Способ определения плотности крупнообломочных грунтов Советский патент 1986 года по МПК G01N33/24 

Изобретение относится к строительству и может быть использовано для контроля качества уплотнения крупнообломочных грунтов в гидротехнических и дорожных насыпях, основания зданий и сооружений. Цель изобретения - снижение трудоемкости и повышение точности. На фиг. 1 - 3 приведены схемы устройства, используемого для реализации способа в различные моменты его осуществления. Устройство включает эластичный баллон 1, опорную плиту 2 с направляющим цилиндром 3, в котором перемещается цилиндрический поршень 4 со шкалой 5 на боковой поверхности. Эластичный баллон 1 снабжен клапа-. ном 6 с трубкой 7, через которую он сообщен с источником рабочего вещества (воздуха), например с автомобильным насосом (не показан), Для нагружения поршня 4 используют мерный груз 8 и массу грунта в ящике 9 Определение плотности крупнообломочного грунта предлагаемым способом проводят следующим образом. В слое грунта 10 открывают лунку 11 и извлеченньм грунт помещают в ящик 9. Б. лунке 11 размещают эластичный баллон 1 и покрывают ее опорной плитой 2 с направляющим ци.линдром 3, содержащим поршень 4. Эластич ный баллон 1 через клапан 6 и трубк 7 соединяют с автомобильным насосом и заполняют его воздухом до тех пор пока основание поршня 4 окажется в одной плоскости с нижней поверхность опорной плиты 2 (фиг, 1), Массу поршня 4 (Q,.) выбирают такой, чтобы J:oздaвaeмoe им в эластичном баллоне 1 давление превьшало ат мосферное (Р) на 0,02-0,03 атм, что обеспечивает полное заполнение лунки 11 воздухом. При этом размеры эластичного баллона 1 должны превы:юать в 1,5-2 раза размеры лунки 11. После занятия поршнем 4 начально го положения на нем размещают мерный груз 8 и по шкале 5 измеряют глубину погружения (h) поршня 4 в эластичный баллон 1 под .воздействием сум&1аркой массы поршня и мерного груза 8 (Q) (фиг, 2), Затем мерный груз 8 снимают и на поршень 4 размещают ящик 9 с извлеченным из лунки 11 грунтом (массой Q) , по шкале 5 измеряют 02 погружения (h,) поршня 4 в эластичный баллон 1 под действием суммарной массы поршня 4 и грунта (Q +Q), Так как измерения производят с постоянной массой воздуха при постоянной температуре,, из закона БойляМариотта следуют равенства где Р, , Р, РЗ - давления; V, . „ 2, Vj - объемы воздз а в шурфе соответственно при начальном положении поршня 4, после его нагрулсения мерным грузом 8 и после установки ящика 9 с извлеченным из шурфа грунтом, .Принимая V - объем лунки- 11; S площадь основания поршня 4, S-h уменьшение объема воздуха в лунке после размещения на поршне 4 мерного хруза 8, Shx - уменьшение объема воздуха в шурфе, после размещения на поршне 4 извлеченного грунта, уравнения (1) и (2) можно записать в следующем виде: (Р„ + |i-)V, (Р, + 1) (V,-Ssh) ; (3) (РО+ -|)v,(P, + 2ii9i)(v,-s.h,), (4) После преобразования уравнений (3) и (4) объем лунки 11 (V) и массу извлеченного из нее грунта (Q). можно определить из выражений: PC S + Q; Q.-Qi ЬЛРо S + Q,) g2j.s.+Q.-h Q,-Q. Поскольку плотность крупнообломочного грунта f -Я, у V то подставляя выражение Q и V из формулы (5) и (6) в (7) и введя постоянньй коэффициент РО S + Q, Рг - Q, получают формулу, подставив в которута измереншле параметры определяют f г Р h,( + Q,) J TKh-hv)K-Sh Пример. Для определения плот ности крупнообломочного грунта с ра мером обломков до 50 мм отрывают лунку размером около 350 х 350 х 350 мм i Номинальный диаметр эластичного баллона должен быть не менее 550 мм. Размеры поршня: диаметр195 мм, дли на 500-600 мм, площадь основания 30000 мм, масса поршня 6 кг, масса мерного груза 6-9 кг. Масса извлекаёмого из шурфа грунта может быть 40-90 кг. При осуществлении предлагаемым способом измерительных операций значения h 25-40 мм, а h, 200300 мм. Затраты времени на одно определение плотности составляют 1,0 ч включая расчет по формуле (9). Погрешность измерения плотности составляет +0,02 г/см. Предлагаемый способ позволяет полностью исключить использование инвентарных рабочих веществ (жидких и сыпучих) при определении плотности крупнообломочных грунтов, что осо бенно важно в зимних условиях, а так же отказаться от применения различны измерительных приборов (мерных баков манометров, весов). Кроме того, исключаются операгщи извлечения баллона из шурфа и размещения его в мерном сосуде, что повышает надежность способа и производительность труда. Формула изобретения Способ определения плотности круп нообломочных грунтов, включающий отрывку в грунте лунки, размещение в нег эластичного баллона, заполнение его воздухом, определение объема лунки и массы извлеченного из нее грунта по изменению объема и давления воздуха в баллоне путем погружения в него цилиндрического поршня с размещенной на нем массой извлеченного грунта и измерением глубины его погружения и расчет плотности грунта по полученным данным, отличающ и и с я тем, что, с целью снижения трудоемкости и повышения точности, цилиндрический поршень диаметром меньше лунки погружают в эластичный баллоН, находящийся в лунке, дополнительно размещают на цилиндрическом поршне мерный груз и измеряют глубину погружения поршня с грузом в эластичный баллон, а плотность крупнозернистого грунта (в кг/м) рассчитьтают по формуле р hy(Po S + Q) J (K-h - h)K-S-h где h и hy - глубина погружения поршня в эластичный баллон под воздействием соответственно мерных груза и массы извлеченного из лунки грунта, м; S - площадь основания поршня, м ; Рр - атмосферное давление, Q - масса поршня, кг; Q - суммарная масса поршня и мерного груза, кг, ,РО- S+Q постоянный коэффициент. Qa-Qi

Изобретение относится к области .строительства и направлено на снижение трудоемкости и повьшение точности определения плотности крупнообломочных грунтов при контроле качества их уплотнения в дорожных насыпях, основаниях зданий и т.п. Для этого в исследуемом грунте отрывают лунку, размещают в ней эластичный баллон 1 и накрывают опорной плитой 2 с направляю1цим цилиндром 3, содержащим цилиндрический поршень 4 с массой Q и площадью основания S. Затем заполняют эластичный баллон 1 воздухом и далее размещают на поршне 4 последовательно мерный груз 8 и извлеченный из лунки .11 грунт, измеряя глубину погружения поршня 4 в эластичный баллон 1 h и hx под воздействием соответственно мерного груза и массы извлеченного из лунки грунта . Плотность крупнообломочного грунСО та р рассчитывают по формуле f h, (РО S+Q,)/(Xh-h,);l Sh, кг/м, где Р„ - атмосферное давление, кг/м, Qj - суммарная масса поршня и мерного груза, кг, к РО s-Kj /QJ-Q 1 постоянный коэффициент, 3 ил. Ю