ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ И ВЛАЖНОСТИ ГРУНТОВ ЗЕМЛЯН0Г0 ПОЛОТНА ПРИБОРОМ Н.П. КОВАЛЕВА

Общие положения. Прибор Н.П.Ковалева пред­назначен для ускоренного определения плотности и влажности грунтов земляного полотна в полевых условиях.

Точность определения степени уплотнения прибором Н.П.Кова­лева зависит от содержания в грунте зерен крупнее 2 им (при наличии зерен крупнее 2 им свыше % точность определения снижа­ется). При вдавливании пробобрателя несколько нарушается сложение грунта, что также влияет да точность испытания. И, нако­нец, для пользования прибором необходима вода.

Расчет шкал плотномера-влагомера произведен из предположения, что удельные плотности испытываемых грунтов будут коле­баться в незначительных пределах. Следовательно, результаты определения влажности к плотности скелета грунтов плотномером-влагомером Н.Я.Ковалева будут достоверны лишь при совпадении фактических удельных плотностей исследуемых грунтов со значени­ями, принятыми при расчете шкал. Если разница между этими вели­чинами превышает 0,05 г/см³, объемную плотность скелета грунта γ_ск полученную по показаниям прибора, необходимо пересчитать на фактическую плотность скелета грунта по формуле

γ_ск^ф= ,

где γ_s - фактическая удельная плотность грунта.

Продолжительность испытания одного образца составляет около 30 мин, что в несколько раз быстрее определения влаж­ности в массе грунта методом высушивания в термостате, но в несколько раз больше, чем при применении радиометрических ме­тодов.

Качество уплотнения проверяют для каждого слоя в отдель­ности. Если толщина отсыпанного слоя не превышает 20 см, то в каждой точке пробу грунта по высоте слоя берут в двух местах - вверху и внизу, а при толщине слоя более 20 см - в трех пестах: вверху, в середине и внизу слоя. Чтобы достигнуть однородной плотности грунта отбирает образцы из расчета на каждые 500 и³ земляных работ, в случае засыпки траншей и устройства песча­ного подстилавшего слоя плотность определяют через каждые 5-8 и длины участка.

Оборудование. Прибор Н.П. Ковалева (рис.3), ре­жущее кольцо объемом 200 см³, насадка для вдавливания режущего кольца, нож.

Прибор состоит из двух основных частей: поплавка 4 с труб­кой II и сосуда I. На трубке нанесены четыре шкалы Вл, Ч, П и Г служащие для определения соответственно плотности влажных грун­тов, плотности скелета черноземных, песчаных и глинистых грун­тов. Цена деления всех шкал - 0,01 г/см³.

К вспомогательным принадлежностям прибора относятся: режу­щее

кольцо 13 с крышкой 1С, Футляр 5 (с крышкой 6 и замками 9) для упаковки прибора и выполняющий роль сосуда для воды при испытаниях.

Рис. 3. Влагомер-плотномер Н.П. Ковалева

I - сосуд для грунта: 2 - замок,

сосуда; 3 - замок поплавка:

4 - поплавок; 5 - футляр; 6 - ручка:

7 - направляющее кольцо;

8 - крышка футляра; 9 - замок футляра; 10 - воронка; II - трубка поплавка; J2 - перегородка;

13 - режущее кольцо; 14 - дробь;

15 - пробка; 16 - крышка;

17 - кольцо из резиновой трубки

Режущее кольцо служит для отбора пробы грунта объемом 200 см³. Крышка ревущего кольца применяется при прове­дении испытаний с сыпучими или текучими грунтами.

Проверка правильности тариро­вания прибора.

1. Пустое режущее кольцо устанавливают в нижнюю часть поплавка.

2. К поплавку с помощью трех замков присоединяют сосуд.

3. Поплавок с сосудом и режущим кольцом погружают в воду, налитую в ведро-футляр.

4. По шкале "Вл" берут отсчет. В правильно оттарированном приборе он должен быть равен 1,2 г/см³. Если отсчет не совпа­дает, то глубина погружения поплавка в воду регулируется тарировочными грузами (металлическими пластинками), находящиеся в нижней части поплавка.

Подготовка пробы.

1. Пробу исследуемого грунта берут с помощью режущего кольца (грунтоноса). Для это­го на месте испытания выравнивают площадку размером 0,15 х 0,15 м.

2. Ставят режущее кольцо на подготовленную площадку и с помощью насадки погружают его в грунт до полного заполнения с избытком 3-4 мм.

3. Извлекай режущее кольцо с грунтом, подрезая его снизу. Зачищают нижнюю и верхнюю поверхности грунта вровень с режущей и верхней кромкой кольца, а также очищают режущее кольцо от на­липшего грунта.

Ход работы. Работу выполняют в три приема: 1) опре­деляет плотность влажного грунта по шкале "Вл"; 2) определяют плотность скелета грунта по одной из трех шкал "П", «Г", Ч" в зави­симости от вида грунта (песок, глина, чернозем); 3) рассчитывают характеристики грунта.

Процесс определения плотности влажного грунта.

1. Режущее кольцо с грунтом устанавливают на нижнюю крышку поплавка, плотно закрывая ее зам­ками.

2. Поплавок, погружают в ведро-футляр с водой.

3. По шкале с меткой "Вл" на уровне воды в футляре делают отсчет, который и будет соответствовать плотности исследуемого грунта.

Процесс определения плотности скелета грунта.

1. Пробу грунта из грунтоноса пере­носят полностью в сосуд.

2. В сосуд с грунтом наливают воду на 2/3 его высоты. Грунт тщательно растирают в воде деревянной ручкой нока до получения однородной суспензии, что способствует удалению воздуха и соеди­нению грунтовой влаги с налитой в сосуд водой.

3. Сосуд с помощью замков соединяют с поплавком (без грунто­носа). Между поплавком и сосудом должен быть зазор 1-2 мм для свободного поступления воды в сосуд и выхода из него воздуха.

4. Поплавок с подвешенным сосудом погружают в воду, нали­тую в ведро-футляр. Вода через зазор между поплавком и сосудом наполнит остальное пространство сосуда, и поплавок с сосудом по­грузится в воду на определенную глубину.

5. По одной из шкал "П", «Г", «Ч" в зависимости от типа грун­та берут отсчет, который и будет соответствовать плотности ске­лета исследуемого грунта.

Расчет характеристик грунта.

По данным определения для каждого опыта и по формулам определяют пористость грунта

где γ_s - удельная плотность грунта; при расчете шкал приняты постоянные значения удельных плотностей для глинистых, песча­ных и гумусированных грунтов, соответственно 2,70; 2,65; 2,60 г/см³; γ_ск- плотность скелета грунта .

Коэффициент пористости грунта

,

Влажность грунта

,

где - плотность влажного грунта;

Полная влагоемкость грунта

,

Степень влажности грунта

.

Определения проводят не менее чем на трех образцах. По результатам этих определений вычисляют средние арифметические значения искомых показателей. Все расчеты записывают в табл.10.

Таблица 10

Форма записи данных исследований грунта прибором Ковалева

Грунт__________________

 

Наименование показателей	Определения	Среднее значение
Плотность влажного грунта , г/см3 Плотность скелета грунта ск, г/см3 Пористость грунта п Коэффициент пористости e Влажность W , % Полная влагоемкость Wn,% Степень влажности G