ГОСТ 22733-2002. Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности. Журнал уплотнения грунта

ГОСТ 22733-2002

ГОСТ 22733-2002

Группа Ж39

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения максимальной плотности

SOILS

Laboratory method for determination of maximum density

____________________________________________________________________Текст Сравнения ГОСТ 22733-2002 с 22733-2016 см. по ссылке.- Примечание изготовителя базы данных.____________________________________________________________________

ОКС 13.080

Дата введения 2003-07-01

1 РАЗРАБОТАН Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (ФГУП "СоюздорНИИ")ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 24 апреля 2002 г.За принятие проголосовали

Наименование государства	Наименование органа государственного управления строительством
Азербайджанская Республика	Госстрой Азербайджанской Республики
Республика Армения	Министерство градостроительства Республики Армения
Кыргызская Республика	Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики
Республика Молдова	Министерство экологии, строительства и развития территорий Республики Молдова
Российская Федерация	Госстрой России

3 ВЗАМЕН ГОСТ 22733-77

4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 27 декабря 2002 г. N 170Внесена опечатка, опубликованная в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 3, 2010 г.Опечатка внесена изготовителем базы данных.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на природные и техногенные дисперсные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности сухого грунта и соответствующей ей влажности при их исследовании для строительства.Стандарт не распространяется на органо-минеральные и органические грунты и грунты, содержащие частицы крупнее 20 мм.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условияГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условияГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условияГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристикГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытанийГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условияГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцовГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условияГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования________________* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 25100-95 Грунты. КлассификацияГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования________________* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.ГОСТ 30416-96* Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.________________* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 30416-2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

3 Определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.Максимальная плотность (стандартная плотность) - наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения.Оптимальная влажность - значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.Стандартное уплотнение - послойное (в три слоя) уплотнение образца грунта с постоянной работой уплотнения.График стандартного уплотнения - графическое изображение зависимости изменения плотности сухого грунта от влажности при испытании методом стандартного уплотнения.Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 5180, ГОСТ 12071, ГОСТ 25100, ГОСТ 30416.

4 Общие положения

4.1 Метод стандартного уплотнения заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта.Результаты испытания оформляют в виде графика стандартного уплотнения.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам и лабораторным помещениям приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытания грунта методом стандартного уплотнения используют образцы грунта нарушенного сложения, отобранные из горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), в обнажениях или в складируемых массивах предполагаемого для использования в сооружениях грунта в соответствии с требованиями ГОСТ 12071.

4.4 Число последовательных испытаний грунта при увеличении его влажности должно быть не менее пяти, а также достаточным для выявления максимального значения плотности сухого грунта по графику стандартного уплотнения.

4.5 Допустимое расхождение между результатами параллельных определений, полученными в условиях повторяемости, выраженное в относительных единицах, не должно превышать для максимального значения плотности сухого грунта 1,5%, для оптимальной влажности - 10%.Если расхождения превышают допустимые значения, следует проводить дополнительное испытание.

5 Оборудование и приборы

5.1 В состав установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения должны входить:устройство для механизированного или ручного уплотнения грунта падающим с постоянной высоты грузом;форма для образца грунта.Принципиальная схема установки приведена в приложении А.Примечание - Допускается применять установки других конструкций при условии проведения сопоставительных испытаний для каждой разновидности грунта.

5.2 Конструкция устройства для уплотнения грунта должна обеспечивать падение груза массой (2500±25) г по направляющей штанге с постоянной высоты (300±3) мм на наковальню диаметром (99,8-0,2) мм. Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не более* 1,5.________________ * Письмом Росстандарта от 19.01.2018 г. N АШ-599/03 разъясняется, что "В пункте 5.2 допущена опечатка". Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не менее 1,5. - Примечание изготовителя базы данных.

5.3 При механизированном способе уплотнения в состав устройства должен входить механизм подъема груза на постоянную высоту и счетчик числа ударов.

