GOST 22733-2002
EYALETLER ARASI STANDART
TOPRAKLAR
Laboratuvar belirleme yöntemi
maksimum yoğunluk
DEVLETLER ARASI BİLİMSEL VE TEKNİK KOMİSYON
STANDARDİZASYON, TEKNİK YÖNETMELİK
İNŞAAT BELGELERİ VE BELGELERİ (MNTKS)
Moskova
Önsöz
1 Devlet Karayolu Araştırma Enstitüsü (FGUP SoyuzdorNII) TARAFINDAN GELİŞTİRİLMİŞTİR.
Rusya'dan Gosstroy tarafından TANITILMIŞTIR
2 24 Nisan 2002'de Eyaletlerarası Bilimsel ve Teknik Standardizasyon, Teknik Düzenleme ve İnşaat Belgelendirme Komisyonu (ISTCS) tarafından KABUL EDİLMİŞTİR
|
Devlet adı |
İnşaat için kamu idaresi organının adı |
|
Azerbaycan Cumhuriyeti |
Azerbaycan Cumhuriyeti Gosstroy |
|
Ermenistan Cumhuriyeti |
Ermenistan Cumhuriyeti Şehircilik Bakanlığı |
|
Kırgızistan Cumhuriyeti |
Kırgız Cumhuriyeti Hükümeti altında Devlet Mimarlık ve İnşaat Müfettişliği |
|
Moldova Cumhuriyeti |
Moldova Cumhuriyeti Ekoloji, İnşaat ve Bölgesel Kalkınma Bakanlığı |
|
Rusya Federasyonu |
Rusya'nın Gosstroy'u |
3 GOST YERİNE 22732-77
4 27 Aralık 2002 tarih ve 170 sayılı Rusya Gosstroy Kararnamesi ile 1 Temmuz 2003 tarihinden itibaren Rusya Federasyonu devlet standardı olarak GİRİŞ YAPILMIŞTIR
GOST 22733-2002
EYALETLER ARASI STANDART
TOPRAKLAR
Maksimum yoğunluğun laboratuvar belirleme yöntemi
TOPRAKLAR.
Maksimum yoğunluğun belirlenmesi için laboratuvar yöntemi
Giriş tarihi 2003-07-01
1 kullanım alanı
Bu standart, doğal ve insan yapımı dağınık zeminler için geçerlidir ve inşaat için incelenirken kuru zeminin maksimum yoğunluğunu ve buna karşılık gelen nem içeriğini belirlemek için bir laboratuvar yöntemi oluşturur.
Standart, organo-mineral ve organik topraklar ile 20 mm'den büyük partiküller içeren topraklar için geçerli değildir.
2 normatif referanslar
Bu standart, aşağıdaki standartlara referanslar kullanır:
GOST 166-89 Kumpaslar. Özellikler
GOST 427-75 Metal cetvelleri ölçmek. Özellikler
GOST 1770-74 Laboratuar cam eşyalarını ölçmek. Silindirler, beherler, mataralar, test tüpleri. Genel Özellikler
GOST 5180-84 Topraklar. Fiziksel özelliklerin laboratuvar belirleme yöntemleri
GOST 8269.0-97 İnşaat işleri için yoğun kayalardan ve endüstriyel atıklardan kırma taş ve çakıl. Fiziksel ve mekanik test yöntemleri
GOST 9147-80 Laboratuar porselen cam eşyası ve donanımı. Özellikler
GOST 12071-2000 Topraklar. Numune alma, paketleme, numunelerin taşınması ve saklanması
GOST 23932-90 Laboratuvar cam malzemeleri ve ekipmanları. Genel Özellikler
GOST 24104-2001 Laboratuvar terazisi. Genel teknik gereksinimler
GOST 25100-95 Topraklar. sınıflandırma
GOST 29329-92 Statik tartım için teraziler. Genel teknik gereksinimler
GOST 30416-96 Topraklar. Laboratuvar testleri. Genel Hükümler.
3 Tanım
Bu standartta, aşağıdaki terimler ilgili tanımlarıyla birlikte kullanılmaktadır.
Maksimum Yoğunluk (Standart Yoğunluk) - standart sıkıştırma yöntemini kullanarak toprağı test ederken elde edilen en yüksek kuru toprak yoğunluğu.
Optimum Nem - kuru toprağın maksimum yoğunluğuna karşılık gelen toprak nemi değeri.
standart conta - sabit sıkıştırma ile toprak örneğinin katman katman (üç katman) sıkıştırılması.
Standart Sıkıştırma Tablosu - standart sıkıştırma yöntemiyle test edildiğinde kuru toprağın yoğunluğundaki değişimin neme bağımlılığının grafiksel gösterimi.
Bu standartta kullanılan diğer terimler GOST 5180, GOST 12071, GOST 25100, GOST 30416'da verilmiştir.
4 Genel hükümler
4.1 Standart sıkıştırma yöntemi, toprak numunelerini sabit bir sıkıştırma çalışması ve toprak neminde art arda bir artış ile sıkıştırırken, kuru toprağın yoğunluğunun nem içeriğine bağımlılığının belirlenmesinden oluşur.
Testin sonuçları, standart bir sıkıştırma grafiği şeklinde sunulur.
4.2 Toprakların, ekipmanın, aletlerin ve laboratuvar tesislerinin laboratuvar testleri için genel gereklilikler GOST 30416'da verilmiştir.
4.3 Standart sıkıştırma yöntemiyle toprak testi için, maden işlerinden (çukurlar, çukurlar, sondaj delikleri, vb.), çıkıntılardan veya toprak yapılarında kullanılması amaçlanan depolanmış masiflerden alınan bozulmuş toprak numuneleri kullanılır. GOST 12071.
4.4 Nem içeriğinde artış olan zeminin ardışık testlerinin sayısı en az beş olmalı ve ayrıca standart sıkıştırma planına göre kuru toprak yoğunluğunun maksimum değerini belirlemek için yeterli olmalıdır.
4.5 Bağıl birimlerde ifade edilen, tekrarlanabilirlik koşulları altında elde edilen paralel belirlemelerin sonuçları arasındaki izin verilen tutarsızlık, maksimum kuru toprak yoğunluğu için %1,5'u ve optimum nem içeriği için %10'u geçmemelidir.
Tutarsızlıklar izin verilen değerleri aşarsa, ek bir test yapılmalıdır.
5 Ekipman ve aletler
5.1 Standart sıkıştırma yöntemiyle zemin testi için yapı şunları içermelidir:
sabit bir yükseklikten düşen bir yük ile mekanize veya manuel toprak sıkıştırma için bir cihaz;
toprak numune kalıbı.
Kurulumun şematik bir diyagramı ekte verilmiştir.
Not - Her bir toprak türü için karşılaştırmalı testlere tabi olarak, diğer tasarımlardaki tesislerin kullanılmasına izin verilir.
5.2 Toprak sıkıştırma cihazının tasarımı, (2500 ± 25) g ağırlığındaki bir yükün kılavuz çubuk boyunca (300 ± 3) mm sabit bir yükseklikten (99,8-0,2) mm çapında bir örs üzerine düşmesini sağlamalıdır. . Yükün kütlesinin örs ile kılavuz çubuğun kütlesine oranı 1,5'ten fazla olmamalıdır.
5.3 Mekanize sıkıştırma yönteminde, cihaz, yükü sabit bir yüksekliğe kaldırmak için bir mekanizma ve strok sayısı için bir sayaç içermelidir.
5.4 Toprak numunesi için kalıp, silindirik bir parça, bir tepsi, bir sıkıştırma halkası ve bir memeden oluşmalıdır.
5.5 Kalıbın silindirik kısmının yüksekliği (127,4 ± 0,2) mm ve iç çapı (100,0 + 0,3) mm olmalıdır. Kalıbın silindirik kısmındaki metalin çekme dayanımı en az 400 MPa olmalıdır. Kalıbın silindirik kısmı tek parça olabileceği gibi iki ayrılabilir parçadan da oluşabilir.
5.6 Kurulum, en az 50 kg ağırlığındaki sert bir yatay levha (beton veya metal) üzerine yerleştirilmelidir. Yüzeyin yataydan sapması 2 mm/m'yi geçmemelidir.
5.7 Standart sıkıştırma yöntemini kullanarak toprağı test ederken, aşağıdaki ölçüm cihazları, yardımcı ekipman ve aletler kullanılır:
GOST 29329'a göre 2-5 kg orta doğruluk sınıfı için statik tartım terazileri;
GOST 24104'e göre 4. doğruluk sınıfının 0,2-1,0 kg'ı için laboratuvar terazileri;
GOST 427'ye göre en az 300 mm uzunluğunda bir cetvel;
GOST 1770'e göre bölme değeri 1 ml'den fazla olmayan 100 ml ve 50 ml kapasiteli ölçüm silindirleri;
5 l kapasiteli test için metal kaplar;
VS-1'i tartmak için kapaklı kaplar;
GOST 9147'ye göre öğütme cihazı veya havaneli porselen harcı;
kurutma kabini;
delik çapı 20, 10 ve 5 mm olan bir dizi elek;
GOST 23932'ye göre kurutucu E-250;
metal spatula;
en az 150 mm uzunluğunda düz ağızlı laboratuvar bıçağı.
5.8 Laboratuvar terazileri, test sırasında ±1 g hata ile toprak ve formun tartılmasını sağlamalıdır.
5.9 Ölçüm cihazları doğrulanmalı veya kalibre edilmeli ve test ekipmanı belirtilen şekilde sertifikalandırılmalıdır.
6 Test hazırlığı
6.1 Toprak numunesi hazırlama
6.1.1 Bir toprak numunesinin hazırlanması için gereken doğal nem içeriğindeki bozulmuş bir toprak numunesinin kütlesi, toprakta 10 mm'den daha büyük partiküller varsa en az 10 kg ve daha büyük partiküller yoksa en az 6 kg olmalıdır. 10 mm'den fazla.
6.1.2 Test için sunulan örselenmiş toprak numunesi, oda sıcaklığında veya bir fırında havayla kuruyana kadar kurutulur. Yapışkan olmayan mineral topraklardan oluşan bir fırında kurutmaya, 100 ° C'den fazla olmayan, tutarlı - 60 ° C'den fazla olmayan bir sıcaklıkta izin verilir. Kurutma işlemi sırasında toprak periyodik olarak karıştırılır.
6.1.3 Toprak agregalarını (büyük parçacıkları ezmeden) bir öğütücü veya porselen havanda öğütün.
6.1.4 Toprak tartılır (MR) ve 20 mm ve 10 mm çapında delikli bir elekten elendi. Bu durumda, tüm toprak kütlesi 20 mm çapında delikli bir elekten geçmelidir.
6.1.5 Elenmiş büyük partikülleri tartın ( m k).
10 mm'den büyük toprak partiküllerinin kütlesi %5 veya daha fazla ise 10 mm'lik elekten geçen toprak numunesi ile ilave bir deney yapılır. 10 mm'den büyük toprak parçacıklarının kütlesi %5'ten az ise, toprak 5 mm çapında delikli bir elekten tekrar elenir ve 5 mm'den büyük parçacıkların içeriği belirlenir. Bu durumda, 5 mm'lik bir elekten geçirilen bir toprak numunesi ile başka bir test gerçekleştirilir.
6.1.6 Nem içeriğini belirlemek için elenmiş büyük parçacıklardan numuneler alınır.haftave ortalama parçacık yoğunluğuRkGOST 8269.0'a göre.
6.1.7 Hava-kuru durumdaki nem içeriğini belirlemek için elekten geçen topraktan numuneler alınır.wgGOST 5180'e göre.
6.1.8 Topraktaki büyük parçacıkların içeriğini hesaplayın İLE, %, formüle göre %0,1 doğrulukla
, (1)
Nerede m k - elenmiş büyük parçacıkların kütlesi, g;
wg- elenmiş toprağın hava-kuru durumdaki nemi, %;
TP - hava-kuru durumdaki toprak numunesinin kütlesi, g;
hafta - elenmiş büyük parçacıkların nemi, %.
6.1.9 Elenmiş topraktan test için dörde bölünerek bir toprak örneği alınır. (T ¢ P) 2500 gr ağırlığında.
Seçilen bir numune kullanılarak tüm test döngüsünün yürütülmesine izin verilir.
Sıkıştırma sırasında kolaylıkla yok olan partiküller içeren zeminler test edilirken birkaç ayrı numune alınır. Bu durumda, her numune yalnızca bir kez test edilir.
6.1.10 Alınan numuneyi metal test kabına koyun.
6.1.11 Su miktarını hesaplayın Q, g, seçilen numunenin formüle göre birinci testin nem içeriğine ek olarak nemlendirilmesi için
, (2)
Nerede T¢ P - seçilen numunenin kütlesi, g;
w 1 - tabloya göre atanan ilk test için toprak nemi, %;
wg - hava-kuru durumda elenmiş toprağın nemi, %.
(Yanlış basım.)
tablo 1
6.1.12 Hesaplanan su miktarı seçilen toprak örneğine birkaç adımda eklenir ve toprak metal bir spatula ile karıştırılır.
6.1.13 Toprak numunesini kaptan bir desikatöre veya sıkıca kapatılmış bir kaba aktarın ve kohezyonlu olmayan topraklar için en az 2 saat ve kohezyonlu topraklar için en az 12 saat oda sıcaklığında tutun.
6.2 Test kurulumunu hazırlama
6.2.1 Kalıbın silindirik kısmını tartın ( ts).
6.2.2 Kalıbın silindirik kısmını vidalarla sıkıştırmadan palet üzerine yerleştirin.
6.2.3 Sıkıştırma halkasını kalıbın silindirik kısmının üst kenarına takın.
6.2.4 Kalıbın silindirik kısmını dönüşümlü olarak palet ve halkanın vidaları ile sıkıştırın.
6.2.5 Kalıbın iç yüzeyini kerosen, mineral yağ veya teknik vazelin ile nemlendirilmiş bir bezle silin.
6.2.6 Birleştirilmiş kalıbı taban plakasına yerleştirin.
6.2.7 Kılavuz çubuğun ve kalıbın silindirik kısmının hizasını ve yükün kılavuz çubuk boyunca serbest hareketini kontrol edin.
7 Test
7.1 Test, test örneğinin toprak nemini art arda artırarak gerçekleştirilir. İlk test sırasında, toprak nemi aşağıda belirtilen değere karşılık gelmelidir. . Sonraki her testte, toprak nemi kohezyonlu olmayan zeminler için %1 - 2 ve kohezyonlu zeminler için % 2 - 3 artırılmalıdır.
Test örneğini nemlendirmek için su miktarı, formül () ile belirlenir.wg Ve w 1 sırasıyla önceki ve sonraki testler sırasındaki nem.
7.2 Toprak numunesi aşağıdaki sırayla test edilir:
Numuneyi kurutucudan metal bir bardağa aktarın ve iyice karıştırın;
Birleştirilmiş forma numuneden 5-6 cm kalınlığında bir toprak tabakası yüklenir ve yüzeyi elle hafifçe sıkıştırılır. Sıkıştırma, kılavuz çubuk üzerine sabitlenmiş 30 cm yükseklikten örs üzerindeki yükün 40 darbesi ile gerçekleştirilir. Benzer bir işlem, sırayla kalıba yüklenen üç toprak tabakasının her biri ile gerçekleştirilir. İkinci ve üçüncü katmanlar yüklenmeden önce, bir önceki sıkıştırılmış katmanın yüzeyi bıçakla 1-2 mm derinliğe kadar gevşetilir. Üçüncü tabakayı döşemeden önce kalıba bir meme takılır;
Üçüncü katın sıkıştırılmasından sonra, memeyi çıkarın ve kalıbın ucuyla aynı hizada toprağın çıkıntılı kısmını kesin. Kesilen toprağın çıkıntılı tabakasının kalınlığı 10 mm'den fazla olmamalıdır.
Not - Zeminin çıkıntılı kısmı 10 mm'yi aşarsa, her 2 mm fazlalık için bir vuruş oranında ek vuruş sayısı yapılmalıdır.
7.3 Numunenin yüzeyi temizlendikten sonra büyük parçacıkların çökelmesi nedeniyle oluşan çöküntüler, alınan numunenin geri kalanından elle toprakla doldurulur ve bir bıçakla tesviye edilir.
7.4 Kalıbın silindirik kısmını sıkıştırılmış toprakla tartın ( T Ben) ve toprak yoğunluğunu hesaplayınR Ben, g / cm3, formüle göre
, (3)
Nerede ben - sıkıştırılmış toprak ile kalıbın silindirik kısmının kütlesi, g;
s -kalıbın topraksız silindirik kısmının kütlesi, g;
v - kalıp kapasitesi, cm3.
7.5 Sıkıştırılmış toprak numunesini kalıbın silindirik kısmından çıkarın. Aynı zamanda toprak nemini belirlemek için numunenin üst, orta ve alt kısımlarından numuneler alınır ( ben) GOST 5180 yok .
Kalıptan çıkarılan toprak, numunenin kapta kalan kısmına yapıştırılır, ezilir ve karıştırılır. Agrega boyutu, test edilen toprağın en büyük parçacık boyutunu geçmemelidir.
Numunenin nemini göre arttırın. Su ilave edildikten sonra toprak iyice karıştırılır, üzeri nemli bir bezle örtülür ve kohezyonsuz zeminlerde en az 15 dakika, kohezyonlu zeminlerde en az 30 dakika bekletilir.
7.6 İkinci ve sonraki toprak testleri -'ye göre yapılmalıdır.
7.7 Sonraki iki test sırasında numune nemi arttığında, sıkıştırılmış toprak numunesinin kütlesinde ve yoğunluğunda tutarlı bir azalma olduğunda ve ayrıca darbeler sırasında su sıkıldığında veya sıvılaşan toprak kalıp bağlantılarından serbest bırakılır.
Not - Numunenin sıkıştırılması sırasındaki darbe sayısından bağımsız olarak, kalıp derzlerinde su göründükten sonra, partikül boyutu dağılımında ve drene olan topraklarda üniform sıkıştırma durdurulur.
7.8 Test sırasında formu ekte verilen bir günlük tutulur.
8 İşleme sonuçları
8.1 Ardışık testler sonucunda elde edilen toprağın yoğunluğu ve nem içeriği esas alınarak, kuru toprağın yoğunluk değerleri hesaplanır. R di, g / cm3, formüle göre 0,01 g / cm3 doğrulukla
, (4)
Nerede R Ben- toprak yoğunluğu, g / cm3;
ben- bir sonraki testte toprak nemi, %.
8.2. Kuru toprağın yoğunluğundaki değişimin neme bağımlılığının bir grafiğini oluşturun (uygulama ). Kohezyonlu zeminler için grafiğin en yüksek noktasına göre maksimum yoğunluk değeri bulunur (R D maks.) ve buna karşılık gelen optimum nem değeri (tercihimiz).
8.3 Yapışkan olmayan zeminler için, standart sıkıştırma eğrisinin belirgin bir maksimum değeri olmayabilir. Bu durumda optimum nem değeri, nemden %1,0 - %1,5 daha az alınır. benhangi su sıkılır. Maksimum yoğunluğun değeri ilgili ordinat boyunca alınır. Aynı zamanda çakıllı, iri ve orta büyüklükteki kumlar için %1,0; %1,5 - ince ve siltli kumlar için.
numuneden çıkarılmış, daha sonra bunların bileşiminin etkisi hesaba katılarak, kuru toprağın maksimum yoğunluk değerine göre ayarlanarak düzeltilmiştir. R ¢ D maks. formüle göre
, (5)
Nerede p k - büyük parçacıkların yoğunluğu, g/cm3;
İLE- topraktaki büyük parçacıkların içeriği, %.
Optimum toprak nemi değeriw¢ seç, %, formülle belirlenir
w¢ seç = 0,01tercihimiz(100 - K). (6)
8.5. Kohezyonlu zeminleri test etmenin doğruluğunu kontrol etmek için, değişimi gösteren bir “sıfır hava içeriği çizgisi” oluşturulur.gözenekleri tamamen su ile doygun hale geldiğinde nemden kuru toprağın yoğunluğu.
sayı çiftleri R di Ve bentoprak parçacıklarının yoğunluğunda bir "sıfır hava içeriği çizgisi" oluşturmak içinR Snem değerleri formüle göre belirlenir,
, (7)
Nerede R S - GOST 5180'e göre belirlenen toprak parçacıklarının yoğunluğu, g / cm3;
R w- suyun yoğunluğu, 1 g/cm3'e eşit.
Sayı çiftlerini kabul etmesine izin verilirR di Ve ben uygulama ile.
Standart sıkıştırma eğrisinin azalan kısmı "sıfır hava hattını" geçmemelidir.
8.6 Maksimum yoğunluk ve optimum toprak nemi değerlerini Proctor yöntemleriyle elde edilen değerlerle karşılaştırmak veya getirmek gerekirse, ekte verilen dönüştürme faktörlerinin kullanılmasına izin verilir.
