Уплотнение грунта - методы испытания уплотнения грунта и их применение - Строительство и ремонт

Факторы, влияющие на уплотнение грунта

Содержание воды
Величина уплотнения
Тип грунта
Метод уплотнения

Влияние уплотнения на свойства почвы

Методы уплотнения почвы, используемые в полевых условиях

Что такое уплотнение почвы?

Уплотнение почвы – это прижатие частиц почвы друг к другу механическим способом. При уплотнении почвы воздух вытесняется из пустот в почвенной массе, что приводит к увеличению ее плотности.
Уплотнение грунта производится для улучшения инженерных свойств грунта. Уплотнение грунта необходимо для строительства земляных дамб, насыпей каналов, автомобильных дорог, взлетно-посадочных полос и многих других сооружений.

Методы испытания уплотнения грунта

Стандартный тест Проктора для уплотнения грунта

Для оценки степени уплотнения почвы и содержания воды, необходимого в полевых условиях, на той же почве в лаборатории проводятся испытания на уплотнение. В результате испытаний устанавливается зависимость между содержанием воды и сухой плотностью.
Содержание воды, при котором достигается максимальная сухая плотность, определяется по зависимости, полученной в результате испытаний. Проктор использовал стандартную форму с внутренним диаметром 4 дюйма и эффективной высотой 4,6 дюйма, вместимостью 1/30 кубического фута.
Форма имела съемную опорную плиту и съемный воротник высотой 2 дюйма в верхней части. Почва уплотнялась в форме в 3 слоя, каждый слой получал 25 ударов трамбовкой весом 5,5 фунтов на высоту 12 дюймов.
Стандарт IS: 2720 часть VII рекомендует в основном ту же спецификацию, что и при стандартном испытании на проктор, с некоторыми незначительными изменениями. Рекомендуемая форма имеет диаметр 100 мм, высоту 127,3 мм и вместимость 1000 мл.
Рекомендуется трамбовка массой 2,6 кг со свободным падением 310 мм и диаметром торца 50 мм. Почва уплотняется в три слоя. Форма крепится к съемной опорной плите. Воротник имеет высоту 60 мм.

Процедура испытания Проктора для уплотнения почвы

Для испытания берется около 3 кг высушенной воздухом почвы. Его смешивают с 8% содержанием воды и заполняют форму в три слоя, делая 25 ударов по каждому слою. Измеряется объем формы и масса уплотненной почвы. По результатам наблюдений рассчитывается насыпная плотность. Репрезентативный образец помещается в печь для определения содержания воды. Сухая плотность определяется из насыпной плотности и содержания воды. Та же процедура повторяется при увеличении содержания воды.
Представление результатов испытания прокторов
Кривая уплотнения

Кривая уплотнения строится между содержанием воды по оси абсцисс и соответствующей сухой плотностью по оси ординат. Наблюдается, что сухая плотность первоначально увеличивается с увеличением содержания воды до достижения максимальной плотности.

При дальнейшем увеличении содержания воды сухая плотность уменьшается. Содержание воды, соответствующее максимальной сухой плотности, известно как оптимальное содержание воды (O.W.C) или оптимальное содержание влаги (O.M.C).

При содержании воды, превышающем оптимальное, дополнительная вода снижает сухую плотность, поскольку она занимает пространство, которое могли бы занять твердые частицы.

Для данного содержания воды достигается теоретический максимум плотности, соответствующий состоянию, когда отсутствуют воздушные пустоты (степень насыщения равна 100%). Теоретическая максимальная плотность также известна как насыщенная сухая плотность. Линия, указывающая на теоретический максимум плотности, может быть построена вместе с кривой уплотнения. Она известна как линия нулевого содержания воздушных пустот.

Модифицированный прокторный тест для уплотнения грунта

Модифицированное испытание Проктора было разработано для более сильного уплотнения, чем при стандартном испытании Проктора. Это испытание используется для имитации полевых условий, в которых используются тяжелые катки. Испытание было стандартизировано Американской ассоциацией государственных дорожных чиновников и поэтому также известно как модифицированное испытание AASHO.

При этом используется та же форма, что и при испытании Std Proctor. Однако используемый трамбовщик намного тяжелее и имеет большую высоту падения, чем при испытании Std Proctor. Его масса составляет 4,89 кг, а свободное падение – 450 мм. Грунт уплотняется в пять равных слоев, каждый слой получает 25 ударов. Уплотняющее усилие в модифицированном испытании Проктора в 4,56 раза больше, чем в стандартном испытании Проктора. Остальная часть процедуры такая же

Факторы, влияющие на уплотнение почвы

Содержание воды

При низком содержании воды почва жесткая и оказывает большее сопротивление уплотнению. При увеличении содержания воды частицы почвы смазываются. Почвенная масса становится более обрабатываемой, а частицы плотнее укладываются. Сухая плотность почвы увеличивается с увеличением содержания воды до достижения O.M.C.

Величина уплотнения

Увеличение усилия уплотнения в определенной степени увеличивает сухую плотность при более низком содержании воды.

Тип почвы

Достигнутая сухая плотность зависит от типа почвы. О.М.С и сухая плотность для разных почв различны.

Метод уплотнения

Достигнутая сухая плотность зависит от метода уплотнения.

Влияние уплотнения на свойства почвы

1. Влияние уплотнения на структуру почвы

Почвы, уплотненные при содержании воды меньше оптимального, обычно имеют флокулированную структуру. Почвы, уплотненные при содержании воды больше оптимального, обычно имеют дисперсную структуру.

2. Влияние уплотнения почвы на проницаемость

Проницаемость почвы зависит от размера пустот. Проницаемость почвы уменьшается с увеличением содержания воды на сухой стороне оптимального содержания воды.

3. Набухание
4. Давление поровой воды
5. Усадка
6. Сжимаемость
7. Соотношение между напряжением и деформацией
8. Прочность на сдвиг

Методы уплотнения грунта, используемые в полевых условиях

Для уплотнения почвы в полевых условиях используется несколько методов. Выбор метода зависит от типа почвы, требуемой максимальной сухой плотности и экономических соображений. Обычно используются следующие методы

1. Тампоны
2. Катки
3. Вибрационные катки
Уплотнение зависит от следующих факторов:

Контактное давление

Количество проходов
Толщина слоя
Скорость катка

Типы катков
Вальцы с гладкими колесами
Вальцы с пневматическими шинами
Опорные катки
Контроль уплотнения почвы

Контроль уплотнения почвы осуществляется путем измерения сухой плотности и содержания воды в уплотненной почве на поле

Сухая плотность

Сухая плотность измеряется методом кернореза и методом замещения песка

Содержание воды

Для измерения содержания воды используется метод сушки в печи, метод песчаной ванны, метод карбида кальция и др. Для этого также используется игла проктора.

Читайте далее:

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-11\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-11\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337936] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-10\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-10\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337935] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-9\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-9\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337934] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-8\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-8\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337933] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-7\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-7\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337932] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-6\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-6\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337931] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-5\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-5\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337930] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-4\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-4\"})})<\/scr"+"ipt>"; cachedBlocksArray[337940] = "

<\/div>window.yaContextCb.push(()=>{Ya.Context.AdvManager.render({\"blockId\": \"R-A-2348978-3\",\"renderTo\": \"yandex_rtb_R-A-2348978-3\",\"type\": \"feed\"})})<\/scr"+"ipt>"; -->