Лабораторная работа № 3 Опреде­ление максимальной плотности скелета грунта и оптимальной влаж­ности грунта

Цель работы: Опреде­ление максимальной плотности скелета грунта и оптимальной влаж­ности грунта с помощью прибора Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов (ПСУ). Оценка правильности полученного результата.

Теоретическая часть

Работа выполняется в соответствии с ГОСТ 22733-77 и распространяется на глинистые, песчаные и гравийные грунты.

Метод заключается в установлении зависимости плотности скелета грунта от его влажности при трамбовании образцов с постоянной затратой работы на их уплотнение и в определении по этой зависимости максимальной величины плотности скелета грунта ρ_max.

Максимальная плотность ρ_max – наибольшее значение плотности, определяемое по графику зависимости плотности грунта от его влажности при трамбовании образца с постоянной затратой работы на их уплотнение.

Оптимальная влажность W_опт – влажность, при которой достигнута максимальная плотность грунта.

Испытание грунтов осуществляют в приборе Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов (см. приложение 1) путем послойного трамбования грунта ударами груза массой 2,5 кг, пада­ющего с высоты 300 мм; при этом общее число ударов должно сос­тавить 120.

Для установления зависимости плотности скелета грунта от его влажности проводят серию отдельных испытаний (не менее шести) грунта на уплотнение с последовательным увеличением его влажности. Ре­зультаты испытаний представляют в виде графика (см. приложение 2).

Материалы: образцы грунта

Необходимое оборудование: прибор Союздорнии для стандартного уплотнения грунтов; весы лабораторные; ступка с пестиком, снабженным резиновым наконечником; шкаф сушильный; сито с отверстиями 10 мм; чашки металлические емкостью не менее 5 л; цилиндры мерные с носиком емкостью 100 и 500 мл; лопаточка мастерок; линейка металлическая длиной 30 см; штангенциркуль; нож лабораторный; бюксы.

Ход работы

Подготовка к испытаниям

1. Размельчают воздушно-сухой грунт в ступке пестиком с резиновым наконечником.

2. Просеивают грунт сквозь сито с отверстиями размером 10 мм и отбирают грунт, прошедший сквозь сито, массой (m₁) 2,5 кг.

3. Отбирают пробы массой не менее 30 г из грунта, прошедшего сквозь сито, для определения гигроскопической влажности (W₁).

4. Отобранные отдельные пробы грунта доувлажняют до исходной влажности (W₂), принимаемой равной 4% для песчаных, гравий­ных грунтов и 8% для глинистых грунтов. Необходимое для доувлажнения пробы грунта количество воды (Q) определяют по формуле:

Q=0,01(W₂-W₁)·m₁/(1+0,01W₁), (1)

где Q – количество воды, г;

m₁ – масса грунта для испытания, г;

W₁ – влажность грунта первоначальная (гигроскопическая), %;

W₂ – исходная влажность грунта, %.

5. Вводят в пробы грунта рассчитанное количество воды и тщательно перемешивают лопаточкой-мастерком.

Подготовка прибора

6. Устанавливают цилиндр в поддон, не зажимая его винтами; устанавливают кольцо на бортик цилиндра; зажимают цилиндр попеременно винтами поддона и кольца; проверяют размеры цилиндра штангенциркулем; при этом внутренний диаметр и глубина должны быть равны соответствен­но 100 и 127 мм; определяют массу (m₂) собранного контейнера (цилиндр с под­доном и кольцом) с погрешностью до 1 г и заносят данные в жур­нал.

Проведение испытаний

7. Испытания грунта проводят последовательно с отдельными пробами грунта. Влажность пробы при первом испытании должна равняться первоначальной (гигроскопической W₁).

8. При каждом после­дующем испытании влажность следует увеличивать на 2% для песчаных, гравийных грунтов и 3 % для глинистых грунтов. Ко­личество воды для доувлажнения пробы определяют по формуле (1), принимая в ней за m₁ — массу грунта, оставшегося от предыдущего испытания, а за W₁ и W₂ — соответственно влажности, задаваемые при предыдущем и очередном испытаниях. Результаты по определению количества воды заносят в таблицу 1.

Таблица 1