Standart sıkıştırma yöntemiyle zemin testi için tesisatın şematik diyagramı
1 - palet; 2 - ayrılabilir form; 3 - sıkıştırma halkası; 4 - meme; 5 - örs; 6 - 2,5 kg ağırlığında kargo; 7 - kılavuz çubuk; 8 - kısıtlayıcı halka; 9 - sıkıştırma vidaları; 10 - Toprak numunesi
ÇizimA.1
EK B
(tavsiye edilen)
Standart Sıkıştırmaya Göre Toprak Test Günlüğü
|
BİR OBJE ________________________________________________________________ Toprak örnekleme yeri ____________________________________________________________ Toprak seçiminin derinliği (m) _____________ toprak tabakasının kalınlığı (m) _____________ Toprak tipi _________________________________________________________ Seçim tarihi ________________________________________________________________ 20 mm elekten geçen toprak örneğinin kütlesi (ezildikten sonra)m p, G __________________________________________________________ Parçacık eleğindeki kalıntıya ilişkin veriler (numuneyi eledikten sonra): a) büyük parçacıkların kütlesim k, G ____ b) büyük parçacıkların nemihafta, % ____ c) büyük parçacıkların ortalama yoğunluğuR k, g/cm3 ________________________________ Elek içinden geçirilen toprağın nemiwg, % _______________________________ Test için alınan toprak örneklerinin kütlesim p, kilogram ___________________________ Kuru toprağın maksimum yoğunluğuR D maks., g/cm3 ____________________________ Optimum toprak nemitercihimiz, % _______________________________________ 5 veya 10 mm'den büyük parçacıklar hesaba katıldığında kuru toprağın maksimum yoğunluğuR ¢ D maks., g/cm3 ____________________________________________________________________________ 5 veya daha büyük partiküller hesaba katılarak optimum toprak nemi 10 mm w¢ seç, % ______ Test tarihi ____________________________ (başlangıç) ____________________ (bitiş) |
Tablo B.1
|
test numarası |
yoğunluk tayini |
nem tayini |
Kuru toprağın yoğunluğu, g / cm3 (göre) |
||||||||
|
Ağırlık, g |
Toprak yoğunluğu, g / cm3 (göre) |
Tartım kabı sayısı |
Ağırlık, g |
Nem w, % |
|||||||
|
formlar ts |
sıkıştırılmış topraklı kalıplarben |
sıkıştırılmış toprakben - ts |
boş bardak |
ıslak topraklı bardaklar |
kuru topraklı bardaklar |
mutlak |
ortalama |
||||
Standart sıkıştırma yöntemini kullanan bir toprak testinin sonuçlarının örnek grafik sunumu
Grafik ölçeği: yatay olarak 1 cm - %1 içinw;
dikey olarak 1 cm - 0,02 g / cm3 içinR D
Şekil B.1
EK D
(referans)
Nem Sayı Çifti Tablosu ben ve kuru toprağın yoğunluğu R di"sıfır hava hattı" oluşturmak için
Tablo D.1
|
Nem ben, % |
kuru zemin yoğunluğuR di, g/cm 3 , toprak parçacıklarının yoğunluğundaR 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 |
|
|
Not - Toprak parçacıklarının yoğunluğuR SGOST 5180'e göre belirlenir veya toprak tipine göre kabul edilir. |
|||||
tercihimiz
R dmaks
tercihimiz
R dmaks
tercihimiz
R dmaks
tercihimiz
Proctor'un standart yöntemi
1,0
1,0
0,99
1,02
0,96
1,03
0,97
1,02
Proctor'un yöntemi değiştirildi
1,02
0,87
1,05
0,84
1,06
0,85
1,06
0,88
Not- Standart sıkıştırma yöntemiyle belirlenen ana toprak çeşitleri için maksimum yoğunluk ve optimum nem değerlerinin Proctor yöntemleriyle elde edilen değerlere getirilmesi, tabloda verilen uygun katsayılarla çarpılarak gerçekleştirilir. .
anahtar kelimeler : Toprak Yoğunluğu, Kuru Toprak Yoğunluğu, Toprak Nemi, Standart Yoğunluk, Optimum Toprak Nemi, Standart Sıkıştırma Tablosu
Yoğunluk - toprakların fiziksel özelliği, kütlelerinin işgal edilen hacme oranı ile ölçülür. Kayaların veya minerallerin kütle ve hacimleri arasındaki ilişkiyi karakterize eden fiziksel özelliklere denir. yoğunluk. Yoğunluk, iç basınç, istinat duvarına uygulanan basınç, heyelan şevlerinin ve şevlerinin stabilitesi, yapıların oturmaları, temeller altındaki temel zeminlerindeki gerilmelerin dağılımı, toprak işlerinin hacminin belirlenmesinde hesaplanırken doğrudan bir hesaplama göstergesi olarak kullanılır. vesaire.
Mühendislik-jeolojik çalışmalarda aşağıdaki özellikler kullanılır: toprağın katı parçacıklarının yoğunluğu, toprağın yoğunluğu, kuru toprağın yoğunluğu, su altındaki toprağın yoğunluğu, kurumuş toprağın iskeletinin yoğunluğu, vb. En yaygın olanı göstergenin ilk grisidir.
toprak yoğunluğu p , g/cm3 , kg/m3 , veyaıslak toprak yoğunluğu, doğal neme sahip toprağın birim hacmi başına kütle ve ekleme tarafından rahatsız edilmeden:
Zeminlerin yoğunluğunu belirlemek için, doğrudan ve dolaylı yöntemler. Doğrudan yöntemler, kural olarak, küçük numunelerinin toprağın kütlesinin ve hacminin doğrudan ölçülmesine dayanan yöntemleri içerir. Mevcut düzenleyici belgelere göre laboratuvardaki yoğunluğu belirleme yöntemleri tabloda verilmiştir. 4.5. Dezavantajları, ölçülen numunelerdeki küçük toprak hacmi ("nokta" değerleri elde etme) ve bunları diziden çıkarma ihtiyacıdır. Dolaylı yöntemler, toprakların kütle ve hacminin doğrudan ölçümleri olmadan toprak yoğunluğunun belirlenmesine dayanır. Her şeyden önce, doğrudan masifteki toprakların yoğunluğunu belirlemeyi mümkün kılan penetrasyon ve nükleer (gama ışını) yöntemlerini içermelidirler. Çok üretkendirler, pratik amaçlar için yeterli doğruluğa sahiptirler ve durağan gözlemler için önemli olan tekli ve çoklu belirlemeler için kullanılabilirler.
Tablo 4.5
Toprak yoğunluğu özelliklerini belirleme yöntemleri
|
Karakteristik |
belirleme yöntemi |
Topraklar (yöntemin uygulama alanı) |
|
Yoğunluk |
kesme halkası |
Halka olmadan kolayca kesilir veya şeklini korumaz, gevşek bir şekilde donmuş ve masif bir kriyojenik dokuya sahiptir |
|
Mumlu numunelerin iradesine göre tartım |
Tozlu kil, donmamış, ufalanmaya eğilimli veya kesilmesi zor |
|
|
Nötr bir sıvıda tartım |
||
|
Hacimsel yöntemler |
Donmuş, kayalık ve iri taneli topraklar |
|
|
gama ışını yöntemleri |
tüm topraklar |
|
|
kuru zemin yoğunluğu |
Tahmini |
tüm topraklar |
|
Toprak parçacık yoğunluğu |
su ile piknometrik |
Tuzlu ve şişme hariç tüm topraklar |
|
Aynı. nötr sıvı ile |
Tuzlu ve şişme |
|
|
İki piknometre yöntemi |
Tuzlu |
|
|
Maksimum yoğunluk |
Toprağın katman katman sıkıştırılması |
Kumlar, killi topraklar, kaba (yalnızca çakıllı) topraklar |
Kesme halkası yöntemiyle yoğunluk belirleme . Kesme halkası yöntemini uygularken, içi ince bir vazelin veya gres tabakası ile yağlanan bir kesme halkası numune alıcısı seçilir. Toprak örneğinin temizlenen üst yüzeyi bıçakla fazlalık kesilerek tesviye edilir, üzerine halkanın kesici kenarı yerleştirilir ve bir vidalı pres veya halka, nozülden toprağa hafifçe bastırılarak sınırı sabitlenir. test örneği. Daha sonra halkanın dışındaki zemin, halkanın kesici kenarının 5...10 mm altına kadar kesilerek halkanın dış çapından 1...2 mm daha büyük çaplı bir kolon oluşturulur. Periyodik olarak, ancak toprak kesilirken, presin veya nozüllerin hafif bir basıncıyla, halka toprak kolonu üzerine yerleştirilerek bozulmalar önlenir. Halkayı doldurduktan sonra, halkanın kesici kenarının 8...10 mm altından toprak kesilir ve ayrılır. Halkanın kenarlarından taşan toprak bıçakla kesilir, toprağın yüzeyi halkanın kenarlarıyla aynı hizada temizlenir ve uçları levhalarla kapatılır. Toprak ve plakalarla birlikte halka tartılır ve yoğunluk 0,01 g/cm3 doğrulukla hesaplanır.
Suda mumlu numuneleri tartarak toprak yoğunluğunu belirleme yöntemi laboratuvarda küçük monolitlerin hacmini belirlemek için kullanılır. En az 50 cm3 hacimli bir toprak numunesi kesilir, yuvarlak bir şekil verilir, ardından 15 ... 20 cm uzunluğunda serbest uçlu, asmak için bir ilmeğe sahip ince, güçlü bir iplikle bağlanır. ağırlık küpesine.
İple bağlanmış bir toprak numunesi tartılır ve bir parafin kabuğu ile kaplanır, 57–60 °C'ye kadar ısıtılmış parafine 2–3 saniye daldırılır. Aynı zamanda donmuş parafin kabuğunda bulunan hava kabarcıkları delinerek ve delinme yerleri ısıtılmış bir iğne ile düzleştirilerek giderilir. Bu işlem, yoğun bir parafin kabuğu oluşana kadar tekrarlanır.
Mum kabuğunun çatlamasını önlemek için mum eridiği anda uygulanmalıdır. Numunenin parafinlenmesi çok dikkatli yapılmalıdır. Düşen taşlardan kaynaklanan çöküntüler de dahil olmak üzere yüzeydeki çöküntüler, bir fırça kullanılarak erimiş parafin ile kaplanmalıdır.
Numune suya konulduğunda, altında kabarcık kalmamasına dikkat edilmelidir. Soğutulmuş mumlu numune suya daldırılmadan önce tartılır ve ardından su dolu bir kaba konur. Bunu yapmak için, terazi kefesine dokunmasını önleyecek şekilde su dolu bir kap için bir stand monte edilir (veya süspansiyon çıkarılır, terazi ek bir yük ile dengelenir). Numune kirişe asılır ve suyla dolu bir kaba indirilir. Kabın hacmi ve ipliğin uzunluğu, numunenin tamamen suya batırılmasını sağlamalıdır. Bu durumda numune kabın tabanına ve duvarlarına değmemelidir. Numune suya konulduğunda, numunenin altında hava kabarcıklarının kalmamasına dikkat edilmelidir.
Uygulamaya izin verilir geri tartım yöntemi: Kadranlı terazi çanağına su dolu bir kap konur ve tartılır. Daha sonra tripoddan sarkıtılan numune sıvıya daldırılır ve içinde su bulunan kap ve içine daldırılan numune tekrar tartılır. Terazi, sehpa ile kabın üstü arasında yeterli boşluk olacak şekilde kabın üzerinde bir sehpa veya platform tarafından desteklenmelidir (Şekil 4.8). Yoğunluğu belirlemek için dansitometreler de kullanılabilir. Kap neredeyse ağzına kadar su ile doldurulmalı ve test numunesi, süspansiyon kabın tabanına veya duvarlarına değmeden suyun içinde olacak şekilde tamamen suya daldırılmalıdır.
Pirinç. 4.8. Suda tartarak yoğunluğu belirleme yöntemi
Tartılan numune sudan çıkarılır, filtre kağıdı ile lekelenir ve kabuğun sıkılığını kontrol etmek için tartılır. Numunenin kütlesi orijinaline göre 0,02 g'dan fazla artmışsa, numune atılmalı ve test başka bir numune ile tekrarlanmalıdır.
zemin yoğunluğu R, g / cm3, formülle hesaplanır
Nerede M- ağdalamadan önce toprak örneğinin ağırlığı, g; M- mumlu toprak örneğinin ağırlığı, g; m2- numunenin suda tartılmasının sonucu (mumlu numunenin kütleleri ile yer değiştirdiği su arasındaki fark), g; pp- 0,900 g/cm2'ye eşit alınan parafinin yoğunluğu, pw- test sıcaklığında suyun yoğunluğu, g/cm3 .
