Определение плотности грунта на месте методом замещения воды

Опубликовано: Геотехническая инженерия

Метод испытания с заменой воды используется для определения полевой плотности грунта и горных пород (включает материалы, которые обычно содержат частицы размером более 75 мм) в испытательном котловане на основе стандарта ASTM D5030.

Он специально используется для оценки плотности грунта в ненасыщенном состоянии. Точность результатов испытания может быть снижена для грунтов, которые легко нарушаются. Он используется в различных строительных проектах, таких как земляные насыпи, дорожные отсыпки и обратная засыпка сооружений.

Метод испытания на водозамещение подходит для испытательных ям объемом примерно от 0,08 до 2,83 м^3. Однако при желании его можно использовать для котлованов большего размера.

  • Источники
    Ошибки
  • Подготовка к испытанию
  • Процедура
  • Расчеты и результаты

    • Аппарат

    1. Весы

    Два баланса
    с разными показаниями и разной вместимостью. Баланс на 0,1 г
    читаемость, а другой должен иметь вместимость и читаемость
    соответствующие массе для конкретных размеров испытательной ямы в пределах от
    от 0,08 до 2,83 м^3 объема.

    2. Сушильная печь

    3. Сита

    Сито № 4 (4,75 мм) и 3-дюймовое (75 мм).

    4. Металлический шаблон

    Металлический шаблон круглой формы с внутренним диаметром 0,9 м или более, служащий шаблоном для раскопок.

    Металлический шаблон (кольцо) диаметром 1,8 м Металлический шаблон (кольцо) диаметром 1,8 м

    5. Лайнеры

    Вкладыши толщиной от 4 до 6 мил

    Пластиковый вкладышПластиковый вкладыш

    6. Водоизмерительное устройство

    Например, емкость для хранения, подающие шланги или трубопроводы, а также счетчик воды.

    7. Контрольный индикатор уровня воды

    8. Оборудование для копания почвы

    Лопаты, кирки, долота, бруски, ножи и ложки для рытья ямы для испытаний;

    9. Контейнеры

    Для сохранения образца для испытаний без изменения влажности.

    Источники
    Ошибки

  • Наличие избыточной влаги в материале влияет на расчетную плотность. Это влияние имеет первостепенное значение для материалов с высокой проницаемостью, таких как пески и гравий, где дно испытательной скважины находится близко или ниже уровня грунтовых вод.
  • На оценку объема образца могут повлиять плавучие силы свободной воды под или за облицовкой.
  • Дождевые осадки и прямой солнечный свет влияют на конечный результат испытания. Поэтому зона испытания и оборудование должны быть защищены от дождя, снега и прямых солнечных лучей.

    • Подготовка к испытанию

  • Определите массу пустого контейнера, содержащего вынутый материал (M1).
  • Оцените количество воды, которую необходимо использовать. Объем воды, необходимый для испытания, можно рассчитать, умножив на два объем шаблона (кольца) плюс объем испытательной ямы.

    • Процедура

    Следующая процедура используется для почв, в которых не более 30% частиц удерживается на сите 19 мм, в противном случае для оценки объема материалов должны использоваться другие подходы.

  • Определите участок для испытания, достаточно большой для металлического шаблона. Она должна быть свободна от крупных частиц, подрывающих кольцо.
  • Подготовьте участок, удалив рыхлые материалы, выровняйте поверхность почвы.
  • Как показано на рис. 1, установите металлический шаблон и используйте гвозди или грузы для предотвращения движения. Наклон шаблона не должен превышать 5 %.
  • Поместите подкладку поверх металлического шаблона. Она должна выходить за пределы шаблона примерно на 1 м, как показано на рис. 1.
  • Установите индикатор водомерного устройства на ноль. Спускайте воду из резервуара для воды в шаблон, пока уровень воды не достигнет практического уровня, рис. 4.
  • Установите контрольный индикатор уровня воды, рис. 5. Запишите конечное показание водомерного устройства (V1).
  • Сделайте соответствующие отметки, чтобы индикатор уровня воды можно было установить в идентичном положении и на той же высоте после рытья испытательной ямы. Разберите контрольный индикатор уровня воды.
  • Удалите воду из шаблона и снимите вкладыш.
  • Как показано на рис. 6, выкопайте испытательный котлован с помощью ручных инструментов, таких как лопата и долото. Не допускайте передвижения тяжелой техники по участку во избежание деформации почвы.
  • Поместите весь вынутый грунт в контейнер, взвесьте общую массу (M2) и накройте его, чтобы предотвратить потерю влаги.
  • Размеры ямы должны соответствовать металлическому шаблону. При необходимости можно использовать уклоны внутрь.
  • Очистите дно испытательной ямы, ее боковые стороны должны быть как можно более гладкими и без карманов.
  • Поместите лайнер в испытательную яму, выдвиньте его на 1 м за пределы шаблона после того, как он будет размещен и сформирован в яме.
  • Установите индикатор водомерного устройства на ноль.
  • Заливайте воду из емкостей в испытательную яму до тех пор, пока вода не достигнет контрольного индикатора уровня воды.
  • После завершения заполнения запишите окончательное показание индикатора водомерного устройства (V2).
  • Удалите воду из испытательной ямы и снимите вкладыш.
  • Осмотрите вкладыш на наличие отверстий, через которые вода могла вытечь во время испытания.
  • Потеря воды потребует повторного определения объема.

    • Пластиковый вкладыш, уложенный при подготовке к определению первоначального объема Пластиковый вкладыш, установленный для подготовки к первоначальному определению объема
    Индикатор эталонного уровня воды установлен, и начинается заливка воды Индикатор эталонного уровня воды установлен, и начинается заливка воды
    Измерение опорного уровня воды с помощью столярного квадрата Измерение контрольного уровня воды с помощью столярного квадрата
    Раскопки-испытательный котлован Выкапывание испытательной ямы

    Расчеты и результаты

    Шаг 1: Объем испытательной ямы равен разнице между объемом воды на этапе 6 и на этапе 16:

    Объем испытательной ямы (V)= V2-V1 Уравнение 1

    Шаг 2Рассчитайте массу вынутого грунта, которая равна общей массе вынутого грунта и контейнеров (M2) минус общая масса контейнеров, использованных для хранения вынутого грунта (M1).

    Масса вынутого материала (M)= M2-M1 Уравнение 2

    Шаг 3: Рассчитайте плотность влажного грунта.

    Плотность во влажном состоянии = M/ V Уравнение 3

    Где:

    M: масса вынутого материала на этапе 2.

    V: объем испытательной ямы на этапе 1.

    Шаг 4: Получите образец влажности, представляющий выкопанный материал.

    Шаг 5: Рассчитайте и запишите плотность сухого материала.

    pd= pw/(1+(w/100)) уравнение 4

    pd: сухая плотность вынутого материала

    pw: влажная плотность вынутого материала на этапе 3

    w: содержание влаги в вынутом материале на этапе 4.

    Читайте далее:
    Понравилась статья? Поделиться с друзьями: