Способ определения максимальной плотности грунта Советский патент 1983 года по МПК E02D1/00 G01N9/02 

Изобретение относится к исследованию физико-механических свойств грунтов и предназначено для определения максимальной плотности грунта в лабораторных условиях, Известен способ определения макси мальвой плотности грунта, включающий последовательную, в три приема засыпку грунта б рабочий цилиндр с уплотнением грунта после каждой засыпки падающим грузом, срез слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра, взвешивание и вычисление плотности 1. Однако данный способ трудоемок, так как засыпка и уплотнение грунта осуществляются в три приема, что вызвано стремлением снизить величину погрещности, накладываемой величиной слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра. На уплотнение этого слоя затрачивается энергия, предназначенная для грунта, в , равном объему рабочего цилиндра. Следовательно, наличие этого слоя служит причиной образования погрешности результатов испытания. Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигаемому э.ффекту является способ определения максимальной плотности грунта, включающий одноразовую засыпку грунта в рабочий цилиндр, уплотнение его определенным количеством ударов падающего груза, срез слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра, взвещивание уплотненного грунта и вычисление максимальной плотности по формуле 2. Трудоемкость известного способа снижена по сравнению с предыдущим за счет одноразовой засыпки грунта, но максимальная величина погрешности испытаний также, высока и достигает 9%. Кроме того, максимальная высота срезаемого слоя не должна превышать 5 мм (в предыдущем способе она равна 10 мм), что часто приводит к повторным засыпке и уплотнению грунта, вызванным трудностью определения необходимой массы засыпаемого грунта. Цель изобретения - повышение точности результатов испытания. Поставленная цель достигается тем, что согласно способу определения максимальной плотпости грунта, включающему одноразовую засыпку грунта в рабочий цилиндр, уплотнение его определенным количеством ударов падающего груза, срез слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра, взвешивание уплотненного грунта и вычисление максимальной плотности по формуле, после уплотнения грунта замеряют объем слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра, и дополнительно наносят удары грузом, чшество которых определяют по зависимое)и А„ П(у4ДУ) аТ1 ---у--71, где Лп- количество дополнительных ударов; п- количество основных ударов; V-Объем грунта в рабочем цилиндре; дУ-объем слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра. На чертеже изображен прибор для осуществления предлагаемого способа. Прибор состоит из контейнера, включающего поддон 1, рабочий цилиндр 2 и насадку 3, которые разъемно связаны между собой и имеют одинаковые внутренние диаметры, а также наковальни 4 и падающего груза 5, скользящего по стержню 6. Кольцо 7 является ограничителем, с помощью которого устанавливается высота падения груза 5, а в насадке 3 установлен измеритель 8 с миллиметровыми деления.ми, общая высота которого равна высоте насадки за вычетом толщины наковальни. В рабочий цилиндр 2 в один прием загружают подготовленный грунт, на который устанавливают наковальню 4 и уплотняют грунт ударами падающего груза 5 (число наносимых ударов п определенное и зависит от вида грунта). Затем на наковальню 4 устанавливает измеритель 8, и его начальное деление поднимается над верхним торцом насадки 3. Величина этого подъема, отсчитанная по шкале измерителя в миллиметрах, соответствует толщине слоя грунта, .превышающего уровень верхнего торца рабочего цилиндра 2. Ввиду того, что внутренние диаметры рабочего цилиндра и насадки равны, производят замер не объема срезаемого слоя, а его высоты. После замера высоты слоя дополнитель .но наносят удары по наковальне. Количе ство дополнительных ударов определяют nt зависимости ),у, где 4 т - количество дополнительных ударов; л-количество основных ударов; V-объем грунта в рабочем цилиндре; U v-объем слоя грунта, превышающего уровень верхнего торца рабочего цилиндра. Нанесение количества дополнительных ударов по грунту основано на интерполировании числа ударов падающего груза при трамбовании различного объема грунтовой массы, обусловленного наличием слоя среза уплотненного грунта. Так как слой среза rjJyHTa всегда имеет различную толщину, то различным объемам грунта передается одинаковое количество энергии А, сообщаемое основными ударами п. Нанесение дополнительных ударов лп, количество которых кратно объему срезаемого слоя UV, обеспечивает одинаковую удельную энергию А„, при уплотнении различных объемов грунта.

После нанесения дополнительных ударов снимают насадку 3, срезают грунт заподлицо с верхним торцом рабочего цилиндра 2, взвешивают контейнер с грунтом и рассчитывают плотность испытываемого грунта по известной формуле.

В лабораторных условиях проводят испытание грунта путем загрузки отобранных и доувлажненных до исходной влажности проб грунта массой 900 г в прибор, у кото,рого диаметр рабочего цилиндра 100 и 42 мм, а рабочий объем 330 см.

После одноразовой засьШкй грунта проводят его уплотнение основным числом ударов (п 40) грузом, масса которого 2,5 кг, а высота падения 300 мм. С помощью измерителя определяют слой грунта, находящегося в насадке и подлежащего удалению. По толщине этого слоя по вышеприведенной формуле определяют дополнительное число

ударов Ап. Экспериментально установлено, что для предлагаемого прибора на 1 мм ере-, заемого слоя грунта должен приходиться один дополнительный удар. После нанесения дополнительных ударов насадку снимают, удаляют грунт заподлицо с верхним торцом рабочего цилиндра и взвешивают последний. Расчет плотности проводят по известным формулам.

Проводят серию испытаний, толщина среld заемого слоя колеблется в пределах О- .10 мм. По данным испытаний видно, что величина погрешности растет с ростом толщины срезаемого слоя Грунта но даже при 10 мм составляет 2,12%.

Использование предлагаемого изобрете. ния позволяет снизить максимальную величину относительной погрешности с 9 до 2,12%. В то время практически ис; ключаются перемеры, так как допускаемая величина толщицы срезаемого слоя грунта может достигать 247о от высоты рабочего

70

цилиндра.

СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ МАКСИМАЛЬНОЙ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА, включающий одноразовую засыпку грунта в рабочий цилиндр, уплотнение его определенным количеством ударов падающего груза; срез слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра, взвешивание уплотненного грунта и вычисление максимальной плотности по формуле, отличающийся тем, что, с целью повышения -ТОЧНОСТИ результатов испытания, после уплотнения грунта замеряют объем слоя грунта, выступающего над верхним торцом ра.бочего цилиндра, и дополнительно наносят удары грузом, количество которых определяют по зависимости .; дп -ш -ЬУ-п, где Дп - КбЛИчествб дополнительных ударов; П -количество основных ударов; V -объем грунта в рабочем цилиндре; лУ -объем слоя грунта, выступающего над верхним торцом рабочего цилиндра.