Geri tartım yöntemi uygulanırken toprağın yoğunluğu aşağıdaki formülle hesaplanır.
Nerede M- ağdalamadan önce toprak numunesinin ağırlığı, g, pp- 0.900 g/cm3'e eşit alınan parafinin yoğunluğu; pw- test sıcaklığında suyun yoğunluğu, g/cm3 , O - kabın su ile ağırlığı, g; pi su ve içine daldırılmış mumlu numune ile kabın kütlesi, g.
Gözenekliliği yüzde veya% 1 ... 2'lik kesirler olan yoğun kayalık ve yarı kayalık topraklar için, yığın yoğunluğu mumlama olmadan belirlenebilir.
Sıvı yer değiştirme yöntemi . Bir taban üzerine metal bir kap yerleştirilmeli ve sifon tarafından desteklenenden daha yüksek bir seviyeye kadar suyla doldurulmalıdır. Yer değiştiren su deposu, sifonun çıkış ucunun altına monte edilir.
Toprak numunesi ve alıcı 0,1 g hassasiyetle tartılmalıdır.Tüm yüzey boşlukları sıvıda çözünmeyen malzeme ile doldurulmalıdır. Düşen taşlardan oluşan boşluklar doldurulmamalıdır. Gerekirse, numune tekrar tekrar erimiş parafine batırılarak tamamen kaplanabilir. Mumlu numune soğutulmalı ve 0,1 g hassasiyetle tartılmalıdır.
Pirinç. 4. 9.
Toprak numunesi kaba tamamen daldırılmalı, sifon vanası açılarak yer değiştiren sıvının alıcıya akması sağlanmalı, ardından sıvı alıcı 0,1 g hassasiyetle tartılmalıdır.
Nem içeriğini belirlemek için numunenin parafin, hamuru veya macun içermeyen temsili bir kısmı alınır.
Bir numuneyi nötr bir sıvı içinde tartma yöntemi mineral katmanlarının kalınlığı 0,5 cm'den fazla olmayan ince katmanlı ve ince gözenekli kriyojenik dokulara sahip donmuş ince dağılmış toprakların yoğunluğunu belirlemek için kullanılır Numune, 1000 cm3 kapasiteli bir kapta tartılır, iki -üçte biri nötr bir sıvıyla dolu. Çalışma sırasında sıvının sıcaklığı ve yoğunluğu ölçülür, bardaklı sol kol teknik terazinin külbütör kolundan çıkarılır ve sol kolun kancasına asılı bir torba saçma ile terazi dengelenir. ns hacmi 50 cm3'ten az olan donmuş toprak örneği naylon bir iplikle bağlanır, terazinin sol kulağına asılır ve tartılır. Sol taraftaki terazi standına nötr sıvı içeren bir kap yerleştirilir, donmuş toprak numunesi sıvının içine en az 5 ... 7 cm derinliğe kadar yüklenir ve tekrar tartılır. Tartım sırasında donmuş toprak numunesi kabın tabanına ve duvarlarına temas etmemelidir. Donmuş monolit havada ve ardından nötr bir sıvıda tartıldıktan sonra, donmuş toprağın toplam yoğunluğu belirlenir. Yoğunluk ölçüm doğruluğu 0,02 g/cm3'tür.
Toprağın hacminin belirlendiği gün kullanılan nötr sıvının donma noktası bu toprağın donma noktasının altında olmalı, toprakla reaksiyona girmemeli ve buzu çözmemelidir. Tipik olarak, nötr bir sıvı olarak kerosen, gliserin, toluen ve nafta kullanılır. Bu sıvıların yoğunluğu bir hidrometre ile belirlenir.
Düzenli geometrik şekle sahip numuneleri ölçme yöntemi (hacimsel yöntem) kayalık ve donmuş toprakların yoğunluğunu belirlemek için kullanılır. Bir monolit seçerken, bozulmamış bir bileşimde toprağın hacmini belirlemeyi mümkün kılan belirli bir şekil verilir. Seçilen toprak numunesi tartılır ve kurulur toplam toprak yoğunluğu ve sabit ağırlığa kadar kuruduktan sonra - toprak iskeletinin yoğunluğu. Genellikle, toprağın yoğunluğunu belirlerken, monolitlere küp veya paralelyüz şekli verilir. Yaklaşık değeri belirlemek için R sondaj deliklerinden çıkarılan (en az 50 cm3 hacimli) yekpare taşlarda çapları, yükseklikleri (0,01 cm hassasiyetle) ve kütleleri ölçülür.
Pirinç. 4.10. Hacim yer değiştirme yöntemiyle toprak yoğunluğunun belirlenmesi: a - bir deliğe dizilmiş polietilen kullanarak: b-f bir kum yükleme aparatı kullanarak: c - lastik balonlu bir cihaz kullanarak
Delik Yöntemi (Hacim Yöntemi) masif ve schlieren kriyojenik dokulara sahip donmuş dağınık kayaların ve kaba kırıntılı kayaların toplam yoğunluğunu belirlemek için kullanılır (Şekil 4.10). Yöntem, açık maden işletmelerinde çalışırken kullanılır. Çalışmanın tabanı tesviye edilir ve temizlenir. Çukurun dibine bir girinti - en az 30 x 30 x 30 cm boyutunda bir çukur açılır.Çukurdan seçilen toprak, 1.0 g hassasiyetle kefeli terazide tartılır.Toprak seçildikten sonra, deliğin tabanı sentetik bir filmle kaplanmıştır (Şek. 4.10, A), daha sonra delik suyla doldurulur veya tane boyutu 0,5 ila 3,0 mm olan kuru kumla kaplanır. Ölçülen kum düzgün ve temiz olmalıdır. Çukurun doldurulması için gereken kumun veya suyun hacmi ölçülür ve böylece çukurdan çıkarılan toprağın hacmi belirlenir. Toprağın kütlesini ve hacmini belirledikten sonra, toprağın toplam yoğunluğunu hesaplayın.
radyoizotop yöntemleri esas olarak doğal olaylarda toprakların yoğunluğunu ölçmek için kullanılır. Gama radyasyonunu kullanarak yoğunluğu ölçmek için iki yöntem vardır: gama ışını yöntemi ve dağınık gama ışını yöntemi. Sezyum-137 ve kobala-60 izogonları esas olarak gama radyasyonu kaynakları olarak kullanılır.
gamaskopik yöntem gama ışını yoğunluğunun, ışının içinden geçtiği maddenin yoğunluğuna bağlı olarak zayıflamasına dayanır. Uygulamada, gamaskopik yöntemin üç çeşidi kullanılır: A - gama radyasyonunun kaynağı ve detektörü yerdeki paralel kuyulara yerleştirilir; B- radyasyon detektörü yüzeyde ve kaynak yerde; v- radyasyon kaynağı ve dedektör, incelenen nesnenin (numune, monolit, vb.) her iki yanında yer alır. Gamaskopik yöntem, 1,5...2,0 m derinliğe kadar olan toprakların yoğunluğunu ölçmek için uygulanabilir.
Dağınık gama radyasyonu yöntemi Kuyulardaki toprakların yoğunluğunu ölçmek için kullanılır. Kuyuya bir gama kuantum kaynağı yerleştirilirse ve kuyudan belirli bir mesafeye bir detektör yerleştirilirse, o zaman toprak atomlarının elektronları tarafından saçılması nedeniyle kuyudan toprağa giren gama kuantumlarının bir kısmı kuyuya geri dönecek ve dedektör tarafından kaydedilir. Yerli sanayi, yoğunluğu radyoizotop yöntemleriyle ölçmek için UR-70 radyoizotop nem yoğunluğu ölçeri ve 30 m derinliğe kadar sondaj kuyusu ölçümleri için tasarlanmış PPGR-1 yüzey derinliği yoğunluk ölçeri üretti. 0,3 m derinliğe kadar, IOMR-2 tipi bir yoğunluk ölçer kullanılır. Yoğunluk ölçüm doğruluğu, cihazın tipine bağlı olarak ±(0,02...0,04) g/cm3 aralığında değişir. Bir noktada ölçüm süresi 3 dakikayı geçmez.
Genel olarak, dağılmış toprakların yoğunluk değeri 1,30 ile 2,20 g/cm3 arasında değişmektedir. Parçacıklar arasında sert kristalleşme bağlarının varlığı ile karakterize edilen topraklar, değeri düşük gözeneklilik ile katı parçacıkların değerlerine yaklaşan yüksek bir yoğunluğa sahiptir. Böylece magmatik kayaçların yoğunluğu 2,50 ... 3,40 g / cm3 arasında değişir (asidik kayalardan bazik ve ultrabaziklere doğru artar); çamurtaşları ve silttaşları - 2.20-2.55; kalker - 2.40-2.65; marnlar - 2,10...2,60; kumtaşları - 2.10-2.40 g / cm3. İskelet yoğunluğunun düşük olması nedeniyle su basmış turbanın yoğunluğu 1,02 ile 1,10 g/cm3 arasında değişmektedir.
Toprak yoğunluğunun değeri mineral bileşimine, nem içeriğine ve bileşimin doğasına (gözeneklilik) bağlıdır: ağır mineral içeriğindeki artışla toprağın yoğunluğu artar ve organik madde içeriğindeki artışla azalır; nemdeki artışla toprağın yoğunluğu artar: belirli bir gözeneklilikte, gözeneklerin suyla tamamen doldurulması durumunda maksimum olacaktır; artan gözeneklilik ile toprağın yoğunluğu azalır.
Tortul kayaçların önemli bir bölümünün yoğunluğu, büyük ölçüde gözenekliliklerine ve nem içeriğine ve çok daha az ölçüde, gözeneklilikteki (nem ve gaz doygunluğu) geniş çaplı değişikliklerle açıklanan mineral bileşimlerine bağlıdır. ) bu kayaların katı, sıvı ve gaz halindeki bileşenlerin yoğunluğunda keskin bir fark ve en yaygın kaya oluşturan minerallerin yoğunluğunda nispeten sabit bir yoğunluk vardır. Magmatik, metamorfik ve büyük ölçüde kemojenik kayaçların toprak yoğunluğunun değeri, bu kayaların gözenekliliği genellikle önemsiz olduğundan, esas olarak mineral bileşimleriyle belirlenir.
Toprak katı yoğunluğu not, g / cm3 veya kg / m3, yalnızca katı bileşenle temsil edilen, toprağın birim hacmi başına katı bileşenin kütlesini (mineral veya organik bileşenle temsil edilir) çağırırlar:
Değer katı yoğunluğu toprak, mineral bileşimi, organik ve organo-mineral maddelerin mevcudiyeti ile belirlenir ve boşlukların ve nemin yokluğunda bu toprak bileşenlerinin ağırlıklı ortalama yoğunluğudur.