5.4 Форма для образца грунта должна состоять из цилиндрической части, поддона, зажимного кольца и насадки.

5.5 Цилиндрическая часть формы должна иметь высоту (127,4±0,2) мм и внутренний диаметр (100,0+0,3) мм. Временное сопротивление металла цилиндрической части формы должно быть не менее 400 МПа. Цилиндрическая часть формы может быть цельной или состоящей из двух разъемных секций.

5.6 Установка должна размещаться на жесткой горизонтальной плите (бетонной или металлической) массой не менее 50 кг. Отклонение поверхности от горизонтали не должно быть более 2 мм/м.

5.7 При испытании грунта методом стандартного уплотнения применяют следующие средства измерения, вспомогательное оборудование и инструменты:весы для статического взвешивания на 2-5 кг среднего класса точности по ГОСТ 29329;весы лабораторные на 0,2-1,0 кг 4-го класса точности по ГОСТ 24104;линейка длиной не менее 300 мм по ГОСТ 427;цилиндры мерные вместимостью 100 мл и 50 мл с ценой деления не более 1 мл по ГОСТ 1770;чашки металлические для испытаний вместимостью 5 л;стаканчики для взвешивания ВС-1 с крышками;устройство растирочное или ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147;шкаф сушильный;набор сит с диаметром отверстий 20, 10 и 5 мм;эксикатор Э-250 по ГОСТ 23932;шпатель металлический;нож лабораторный с прямым лезвием длиной не менее 150 мм.

5.8 Лабораторные весы должны обеспечивать взвешивание грунта и формы в процессе испытания с погрешностью ±1 г.

5.9 Средства измерений должны пройти поверку или калибровку, а испытательное оборудование должно быть аттестовано в установленном порядке.

6 Подготовка к испытанию

6.1 Подготовка пробы грунта

6.1.1 Необходимая для подготовки пробы грунта масса образца грунта нарушенного сложения при естественной влажности должна быть не менее 10 кг при наличии в грунте частиц крупнее 10 мм и не менее 6 кг - при отсутствии частиц крупнее 10 мм.

6.1.2 Представленный для испытания образец грунта нарушенного сложения высушивают при комнатной температуре или в сушильном шкафу до воздушно-сухого состояния. Высушивание в сушильном шкафу несвязных минеральных грунтов допускается производить при температуре не более 100 °С, связных - не более 60 °С. В процессе сушки грунт периодически перемешивают.

6.1.3 Размельчают агрегаты грунта (без дробления крупных частиц) в растирочном устройстве или в фарфоровой ступке.

6.1.4 Грунт взвешивают () и просеивают через сита с отверстиями диаметром 20 мм и 10 мм. При этом вся масса грунта должна пройти через сито с отверстиями диаметром 20 мм.

6.1.5 Взвешивают отсеянные крупные частицы ().Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет 5% и более, дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 10 мм. Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет менее 5%, производят дальнейшее просеивание грунта через сито с отверстиями диаметром 5 мм и определяют содержание частиц крупнее 5 мм. В этом случае дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 5 мм.

6.1.6 Из отсеянных крупных частиц отбирают пробы для определения их влажности и средней плотности частиц по ГОСТ 8269.0.

6.1.7 Из грунта, прошедшего через сито, отбирают пробы для определения его влажности в воздушно-сухом состоянии по ГОСТ 5180.

6.1.8 Вычисляют содержание в грунте крупных частиц

, %, с точностью 0,1% по формуле

, (1)

где - масса отсеянных крупных частиц, г; - влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %; - масса образца грунта в воздушно-сухом состоянии, г; - влажность отсеянных крупных частиц, %.

6.1.9 Отбирают из просеянного грунта методом квартования пробу грунта для испытания () массой 2500 г.Допускается проводить весь цикл испытаний с использованием одной отобранной пробы.При испытании грунтов, содержащих частицы, легко разрушающиеся при уплотнении, отбирают несколько отдельных проб. В этом случае каждую пробу испытывают только один раз.

6.1.10 Помещают отобранную пробу в металлическую чашку для испытаний.

6.1.11 Рассчитывают количество воды , г, для доувлажнения отобранной пробы до влажности первого испытания по формуле

, (2)

где - масса отобранной пробы, г; - влажность грунта для первого испытания, назначаемая по таблице 1, %; - влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %.

Таблица 1

Грунты	Влажность грунта для первого испытания, %
Песок гравелистый, крупный и средней крупности	4
Песок мелкий и пылеватый	6
Супесь, суглинок легкий	6-8
Суглинок тяжелый, глина	10-12

6.1.12 В отобранную пробу грунта вводят рассчитанное количество воды за несколько приемов, перемешивая грунт металлическим шпателем.

6.1.13 Переносят пробу грунта из чашки в эксикатор или плотно закрываемый сосуд и выдерживают ее при комнатной температуре не менее 2 ч для несвязных грунтов и не менее 12 ч - для связных грунтов.6.2 Подготовка установки для испытания

6.2.1 Взвешивают цилиндрическую часть формы ().

6.2.2 Устанавливают цилиндрическую часть формы на поддон, не зажимая ее винтами.

6.2.3 Устанавливают зажимное кольцо на верхний бортик цилиндрической части формы.

6.2.4 Зажимают цилиндрическую часть формы попеременно винтами поддона и кольца.

6.2.5 Протирают внутреннюю поверхность формы ветошью, смоченной керосином, минеральным маслом или техническим вазелином.

6.2.6 Устанавливают собранную форму на плиту основания.

6.2.7 Проверяют соосность направляющей штанги и цилиндрической части формы и свободный ход груза по направляющей штанге.

7 Проведение испытания

7.1 Испытание проводят, последовательно увеличивая влажность грунта испытываемой пробы. При первом испытании влажность грунта должна соответствовать значению, установленному в 6.1.11. При каждом последующем испытании влажность грунта следует увеличивать на 1-2% для несвязных грунтов и на 2-3% - для связных грунтов.Количество воды для увлажнения испытываемой пробы определяют по формуле (2), принимая в ней за и соответственно влажности при предыдущем и очередном испытаниях.

7.2 Испытание пробы грунта проводят в следующем порядке:- переносят пробу из эксикатора в металлическую чашку и тщательно перемешивают;- загружают в собранную форму из пробы слой грунта толщиной 5-6 см и слегка уплотняют рукой его поверхность. Производят уплотнение 40 ударами груза по наковальне с высоты 30 см, зафиксированной на направляющей штанге. Аналогичную операцию производят с каждым из трех слоев грунта, последовательно загружаемых в форму. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего уплотненного слоя взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм. Перед укладкой третьего слоя на форму устанавливают насадку;- после уплотнения третьего слоя снимают насадку и срезают выступающую часть грунта заподлицо с торцом формы. Толщина выступающего слоя срезаемого грунта не должна быть более 10 мм.Примечание - Если выступающая часть грунта превышает 10 мм, необходимо выполнить дополнительное число ударов из расчета один удар на 2 мм превышения.

7.3 Образующиеся после зачистки поверхности образца углубления вследствие выпадения крупных частиц заполняют вручную грунтом из оставшейся части отобранной пробы и выравнивают ножом.

7.4 Взвешивают цилиндрическую часть формы с уплотненным грунтом () и вычисляют плотность грунта , г/см, по формуле

, (3)

где - масса цилиндрической части формы с уплотненным грунтом, г; - масса цилиндрической части формы без грунта, г; - вместимость формы, см.

7.5 Извлекают из цилиндрической части формы уплотненный образец грунта. При этом из верхней, средней и нижней частей образца отбирают пробы для определения влажности грунта () по ГОСТ 5180.Извлеченный из формы грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, измельчают и перемешивают. Размер агрегатов не должен превышать наибольшего размера частиц испытываемого грунта.Повышают влажность пробы согласно 7.1. После добавления воды грунт тщательно перемешивают, накрывают влажной тканью и выдерживают не менее 15 мин для несвязных грунтов и не менее 30 мин - для связных грунтов.

7.6 Второе и последующие испытания грунта следует проводить в соответствии с 7.2-7.5.

7.7 Испытание следует считать законченным, когда с повышением влажности пробы при последующих двух испытаниях происходит последовательное уменьшение значений массы и плотности уплотняемого образца грунта, а также, когда при ударах происходит отжатие воды или выделение разжиженного грунта через соединения формы.Примечание - Уплотнение однородных по гранулометрическому составу и дренирующих грунтов прекращают после появления воды в соединениях формы независимо от числа ударов при уплотнении образца.

7.8 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.

8 Обработка результатов

8.1 По полученным в результате последовательных испытаний значениям плотности и влажности грунта вычисляют значения плотности сухого грунта , г/см, с точностью 0,01 г/см по формуле

, (4)

где - плотность грунта, г/см;- влажность грунта при очередном испытании, %.

8.2. Строят график зависимости изменения значений плотности сухого грунта от влажности (приложение В). По наивысшей точке графика для связных грунтов находят значение максимальной плотности () и соответствующее ему значение оптимальной влажности ().

8.3 Для несвязных грунтов график стандартного уплотнения может не иметь заметно выраженного максимума. В этом случае значение оптимальной влажности принимают на 1,0%-1,5% менее влажности , при которой происходит отжатие воды. Значение максимальной плотности принимают по соответствующей ей ординате. При этом 1,0% принимают для песков гравелистых, крупных и средней крупности; 1,5% - для мелких и пылеватых песков.

8.4 Если в грунте содержались крупные частицы, которые перед испытанием согласно 6.1.5 были удалены из пробы, то для учета влияния их состава корректируют установленное согласно 8.2, 8.3 значение максимальной плотности сухого грунта по формуле

, (5)

где - плотность крупных частиц, г/см; - содержание крупных частиц в грунте, %.Значение оптимальной влажности грунта , %, определяют по формуле

. (6)

8.5. Для контроля правильности испытания связных грунтов строят "линию нулевого содержания воздуха", показывающую изменение плотности сухого грунта от влажности при полном насыщении его пор водой.Пары чисел и для построения "линии нулевого содержания воздуха" при плотности частиц грунта определяют, задаваясь значениями влажности, по формуле

, (7)

где - плотность частиц грунта, определяемая по ГОСТ 5180, г/см; - плотность воды, равная 1 г/см.Допускается принимать пары чисел и по приложению Г.Нисходящая часть графика стандартного уплотнения не должна пересекать "линию нулевого содержания воздуха".

8.6 При необходимости сравнения или приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора, допускается использовать переходные коэффициенты, приведенные в приложении Д.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое). Принципиальная схема установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ А(рекомендуемое)

1 - поддон; 2 - разъемная форма; 3 - зажимное кольцо; 4 - насадка; 5 - наковальня; 6 - груз массой 2,5 кг; 7 - направляющая штанга; 8 - ограничительное кольцо; 9 - зажимные винты; 10 - образец грунта

Рисунок А.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). Журнал испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б(рекомендуемое)

ОБЪЕКТ

Место отбора грунта

Глубина отбора грунта (м)

мощность слоя грунта (м)

Разновидность грунта

Дата отбора

Масса пробы грунта, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 20 мм (после размельчения)

, г

Данные по остатку на сите частиц (после просеивания пробы):

