisnost gustoće kostura tla o njegovom sadržaju vlage, provodi se niz odvojenih ispitivanja zbijanja tla s dosljednim povećanjem sadržaja vlage. Rezultati ispitivanja prikazani su u obliku grafikona. Broj pojedinačnih testova za crtanje grafikona mora biti najmanje šest, a također dovoljan za utvrđivanje maksimalne vrijednosti gustoće skeleta tla.
Ispitivanje tla provodi se u uređaju Soyuzdorniy za standardno zbijanje tla sloj-po-sloj zbijanjem tla udarima tereta težine 2,5 kg koji pada s visine od 300 mm; u ovom slučaju ukupan broj udaraca trebao bi biti 120.
Uzorke tla (poremećene uzorke) potrebno je uzimati iz prirodnih i umjetnih izdanaka i rudarskih radova iz homogenog sloja tla.Težina uzorka tla mora biti najmanje 10 kg.
Oprema:
Soyuzdorniy uređaj za standardno zbijanje tla;
vaga s točnošću od 0,01 g;
ormar za sušenje;
sito s rupama od 10 mm;
šalice metalni kapacitet ne manje od 5l;
mjerni cilindri s izljevom kapaciteta 100 i 500 ml;
lopatica lopatica;
metalno ravnalo duljine 30 cm;
čeljusti;
boce (čaše).
Slika 4. Dijagram uređaja Soyuzdornia za standardno zbijanje tla.
1paleta; 2split cilindar kapaciteta 1000 cm 3 ;
3 - prsten; 4 - mlaznica; 5 - nakovanj;
8 - restriktivni prsten; 9 - stezni vijci.
Operativni postupak:
Obraditi uzorke tla težine 10 kg, izolirati i pripremiti zasebne uzorke tla težine 2,5 kg za ispitivanje.
Unaprijed pripremljeni uzorak tla se navlaži do početnog sadržaja vlage ( W 3), uzeto jednako 4% za pjeskovita i šljunčana tla i 8% za glinasta tla. Količina vode potrebna za rehidrataciju uzorka tla ( Q) određuju se formulom 4.1
(4.1)
m 3 - masa tla preostalog iz prethodnog ispitivanja;
W 1 i W 3 - razine vlažnosti određene tijekom prethodnog i sljedećeg ispitivanja.
Izračunatu količinu vode dodati uzorcima tla i istovremeno miješati tlo lopaticom-lopaticom.
Ispitivanja tla provode se sekvencijalno s pojedinačnim uzorcima tla. Vlažnost uzorka pri prvom ispitivanju treba biti jednaka početnom.Za svako sljedeće ispitivanje sadržaj vlage treba povećati za 1-2% za pjeskovita i šljunčana tla i 2-3% za glinasta tla. Količina vode za rehidrataciju uzorka određena je formulom (4.1.
Svaki pojedinačni uzorak treba jednom ispitati. Zbijanje tla svakog uzorka treba izvesti uzastopnim zbijanjem tri sloja.
Pripremljeni uzorak tla prebacuje se u metalnu čašicu, a zatim se u slojevima puni u cilindar uređaja, pritišćući zemlju nabijačem. Svaki sloj treba imati visinu od 5-6 cm i zbijati ga s 40 udaraca tereta, a šipku za nabijanje treba držati u okomitom položaju.
Prije postavljanja drugog i trećeg sloja, površina prethodnog sloja se rahli nožem do dubine od 1-2 mm. Prije polaganja trećeg sloja, na cilindar se stavlja mlaznica. Nakon zbijanja trećeg sloja, mlaznica se uklanja i izbočeni dio uzorka se odreže u ravnini s krajem cilindra.
Masa posude sa zemljom (m 5) određena je s pogreškom do 1 g, a gustoća mokrog uzorka tla () izračunata je s pogreškom do 0,01 g/cm 3 pomoću formule 4.2.
Gdje V - kapacitet cilindra jednak 1000 cm 3;
Uklonite posudu i prsten, otvorite cilindar i uklonite zbijeni uzorak tla. Iz središnjeg dijela uzorka uzima se uzorak mase najmanje 30 g za određivanje vlažnosti tla (W) (laboratorijski rad br. 1).
Tlo izvađeno iz cilindra dodaje se preostalom dijelu uzorka u čaši, melje, miješa i važe. Zatim se povećava vlažnost uzorka prema unaprijed izračunatom udjelu vode.Nakon dodavanja vode, tlo se miješa.
Drugo i sljedeća ispitivanja zbijenosti tla treba provesti slično prvom.
Ispitivanja za određivanje maksimalne gustoće skeleta tla treba se smatrati završenima kada, s povećanjem vlažnosti uzorka tijekom sljedeća dva ili tri ispitivanja zbijanja, postoji dosljedno smanjenje gustoće zbijenih uzoraka tla ili kada se tlo prestane zbijati i počinje se istiskivati iz uređaja kada udari teret.
Rezultati određivanja zabilježeni su u tablici 4.
Obrada rezultata:
Na temelju vrijednosti gustoće i sadržaja vlage zbijenih uzoraka dobivenih kao rezultat ispitivanja, gustoća skeleta tla ( d) određena je s pogreškom do 0,01 g/cm 3 prema formuli 4.3.
(4.3)
Izgradite graf ovisnosti gustoće skeleta o vlažnosti tla, nanoseći na os x sadržaj vlage zbijenih uzoraka u mjerilu 1 cm-2%, a na os ordinata gustoću skeleta tla u mjerilu od 1 cm-0,05 g/cm 3 .
Nađite maksimum dobivene ovisnosti i odgovarajuće vrijednosti maksimalne gustoće skeleta tla ( d) na osi ordinata i optimalni sadržaj vlage ( W opt) na x-osi. Točnost očitanih vrijednosti treba biti za ( d max - 0,01 g/cm 3, a za W veleprodaja 0,1%.
Ako se pri izradi grafikona krivulja ovisnosti dobije bez vidljivo izraženog vrha, što može biti slučaj za pjeskovita i šljunčana tla, za d zamahnuti treba uzeti postignutu maksimalnu gustoću skeleta tla i W opt - najniža vrijednost vlažnosti pri kojoj se postiže maksimalna gustoća skeleta tla.
Tablica4 Rezultati okoodređivanje maksimalne gustoće tla
|
određivanje gustoće, g/cm 3 |
Određivanje vlažnosti |
Gustoća skeleta zbijeni uzorak tla d = ___ |
|||||||||
|
gustoća zbijenog uzorka tla = m 5 – m 4 |
Vlažnost W, % |
||||||||||
|
spremnik bez mlaznice m 4 |
spremnik bez mlaznice sa zbijenim uzorkom tla m 5 |
zbijeni uzorak tla (m 5 – m 4) |
prazna boca |
boca s uzorkom vlažnog tla m 7 |
boca sa suhom zemljom m 8 |
W=m 7 –m 8 / m 8 –m 6 | |||||
Slika 4.2 Primjer crtanja ovisnosti gustoće skeleta tla o sadržaju vlage sa standardnom zbijenošću.