Toprak katı parçacıklarının yoğunluğunun piknometrik yöntemle belirlenmesi . Hava kuru haldeki bir toprak numunesi porselen havanda ezilir, ortalama 100 ... 200 g ağırlığında bir numune dörde bölünerek alınır ve 1 numaralı elekten elenir. Karışık bir ortalama numuneden, piknometre kapasitesinin her 100 ml'si için 15 g oranında bir toprak numunesi alınır ve sabit ağırlığa kadar kurutulur. Ortalama bir numuneden, piknometre kapasitesinin her 100 ml'si için 5 g kuru toprak oranında turbalı toprak veya turbanın bir kısmı alınmalıdır, bu durumda bu en az 200 ml olmalıdır. Higroskopik nem içeriğini belirledikten sonra toprağı havada kuru halde kullanmasına izin verilir.
1/3 oranında saf su ile doldurulmuş bir piknometre tartılır. Daha sonra kuru toprak numunesi bir huniden içine dökülür, tekrar tartılır, çalkalanır ve kum banyosunda kaynatılır. Sessiz kaynama süresi (kaynamanın başladığı andan itibaren) şöyle olmalıdır: kumlar ve kumlu tınlar için - 0,5 saat, tınlar ve killer için - 1 saat Kaynattıktan sonra, piknometre oda sıcaklığına soğutulmalı ve tamamlanmalıdır. damıtılmış su menisküse denk geldi. Piknometre dışarıdan silinerek tartılır. Daha sonra piknometrenin içeriği dökülür, içine damıtılmış su dökülür, aynı sıcaklıkta su banyosunda tutulur ve tartılır.
Toprak parçacıklarının yoğunluğu /> „ g/cm formülü ile hesaplanır.
burada mo, kuru toprağın kütlesidir, g; m1 test sıcaklığında kaynamadan sonra piknometrenin su ve toprak ile kütlesi, g; m2- aynı sıcaklıkta su ile piknometrenin kütlesi, g; r n,- aynı sıcaklıktaki suyun yoğunluğu, g/cm3 .
Toprağın havada kuru halde kullanılması durumunda, w 0 aşağıdaki formülle hesaplanır:
Nerede M- hava kuru toprak numunesinin ağırlığı, g; R- higroskopik toprak nemi, %.
p, toprağı belirlerken, aşağıdakiler dikkate alınmalıdır: belirleme sürecinde basit tuzları çözme olasılığı, bu da hafife alınmış değerlerle sonuçlanır. ps bunu önlemek için, tuzlu toprakların özgül ağırlığı belirlenirken, su nötr sıvılarla (gazyağı, benzin, toluen vb.) değiştirilir; moleküler çekim kuvvetlerinin neden olduğu kolloidal kil parçacıklarının etrafındaki su tabakasının güçlü bir şekilde sıkışması olasılığı, bu da olduğundan fazla tahmin edilen değerlere neden olur; bunu önlemek için yüzey gerilimi düşük sıvılar (toluen, ksilen vb.) kullanılmalı; parçacıkların yüzeyinde adsorbe edilen havanın eksik çıkarılması olasılığı, düşük tahmin edilen değerlerle sonuçlanır.
En yaygın kayaç oluşturan minerallerin yoğunluğuna göre, çoğu toprakta katı parçacıkların yoğunluğu 2,50 ila 2,80 g/cm3 arasında değişir. Topraktaki ağır mineral içeriğindeki artışla artar, bu nedenle bazik ve ultrabazik kayalarda yoğunluk asidik olandan (örneğin granitlerde 2.63 .. 2,75 g / cm3, daha sıklıkla 2,65 ... 2,67 g / cm3). Masada. 4.6 suda çözünen tuzlar ve organik maddeler içermeyen dağılmış toprakların parçacık yoğunluklarının yaklaşık değerlerini gösterir. Bu ortalama değerler genellikle, özellikle gözeneklilik ve gözeneklilik faktörü olmak üzere bir dizi toprak özelliği göstergesini hesaplamak için katı parçacıkların yoğunluğunun doğrudan belirlenmediği durumlarda alınır.
Tablo 4.6
Dağınık zemin parçacıklarının yoğunluk değerleri
Organik maddenin varlığı, mineral bileşene kıyasla yoğunlukları düşük olduğundan, toprak katı parçacıklarının yoğunluğunu keskin bir şekilde azaltır. Bu nedenle turba, turbalı topraklar ve toprakların katı bileşeninin yoğunluğu, mineral topraklara kıyasla önemli ölçüde daha düşüktür.
Turba ps normal küllü turba için 1,20 ila 1,89 g / cm3 arasında değişir - 1,84 g / cm'ye kadar ", turbalı topraklar için - 2,08 g / cm3'e kadar. Değerler daha yaygındır sayfa 3 1,4 ila 1,6 g/cm3 aralığında, hesaplamalarda 1,5 g/cm dikkate alınır. Kül içeriğinin yakın değerlerinde göstergenin minimum değerleri, odunsu grubun turbaları ve turbalar için not edildi. ağaç kalıntıları içeren, maksimum - yosun grubunun turbalarında.
Belirlemenin karmaşıklığından dolayı, turba parçacıklarının yoğunluğu formül kullanılarak hesaplanabilir.
Organik parçacıkların yoğunluğunu göz önünde bulundurarak ps op G \u003d 1,5 g / cm3, ortalama mineral parçacıklarının yoğunluğu r içinde * w\u003d 2,65 g / cm3, ardından formül basitleştirilir:
Tablo 4.7
Tuzlu toprakların parçacık yoğunluğunun normatif dönüşü
Toprak iskeletinin yoğunluğu p d , g / cm3 veya kg / m3, doğal (bozulmamış) bir yapıya sahip, 105 ° C sıcaklıkta kurutulmuş, birim toprak hacmi başına katı bileşenin kütlesini çağırırlar:
Toprak iskeletinin yoğunluk değeri, gözenekliliği, gözeneklilik katsayısını hesaplamanın yanı sıra toplu yapılarda killi toprakların sıkışma derecesini karakterize etmek için kullanılır.
Toprak iskeletinin yoğunluğu deneysel olarak belirlenir veya daha sıklıkla toprak yoğunluk değerlerinden hesaplanır. (R) ve nem (u-) aşağıdaki formüle göre:
İskeletin yoğunluğuna göre p d tüm topraklar çeşitlere ayrılmıştır (Tablo 2.2)
Pirinç. 4.11. Gevşek ve yoğun kumlu topraklar için ideal parçacık istifleme modelleri
Toprak yoğunluk derecesi İD- Bentler, bentler, toprak bentler ve diğer toplu toprak işlerinin inşası sırasında, gevşek ve yoğun ilavelerde zemin yoğunluğunun bilinmesi gerekir. Kumlu topraklar, yoğunluk derecesi veya eklemenin doğası bakımından önemli ölçüde değişebilir. Örneğin, aynı boyuttaki topların istiflenmesinin doğasına bağlı olarak, sistemin gözenekliliği en gevşek kübik istiflemede %47,64'ten en yoğun dört yüzlü istiflemede %25,95'e kadar değişebilir (Şekil 4.11). Gerçek kumlu-tozlu topraklarda, parçacıklarının boyutlarındaki farklılık nedeniyle, gözeneklilik daha geniş bir aralıkta değişir -% 8 ... 10 ila% 80.
Doğal bir yapıya sahip iskeletin yoğunluğunu pratikte belirlemenin her zaman mümkün olmadığı kumlu topraklar için, genellikle iki durumda bozulmuş bileşime sahip hava kurusu numunelerde belirlenir: aşırı gevşek ve yoğun.
Kumların yoğunluğunu ölçmek için, bağıl yoğunluk indeksi veya yoğunluk derecesi (İD) formül tarafından belirlenir
Nerede e- doğal veya yapay eklemeli gözeneklilik katsayısı; emax - son derece yoğun eklemede gözeneklilik katsayısı; e min - son derece gevşek bileşimde gözeneklilik katsayısı.
saymak için Ben D miktarının saha tespitlerinin sonuçlarına ilişkin verilere sahip olunması gerekmektedir. e ve bunun için Toprak Laboratuar koşullarında emah ve e min belirleyiniz. E min'i bulmak için genellikle bir ölçüm kabına dökülen gevşek toprak kullanılır ve em'i belirlemek için bir ölçüm kabında dinamik toprak sıkıştırma yöntemleri kullanılır.
Ancak yoğunluk dereceleri İD kumlar tabloya göre bölünür. 2.3. //> = 0 olduğunda zemin en gevşek durumdadır ve İD= 1 toprak en yoğun bileşime sahiptir.
Farklı tane bileşimine sahip topraklar, önemli ölçüde farklı emax ve emin değerlerine sahiptir ve artan incelik ile azalırlar. Gözeneklilik katsayılarının sınır değerleri nt, parçacıkların şeklinden daha az etkilenir. Yuvarlaklık ve küresellikteki artışla birlikte, bu nedenle, nispi yoğunluk değerinin ilave yoğunluğunun bir özelliği olarak kullanımını azaltırlar. İD, hem tane bileşimini hem de parçacıkların şeklini hesaba katan, kütle yoğunluğu için en objektif kriteri verir.
Sıkıştırılmış zeminin özelliklerini belirlemek için, maksimum yoğunluğu belirleme yöntemi, Numuneleri sıkıştırmak için sürekli bir çalışma harcaması ile sıkıştırırken ve bu bağımlılıktan toprak iskeletinin maksimum yoğunluğunu belirlemede toprak iskeletinin yoğunluğunun nem içeriğine bağımlılığının kurulmasından oluşur. (maks). Toprak iskeletinin maksimum yoğunluğunun ulaştığı nem optimal nem hıçkıra hıçkıra
Maksimum yoğunluğun laboratuvar belirleme yöntemi (standart sıkıştırma yöntemi), toprak numunelerini sabit sıkıştırma ve toprak neminde tutarlı bir artış ile sıkıştırırken kuru toprağın yoğunluğunun nem içeriğine bağımlılığının oluşturulmasından oluşur.
Standart sıkıştırma yöntemiyle toprağı test etmek için kurulum (Şekil 4.12) şunları içermelidir: sabit bir yükseklikten düşen bir yükle mekanize veya manuel toprak sıkıştırma için bir cihaz; toprak numune kalıbı. Toprak sıkıştırma cihazının tasarımı, (2500 ± 25) g ağırlığındaki bir yükün kılavuz çubuk boyunca sabit bir yükseklikten (300 ± 3) örs çapı başına mm (99,8 ± 0,2) mm. Yükün kütlesinin örs ile kılavuz çubuğun kütlesine oranı 1,5'ten fazla olmamalıdır. Mekanize bir sıkıştırma yöntemiyle, cihaz, yükü sabit bir yüksekliğe kaldırmak için bir mekanizma ve strok sayısı için bir sayaç içermelidir. Ünite, en az 50 kg ağırlığındaki sert bir yatay levha (beton veya metal) üzerine yerleştirilmelidir. Yüzeyin yataydan sapması 2 mm/m'yi geçmemelidir.
Toprak numune kalıbı silindirik bir parça, bir palet, bir sıkıştırma halkası ve bir memeden oluşmalıdır. Kalıbın silindirik kısmının yüksekliği (127,4 ± 0,2) mm ve iç çapı (100,0 + 0,3) mm olmalıdır. Kalıbın silindirik kısmındaki metalin çekme dayanımı en az 400 MPa olmalıdır. Kalıbın silindirik kısmı tek parça olabileceği gibi iki ayrılabilir parçadan da oluşabilir.
Standart sıkıştırma yöntemiyle toprak testi için, maden çalışmalarından (çukurlar, çukurlar, kuyular ve coğrafya), çıkıntılardan veya depolanmış masiflerden alınan, bozulmuş bileşime sahip toprak numuneleri kullanılır.
Doğal nemde toprak örneğinin hazırlanması için gerekli olan bozulmuş yapıya sahip toprak örneğinin kütlesi, toprakta 10 mm'den büyük parçacıklar varsa en az 10 kg, 10 mm'den büyük parçacıklar yoksa en az 6 kg olmalıdır. mm. Test için sunulan bozulmuş toprak numunesi, oda sıcaklığında veya bir fırında havayla kuruyana kadar kurutulur. Yapışkan olmayan mineral topraklardan oluşan bir fırında kurutmaya, 100 ° C'den fazla olmayan, tutarlı - 60 ° C'den fazla olmayan bir sıcaklıkta izin verilir. Kurutma işlemi sırasında toprak periyodik olarak karıştırılır. Toprak agregaları (büyük parçacıkları kırmadan) bir öğütme cihazında veya bir porselen havanda ezilir.
Pirinç. 4.12. Standart toprak sıkıştırma cihazları: a - NPO Geotek LLC'nin cihazı (140]); b - Soyuzdornia cihazı (iki bardaklı); c - Soyuzdorniya f28f cihazının şeması: I - palet; 2 - 1000 cm kapasiteli bölünmüş silindir*:
3 halka; 4 meme; 5 örs: 6 ağırlık 2,5 kg; 7 kılavuz çubuk; 8 - kısıtlayıcı halka; 9 - sıkıştırma vidaları
Toprak tartılır ve 20 mm ve 10 mm çapında delikli eleklerden elenir. Bu durumda, tüm toprak kütlesi 20 mm çapında delikli bir elekten geçmelidir. Daha sonra elenen büyük parçacıklar tartılır. 10 mm'den büyük toprak partiküllerinin kütlesi %5 veya daha fazla ise 10 mm'lik elekten geçen toprak numunesi ile ilave bir deney yapılır. 10 mm'den büyük toprak parçacıklarının kütlesi %5'ten az ise, toprak 5 mm çapında delikli bir elekten tekrar elenir ve 5 mm'den büyük parçacıkların içeriği belirlenir. Bu durumda, 5 mm'lik bir elekten geçirilen bir toprak numunesi ile başka bir test gerçekleştirilir.
Nem içeriğini ve katı parçacıkların ortalama yoğunluğunu belirlemek için elenmiş büyük parçacıklardan numuneler alınır. Higroskopik nem içeriğini belirlemek için elekten geçen topraktan numuneler alınır. Topraktaki büyük parçacıkların içeriğini hesaplayın İLE, %, formüle göre %0,1 doğrulukla
(4.1)
Nerede mc- elenmiş büyük parçacıkların kütlesi, g; wg- elenmiş toprağın hava-kuru durumdaki nemi, %; t r - hava-kuru durumdaki toprak numunesinin kütlesi, g; BT. - elenmiş büyük parçacıkların nemi, %.
Elenmiş topraktan, dörde bölünerek (/ Ir ") test için bir toprak örneği alınır. 2500 g ağırlığında Seçilen bir numune kullanılarak tüm test döngüsünün gerçekleştirilmesine izin verilir. Alınan numune metal bir test kabına konur.
Su miktarı Q, g, seçilen numunenin formülle hesaplanan ilk testin nem içeriğine ek nemlendirmesi için
(4.2)
Nerede m p "- seçilen numunenin kütlesi, g; w- gabl'ye göre atanan ilk test için toprak nemi. 4.8, %; wg- elenmiş toprağın hava-kuru durumdaki nem içeriği, %.
Tablo 4.8
İlk test için toprak nemi değerleri
Hesaplanan su miktarı seçilen toprak örneğine birkaç adımda verilir, toprak metal bir spatula ile karıştırılır, daha sonra toprak örneği kaptan bir desikatöre veya sıkıca kapatılmış bir kaba aktarılır ve en az 2 oda sıcaklığında tutulur. kohezyonlu olmayan zeminler için saat ve kohezyonlu zeminler için en az 12 saat.
Kalıbın (önceden tartılan) silindirik kısmı vidalarla sıkıştırılmadan palet üzerine monte edilir, sıkıştırma halkası kalıbın silindirik kısmının üst tarafına takılır, kalıbın silindirik kısmı dönüşümlü olarak vidalarla sıkıştırılır palet ve halkanın iç yüzeyi teknik vazelin ile silinir. Montajı yapılan kalıp taban plakasına monte edilir ve kılavuz çubuk ile kalıbın silindirik kısmının toleransı ve yükün kılavuz çubuk boyunca serbest hareketi kontrol edilir.
Test, test numunesinin toprak nemini art arda artırarak gerçekleştirilir. İlk test sırasında, toprak nemi Tabloda belirtilen değere karşılık gelmelidir. 4.11. Sonraki her testte, toprak nemi kohezyonlu olmayan zeminler için %1 ... 2, kohezyonlu zeminler için % 2 ... 3 artırılmalıdır.
Test örneğini nemlendirecek su miktarı formül (4.2) ile belirlenir. wg Ve w sırasıyla önceki ve sonraki testler sırasındaki nem.
Toprak numunesi aşağıdaki sırayla test edilir: numune kurutucudan metal bir bardağa aktarılır ve iyice karıştırılır; toprak tabakası kalın
5.. .6 cm numuneden toplanan forma yüklenir ve yüzeyi elle hafifçe sıkıştırılır. Sıkıştırma, bir kılavuz çubuğa sabitlenmiş bir örs ile 30 cm yükseklikten bir yükün 40 darbesiyle gerçekleştirilir. Benzer bir işlem, sırayla kalıba yüklenen üç toprak tabakasının her biri ile gerçekleştirilir. İkinci ve üçüncü katmanları yüklemeden önce, bir önceki sıkıştırılmış katmanın yüzeyi bir bıçakla 1...2 mm derinliğe kadar gevşetilir. Üçüncü tabakayı döşemeden önce kalıba bir meme takılır; üçüncü katın sıkıştırılmasından sonra, memeyi çıkarın ve kalıbın ucuyla aynı hizada toprağın çıkıntılı kısmını kesin. Kesilen toprağın çıkıntılı tabakasının kalınlığı 10 mm'yi geçmemelidir. Zeminin çıkıntılı kısmı 10 mm'yi aşarsa, her 2 mm fazlalık için bir vuruş oranında ek vuruş yapılması gerekir.
Numunenin yüzeyi temizlendikten sonra büyük parçacıkların çökelmesi nedeniyle oluşan çöküntüler, alınan numunenin geri kalanından elle toprakla doldurulur ve bir bıçakla tesviye edilir.
Kalıbın silindirik kısmını sıkıştırılmış toprakla tartın (mi) ve toprağın yoğunluğunu hesaplayın R ( , g / cm3, formüle göre
ben de M,- sıkıştırılmış toprak ile kalıbın silindirik kısmının kütlesi, g; M,- kalıbın topraksız silindirik kısmının kütlesi, g; V- kalıp kapasitesi, cm".
Sıkıştırılan toprak numunesi kalıbın silindirik kısmından çıkarılırken, numunenin üst, orta ve alt kısımlarından numuneler alınarak toprak nemi tespit edilir. Kalıptan çıkarılan toprak, numunenin kapta kalan kısmına yapıştırılır, ezilir ve karıştırılır. Agrega boyutu, test edilen toprağın en büyük parçacık boyutunu geçmemelidir.
Su ilave edildikten sonra toprak iyice karıştırılır, üzeri nemli bir bezle örtülür ve kohezyonsuz zeminlerde en az 15 dakika, kohezyonlu zeminlerde en az 30 dakika bekletilir. İkinci ve sonraki toprak testleri, daha önce açıklanan prosedüre uygun olarak yapılmalıdır.
Sonraki iki test sırasında numune nemi arttığında, sıkıştırılmış toprak numunesinin kütlesinde ve yoğunluğunda tutarlı bir azalma olduğunda ve ayrıca darbeler sırasında su sıkıldığında veya sıvılaştırılmış toprak salındığında test tamamlanmış kabul edilmelidir. kalıp derzleri aracılığıyla. Granülometrik bileşimde üniform olan zeminlerin ve drene olan zeminlerin sıkıştırılması, numunenin sıkıştırılması sırasındaki darbe sayısına bakılmaksızın, kalıp derzlerinde su göründükten sonra durdurulur.
Ardışık testler sonucunda elde edilen toprağın yoğunluğu ve nem içeriği esas alınarak, kuru toprağın yoğunluk değerleri g/cm 3 aşağıdaki formüle göre 0,01 g/cm 3 doğrulukla hesaplanır.
Nerede pi- toprak yoğunluğu, g / cm "; wi - bir sonraki test sırasında toprak nemi,%.
Test sonuçları, kuru toprağın yoğunluğunun nem içeriğine bağımlılığının grafikleri şeklinde sunulur (Şekil 4.13). Kohezyonlu zeminler için grafiğin en yüksek noktasına göre, maksimum yoğunluk değeri ve buna karşılık gelen optimum nem içeriği değeri bulunur.
Pirinç. 4.13. Maksimum yoğunluğu ve optimal nemi belirlemek için grafikler: a) kohezyonlu zeminler: b) kohezyonsuz zeminler
Yapışkan olmayan zeminler için, standart sıkıştırma eğrisinin belirgin bir maksimum değeri olmayabilir. Bu durumda, optimum nem içeriğinin değeri nem içeriğinden% 1,0 ... 1,5 daha az alınır ve "„ suyun sıkıldığı yer. Maksimum yoğunluğun değeri karşılık gelen ordinat boyunca alınır. Aynı zamanda zaman, büyük ve orta boy çakıllı kumlar için %1,0, ince ve siltli kumlar için %1,5 alınır.
Toprak, testten önce numuneden çıkarılan büyük parçacıklar içeriyorsa, bileşimlerinin etkisini hesaba katmak için, kuru toprağın maksimum yoğunluğunun belirlenen değeri formüle göre düzeltilir.
p *, büyük parçacıkların yoğunluğu olduğunda, g / cm3; İLE- topraktaki büyük parçacıkların içeriği, %.
Optimum toprak nemi değeri oop,%, formülle belirlenir
Kohezyonlu zeminleri test etmenin doğruluğunu kontrol etmek için, "sıfır hava hattı", gözenekleri suyla tamamen doygun hale geldiğinde, kuru toprağın nemden yoğunluğundaki değişikliği gösterir. sayı çiftleri rl Ve w,İnşaat için "sıfır hava hattı" toprak parçacıklarının yoğunluğunda sayfa 5 nem değerleri formüle göre belirlenir,
Burada p, toprak parçacıklarının yoğunluğudur, g / cm "; p ve 1 g / cm'ye eşit su yoğunluğudur".
Standart sıkıştırma grafiğinin azalan kısmı kesişmemelidir "sıfır hava hattı".
Nem içeriğinde artış olan zeminin ardışık testlerinin sayısı en az beş olmalı ve standart sıkıştırma planına göre kuru toprak yoğunluğunun maksimum değerini belirlemek için yeterli olmalıdır. Paralel tespitlerin sonuçları arasında izin verilen tutarsızlık. tekrarlanabilirlik koşullarında elde edilen, kuru toprağın maksimum yoğunluğu için %1,5'i, optimum nem içeriği için -%10'u geçmemelidir .
Maksimum yoğunluğu ve optimum toprak nemini belirlemek için (BS, ASTM ve diğer yabancı standartlara göre), Proctor yöntemi ve değiştirilmiş Proctor yöntemi kullanılır. Proctor yöntemine göre test prosedürü ve bunların işlenmesi, yukarıdaki yönteme benzer, toprak ve ekipman gereksinimleri de yakındır: parçacık çapı 20 mm'den fazla değildir; BS'ye göre çekiç ağırlığı 2,5 kg'dır (veya 4,5 kg); düşme yüksekliği 300 mm (veya 450 mm); ASTM çekiç ağırlığına göre - 2,5 kg (veya 4,5 kg); düşme yüksekliği 305 mm (veya 457 mm). Rus standardı ile yabancı standart arasındaki farklar, yabancı cihazlarda çekicin çapının 50 mm olması, yerli cihazlarda ise çekicin çapının camın iç çapına karşılık gelmesi 99,8 mm olmasıdır. ELE'den manuel ve otomatik toprak sıkıştırma için çekiç ve ayrıca BS'ye göre maksimum yoğunluğu ve optimum toprak nemini belirlemek için bir grafik. Şek. 4.14.
Ana toprak çeşitleri için standart sıkıştırma yöntemiyle belirlenen maksimum yoğunluk ve optimum nem içeriği değerlerinin Proctor yöntemleriyle elde edilen değerlere getirilmesi Tabloda verilen dönüştürme katsayıları ile çarpılarak gerçekleştirilir. 4.9.
Pirinç. 4.14. Proctor yöntemi: bir - Manuel toprak sıkıştırma için Prapor Proctor;
6 - otomatik toprak sıkıştırma mekanizması; maksimum yoğunluğu ve optimum toprak nemini belirlemek için bir grafiğe (136)
Tablo 4.9
Maksimum yoğunluk ve optimum toprak nemi değerlerinin Proctor yöntemleriyle elde edilen değerlere indirgeme katsayısı
|
Toprak tipi |
|||||||
|
Toprak testi yöntemi |
Tın ve kil |
||||||
|
rgtx |
W 0 pі Pitmax |
||||||
|
Proctor'un standart yöntemi |
|||||||
|
Proctor'un yöntemi değiştirildi |
|||||||
Test sonuçları ayrıca kuru toprağın yoğunluğunun nem içeriğine bağımlılığının grafikleri şeklinde sunulur (Şekil 4.14). Optimum nem, maksimum yoğunluğa karşılık gelen nem olarak alınır.
21. Optimum toprak nemi ve tayini için yöntemler
Etkili toprak sıkıştırma, optimum değerlere yakın doğal (gerçek) toprak nemi değerlerinde mümkündür. Optimum Nem – standart sıkıştırma ile maksimum kuru toprak yoğunluğunun (toprak iskeleti) elde edildiği toprak nemi.
Optimum nem değeri laboratuvarda belirlenir veya akma noktasındaki nem içeriğinden yaklaşık olarak hesaplanır. W T :
Nerede 
- toprak tipine bağlı olarak geçiş katsayısı
Dolgunun gövdesindeki toprak sıkıştırma faktörü atanırken ve sıkıştırmanın kalite kontrolünde maksimum yoğunluk ana başlangıç özelliğidir.
Optimum nem, dolguyu doldurmak için toprak kullanma olasılığını ve yöntemlerini değerlendirmek için kriterlerden biri olarak hizmet eder ve aynı zamanda sıkıştırma işleminin önemli bir parametresidir.
Test, standart bir mühür için bir Soyuzdornia test cihazında gerçekleştirilir.
Şekil 25 - Standart toprak sıkıştırma için Soyuzdornia cihazının şeması
1 - palet; 2 - 1000 cm3 kapasiteli bölünmüş silindir; 3 - halka;
4 - meme; 5 - örs; 6 - 2,5 kg ağırlığındaki kargo;
9 - sıkıştırma vidaları.
Testlerden elde edilen sıkıştırılmış numunelerin yoğunluk ve nem içeriklerine göre (kuru) toprak iskeletinin yoğunluğu ( sk) 0,01 g/cm3 hata ile belirlenir.
İskelet yoğunluğunun toprağın nem içeriğine bağımlılığının bir grafiği oluşturulur, sıkıştırılmış numunelerin nem içeriği apsis ekseni boyunca 1 cm -%2 ölçeğinde ve ordinat ekseni boyunca çizilir - toprak iskeletinin yoğunluğu 1 cm - 0,05 g / cm3 ölçeğinde. Elde edilen bağımlılığın maksimumunu ve toprak iskeletinin maksimum yoğunluğunun karşılık gelen değerlerini bulun ( sk) y ekseninde ve optimum nem ( W tercih) x ekseni üzerinde.
Değerlerin okuma doğruluğu, maks - 0,01 g / cm3 ve için W toptan satış - %0,1.
Şekil 26 - Toprak iskeletinin yoğunluk bağımlılığının çizilmesine bir örnek
standart conta ile neme karşı
22. Toprak sıkışmasının kalite kontrolü için yöntemler
Toprak sıkıştırmanın operasyonel kalite kontrolü sırasında, hızlandırılmış ve alan ekspres yöntem ve cihazların kullanılmasına izin verilir (SNiP 3.06.03-85).
Tarlada, toprakların yoğunluğu ve nem içeriği belirlenebilir
1 - modernize edilmiş yoğunluk ölçer-nem ölçer N.P. Kovaleva (yapışkan topraklar için) kullanılarak hacimsel ağırlık yöntemi ilkesine göre.
Şekil 27 - Yoğunluk ölçer-nem ölçer N. P. Kovaleva
Cihazın ana kısmı bir şamandıra cihazıdır. Bir gövdeden oluşur 7 tüp 3 ile, çeşitli topraklara dört ölçeğin uygulandığı. Bir ölçek ( R) iskeletlerinin yoğunluğunu belirlemek için tasarlanmıştır R sk: "H" - humus, "P" - kumlu ve "G" - killi topraklar. Tüp bir kapak 2 ile biter.
Tüpün içinde bir kalibrasyon ağırlığı 6 . 8 rafların yardımıyla şamandıranın dikey bir konumda stabilitesini sağlamak için bağlı palet 9 büyük bir disk şeklinde. Şamandıra cihazı rezervuar mahfazasında 4 şu şekilde bulunur: test sırasında ve taşıma konumunda.
Islak toprağın yoğunluğunu belirlerken, tanka sabit bir iç seviye işareti 5'e kadar su dökülür ve şamandıra, kap 10 olmadan alçaltılır. Şamandıra kapağına alt zeminden alınan bir toprak örneğine sahip bir kesme halkası 1 takılır ve ıslak toprağın yoğunluğu (g / cm3) ölçekteki su seviyesi ile belirlenir.
İskeletin yoğunluğunu belirlemek için kesme halkasından kaba 10 bir toprak numunesi dökülür, içine su dökün ve topaklar yok olana kadar iyice karıştırın. Sıvılaştırılmış topraktan hava kabarcıklarının salınmasından sonra kap bir palet üzerine yerleştirilir, şamandıra suya daldırılır ve toprağın türüne karşılık gelen bir ölçekte iskeletinin yoğunluğu belirlenir.
Toprak nemi özel nomogramlarla veya formülle belirlenir
2 - Delik yöntemi (hacim değiştirme yöntemi) (yapışkan olmayan, donmuş ve kaba zeminler için).
Sıkıştırılmış bir toprak tabakası üzerine küçük bir alan tesviye edilir ve tabaka kalınlığının 3/4'ü kadar derinlikte ve 6-10 litre hacimli bir çukur açılır.
Çukurdan çıkan toprak dikkatlice toplanır ve kütlesi belirlenir.
Kuyunun hacmini belirlemek için üzerine çift teneke huni yerleştirilir (Şekil 28).
Şekil 28 - Delik yöntemi kullanılarak toprak yoğunluğunun belirlenmesi
2 mm'ye kadar tanecikli (kil ve tozlu parçacıklar içermeyen) kuru kum, 0,1 - 0,25 litre kapasiteli dereceli bir silindir kullanılarak sallanmadan deliğe ve alt huniye dökülür.
Doldurulan kumun toplam hacminden hunideki hacmini çıkararak, çukurdaki kumun hacmi, yani deliğin hacmi elde edilir. Toprak yoğunluğu, çukurdan çıkarılan toprak kütlesinin çukur hacmine oranından elde edilir.
Toprak nemi, sabit bir kütleye kurutularak belirlenir. Toprak iskeletinin yoğunluğu formül ile belirlenir.
3 - Dinamik prob (dinamik penetrometre)
Cihaz, konik uçlu bir çubuktan (5), bir kılavuzdan (3) oluşur. kettlebell kaldırma yüksekliği sınırlayıcı ve kolu 1, örsler 4 ve ağırlıklar 2. Ağırlığın kütlesi 2,5 kg, koninin taban alanı 2 cm 2 , tabaka yüzeyinden sondalama derinliği 30 cm'dir.
Test sırasında cihaz dikey olarak kurulur ve konik uç bir ağırlıkla dövülür. Koniyi 20 cm'ye sürdükten sonra, koni ucunu son 10 cm derinliğe kadar batırmak için gereken darbe sayısı kaydedilir. Ucu 30 cm kadar sürdükten sonra tutacaklar yardımıyla cihaz çıkartılır ve bir sonraki noktada testlere başlanır. Bir yerde birden fazla paralel test yapılması gerekiyorsa, tarama noktaları arasındaki mesafe en az 30 cm olmalıdır.
Sıkıştırma kalitesi, toprağın koşullu dinamik direnci ile değerlendirilir.
Toprağın yoğunluğunu belirlemek için kalibrasyon grafikleri veya korelasyon bağımlılıkları kullanılır.
Şekil 29 - Dinamik yoğunluk ölçer
Alt temel inşaatının operasyonel kalite kontrolü sırasında, temel ekseni boyunca ve kenardan 1,5-2,0 m mesafede ve bir katman genişliği ile her bir teknolojik katmanda toprak yoğunluğu kontrol edilmelidir (SNiP 3.06.03-85). 20 m'den fazla - ayrıca arada.
Toprak yoğunluğu kontrolü, sıkıştırma makinelerinin çalışmasının her vites kolunda, ancak en az 3 m'ye kadar bir set yüksekliği ile her 200 m'de ve 3 m'den fazla bir set yüksekliği ile en az her 50 m'de yapılmalıdır.
Üst tabakanın yoğunluğunun kontrolü en az her 50 m'de bir yapılmalıdır.
Boru sinüslerinin her dolgu tabakasında, boruların üzerinde, konilerde ve köprülerle birleşim yerlerinde ek yoğunluk kontrolü yapılmalıdır.
Yoğunluk kontrolü, sıkıştırılan tabakanın kalınlığının 1/3'üne eşit, ancak 8 cm'den az olmayan bir derinlikte yapılmalıdır.
Sıkıştırma katsayısının gerekli değerinden azalma yönünde sapmalara, toplam sayılarının tespitlerinin% 10'undan ve 0,04'ten fazla olmamasına izin verilir.
Kullanılan toprağın nem içeriği, kural olarak, alındığı yerde (yedekte, taş ocağında), vardiya başına en az bir kez ve her zaman yağış sırasında izlenmelidir.
SP'nin inşa edildiği zeminlerin sıkıştırılması, gelecekteki operasyon sırasında bir bütün olarak yol yapısının tasarım gücü, kararlılığı ve stabilitesinin bir sonucu olarak elde edilen en önemli teknik süreçlerden biridir. Katman katman sıkıştırma olmadan bentlerin inşasına yalnızca belirli durumlarda izin verilir:
1) bataklıklardaki bentlerde;
2) bent yoluyla bentlerde;
3) tek boyutlu ince kumul kumlarından hidrolik ıslah yöntemiyle bir setin inşası sırasında;
Sıkıştırılmış toprağın yoğunluğu tasarıma giren kat sıkıştırma katsayısı ile tahmin edilir. Dolgu toprağının gerçek yoğunluğunun, optimum nem içeriğindeki (standart sıkıştırma yöntemi) maksimum standart yoğunluğa oranıdır.
K y \u003d ρ d / ρ maks, ρ d \u003d ρ / (1 + 0,01W)
Dolgudaki gerekli toprak yoğunluğu, optimum nem içeriği ile elde edilebilir. En yüksek toprak yoğunluğu, mukavemet açısından belirli bir toprak için izin verilen maksimum temas basıncını sağlayan makineler ve mekanizmalar kullanılarak elde edilebilir. Sıkıştırılmış tabakanın optimum kalınlığını ve bir hat boyunca geçiş sayısını belirlemek için, bir test sıkıştırması yapılmalı veya teorik varsayımlara dayalı ampirik bağımlılıklar kullanılmalıdır:
1) dolgudaki toprak kütlesi 3 fazlı bir sistemdir;
2) belirli bir toprak için katı fazın elemanlarının yakınsama derecesi yalnızca kuru toprağın yoğunluğu ile değerlendirilebilir; toprak sıkıştırıldığında, yoğunlukta bir artış yalnızca gaz fazının ve kısmen çıkarılması nedeniyle meydana gelebilir. sıkılmış sıvı faz nedeniyle;
3) önemli bir konu gerekli yoğunluktur (yüklerden, hava ve iklim faktörlerinden kaynaklanan gerilmelerin etkilerine karşı toprağın gerekli direncini sağlamalıdır);
4) en yaygın olanı, gerekli yoğunluğu atamanın ampirik yöntemidir.
ρ sk tr \u003d K y ρ sk maks
Maksimum yoğunluğu belirlemek için, standart bir sıkıştırma cihazında zemin testleri yapılır (toprak, düşen bir ağırlık kullanılarak sıkıştırılarak katmanlar halinde bir silindir içinde sıkıştırılır) Testler sonucunda standart bir sıkıştırma eğrisi elde edilir (kuruya bağlı olarak) nem içeriğine göre toprak yoğunluğu)
Gerekli minimum kuru zemin yoğunluğu d, g/cm3 , t/m3 , dolgu zemini geçici tren yüklerine maruz kaldığında pratik olarak elastik aşamada çalışacak şekilde olmalıdır.
Kumlu ve killi topraklar için alt zeminde gerekli olan kuru toprak ilavesinin yoğunluğu d aşağıdaki formülle belirlenir:
burada k, üst ve alt kısımlar için minimum sıkıştırma faktörüdür, bkz. Tablo 5.4, sayfa 297;
Kuru toprağın maksimum yoğunluğu, t / m3.
Böylece:
Dolgu toprağının yoğunluğu, nem içeriği dikkate alınarak aşağıdaki formülle belirlenir:
burada: - optimum nem.
Dolgu toprağının özgül ağırlığı aşağıdaki formülle belirlenir:
Koruyucu tabaka - altında plastik deformasyon oluşmayacak şekilde uygun bir sıkıştırma katsayısına ve kalınlığa sahip olması gereken bir drenaj toprağı tabakası. Ana platformun altına, kabarmayı önlemek için koruyucu bir tabaka yerleştirilmiştir.
STN C-01-95'e göre, kumlu balçıkla doldurulmuş bir set için koruyucu üst tabaka hprotect'in kalınlığı 0,5-0,7 m'dir.Hesaplamada hprotect = 0,5 m değeri dikkate alınmıştır. : s = 1 kPa; φ=33º.
Maksimum Yoğunluk (Standart Yoğunluk)- standart sıkıştırma yöntemini kullanarak toprağı test ederken elde edilen en yüksek kuru toprak yoğunluğu.
Optimum Nem- kuru toprağın maksimum yoğunluğuna karşılık gelen toprak nemi değeri.
|
yoğunluk tayini |
nem tayini |
Tanım |
|||||||||
|
test numarası |
Yoğunluk, g / cm3 |
Nem |
iskelet yoğunluğu ρ D cm3 |
||||||||
|
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 – memesiz kütle kabı;
M 3 - sıkıştırılmış bir toprak örneğine sahip nozülü olmayan bir kütle kabı;
M 0 = M 3 – M 2 - sıkıştırılmış toprak numunesinin kütlesi;
M 4 - boş şişe kütlesi;
M 5 - ıslak toprak testi ile massabux;
M 6 - Kuru topraklı Massabuca
ρ D - iskeletin yoğunluğu sıkıştırılmış toprak örneği
BAŞVURU 1
Soyuzdornia cihazının şeması
Standart toprak sıkıştırma
1 palet; 2 1000 cm3 kapasiteli bölünmüş silindir; 3 - yüzük; 4 - meme; 5 - örs;
6 - 2,5 kg ağırlığındaki kargo:; 7 - kılavuz çubuk; 8 - kısıtlayıcı halka; 9 - sıkma vidaları.
EK 2
Standart sıkıştırma için toprak iskeletinin yoğunluğunun neme bağımlılığının çizilmesine bir örnek
Laboratuar #4
YOĞUNLUK TAYİNİsağlamPARÇACIKLAR
PİKNOMETRİK YÖNTEMLE TOPRAK
Çalışmanın amacı: Piknometrik yöntemle toprak yoğunluğunun belirlenmesi (Şekil 1). Sonucun doğruluğunun değerlendirilmesi.
teorik kısım
Toprak katı yoğunluğu S (g / cm3) - kuru toprak kütlesinin katı kısmının hacmine oranı veya katı (iskelet) toprak parçacıklarının birim hacminin kütlesi: S = M S / v S .
Organik maddelerin ve suda çözünür tuzların safsızlıklarını içermeyen belirli dağılmış toprak türlerinin katı parçacıklarının yoğunluğu oldukça sabit bir değerdir ve bu nedenle ortalama değerleri genellikle hesaplamalarda kullanılır: kumlar için - 2,65 g / cm 3; kumlu balçık - 2.70 g / cm3; tınlar - 2,71 g / cm3, killer - 2,74 g / cm3.
Toprakların katı parçacıklarının yoğunluğu esas olarak piknometrik yöntemle belirlenir. Yöntem, katı toprak parçacıklarının kütlesinin doğrudan tartılarak bulunması ve hacminin, katı parçacıkların hacmine eşit bir hacmi kaplayan sıvı kütlesi aracılığıyla bulunması gerçeğine dayanmaktadır.
Malzemeler: toprak, damıtılmış su
Gerekli ekipman: porselen havan ve tokmak, 2 numaralı elek, piknometre, kum banyosu, analitik terazi, pipet, filtre kağıdı, huni.
İlerlemek
1. Hava kuru haldeki bir toprak numunesi porselen havanda ezilir, ortalama 100-200 gr ağırlığında numune dörde bölünerek alınır ve 2 numaralı elekten elenir, elek üzerindeki kalıntı bir havanda öğütülür. harç ve aynı elekten elenir.
2. Karışık ortalama numuneden piknometre kapasitesinin her 100 ml'si için 15 g oranında toprak numunesi alınır ve 1 numaralı laboratuvar çalışmasına göre sabit ağırlığa kadar kurutulur. Ortalama bir numuneden, piknometre kapasitesinin her 100 ml'si için 5 g kuru toprak oranında turbalı toprak veya turbanın bir kısmı alınmalıdır, bu durumda bu en az 200 ml olmalıdır.
Higroskopik nem içeriğini belirledikten sonra toprağı havada kuru halde kullanmasına izin verilir.
3. Piknometreyi terazide tartın ( M" ).
4. Huniden alınan numuneyi dikkatlice piknometreye dökün.
5. Topraklı piknometrenin kütlesini belirleyin ( M 1 ).
6. Hava ile kuruyan toprağın kütlesini belirleyin
(M = M 1 - M" ).
7. Kesinlikle kuru toprağın kütlesini belirleyin (higroskopik nem için doğru, W G) aşağıdaki formüle göre:
M 0 = M/(1+0,001 W G ).
8. Piknometreye hacminin ½'si kadar damıtılmış su dökün, birkaç kez hafifçe çalkalayın.
Pirinç. 4.1. Kum banyosunda piknometre.
9. Emilmiş havayı çıkarmak ve agregaları ayırmak için toprağı bir kum banyosunda (Şekil 4.1) suyla kaynatın. Süspansiyonu damlatmadan kumlu topraklarda 30 dakika, tınlı ve killi topraklarda 1 saat kaynatın. Köpük oluşursa, banyo sıcaklığını düşürün.10. Piknometrenin hafifçe soğumasını bekleyin, ölçüm hattına damıtılmış su ekleyin ve son olarak bir su banyosunda oda sıcaklığına soğutun.
11. Damla damla damıtılmış su ekleyerek, süspansiyonun menisküsünün alt kenarını kesinlikle piknometrenin ölçüm çizgisi seviyesinde ayarlayın. Piknometrenin dışını filtre kağıdı ile iyice silin ve tartın ( M 2 ).
12. Piknometrenin içeriğini boşaltın, piknometreyi iyice durulayın, çizgiye kadar damıtılmış su dökün ve tartın ( M 3 ).
13. Elde edilen verilere dayanarak, aşağıdaki formülü kullanarak yoğunluğu hesaplayın:
ρ S = M 0 /(M 0 + M 3 - M 2 · ρ w ),
Nerede ρ w- suyun yoğunluğu.
14. Tespit iki piknometrede paralel olarak yapılacaktır. İki paralel belirleme arasındaki tutarsızlıklar 0,02 g/cm3'ten fazla olmamalıdır. Nihai yoğunluk değeri için tespit sonuçlarının aritmetik ortalamasını alın.
15. Bu tanımları tablo 1'e girin.
Tablo 1.
Katı Yoğunluk Tablosu
|
Örnek No. |
piknometre sayısı |
Higroskopik nem, % |
Yoğunluk, g / cm3 |
||||||||
|
piknometre |
topraklı piknometre |
kuru toprak |
higroskopik nem için ayarlanmış toprak |
toprak ve su ile piknometre |
su ile piknometre |
Ortalama değer |
|||||
|
M" |
M 1 |
W G |
M 0 |
M 2 |
M 3 |
||||||