а) масса крупных частиц , г

б) влажность крупных частиц , %

в) средняя плотность крупных частиц , г/см

г) содержание крупных частиц в грунте , %

Влажность прошедшего через сито грунта , %

Масса отобранных для испытания проб грунта , кг

Максимальная плотность сухого грунта , г/см

Оптимальная влажность грунта , %

Максимальная плотность сухого грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм , г/см

Оптимальная влажность грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм , %

Дата испытания

(начало)

(конец)

Таблица Б.1

	Определение плотности				Определение влажности
	Масса, г					Масса, г			Влажность, %
N испы-тания	формы	формы с уплот-ненным грунтом	уплот-ненного грунта	Плот-ность грунта, г/см (по 7.4)	N стакан-чика для взвеши-вания	пустого стакан-чика	стакан-чика с влажным грунтом	стакан-чика с сухим грунтом	абсо-лютная	сред-няя	Плот-ность сухого грунта, г/см (по 8.1)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

ПРИЛОЖЕНИЕ В (рекомендуемое). Образец графического оформления результатов испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ В(рекомендуемое)

Масштаб графиков: по горизонтали 1 см - 1% для ;по вертикали 1 см - 0,02 г/см для

Рисунок B.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное). Таблица пар чисел влажности и плотности сухого грунта для построения “линии нулевого содержания воздуха”

ПРИЛОЖЕНИЕ Г(справочное)

Таблица Г.1

Влажность , %	Плотность сухого грунта , г/см, при плотности частиц грунта
	2,58	2,65	2,69	2,70	2,74
2	2,45	2,64
3	2,40	2,45
4	2,33	2,40
5	2,29	2,34
6	2,23	2,29
7	2,16	2,23
8	2,14	2,19
9	2,09	2,14
10	2,05	2,09	2,11	2,13	2,15
11	2,01	2,05	2,07	2,08	2,11
12	1,97	2,01	2,03	2,04	2,06
13	1,93	1,97	1,99	2,00	2,02
14	1,90	1,93	1,95	1,96	1,98
15	1,86	1,90	1,91	1,92	1,94
16	1,83	1,86	1,88	1,89	1,91
17	1,79	1,83	1,84	1,85	1,87
18	1,76	1,80	1,81	1,82	1,83
19	1,73	1,76	1,78	1,78	1,80
20	1,70	1,73	1,74	1,75	1,77
21	1,67	1,70	1,71	1,73	1,74
22	1,65	1,67	1,69	1,69	1,71
23	1,62	1,65	1,65	1,66	1,68
24	1,60	1,62	1,63	1,64	1,65
25	1,57	1,59	1,60	1,61	1,63
26	1,54	1,57	1,58	1,59	1,60
27	1,52	1,54	1,55	1,56	1,57
28	1,50	1,52	1,53	1,54	1,55
29	1,48	1,50	1,51	1,51	1,53
30	1,45	1,48	1,49	1,49	1,50
Примечание - Плотность частиц грунта определяют по ГОСТ 5180 или принимают в зависимости от разновидности грунта.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное). Коэффициенты приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора

ПРИЛОЖЕНИЕ Д(справочное)

Таблица Д.1

Метод испытания грунта	Разновидность грунта
	Песок		Супесь		Суглинок		Глина
Метод Проктора стандартный	1,0	1,0	0,99	1,02	0,96	1,03	0,97	1,02
Метод Проктора модифицированный	1,02	0,87	1,05	0,84	1,06	0,85	1,06	0,88
Примечание - Приведение значений максимальной плотности и оптимальной влажности для основных разновидностей грунтов, определяемых методом стандартного уплотнения, к значениям, полученным методами Проктора, осуществляют путем умножения на соответствующие коэффициенты, приведенные в таблице.

Электронный текст документа подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:официальное изданиеМ.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003

docs.cntd.ru

ГОСТ 22733-2002 Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности, ГОСТ от 27 декабря 2002 года №22733-2002,

ГОСТ 22733-2002

Группа Ж39

ГРУНТЫ

Метод лабораторного определения максимальной плотности

SOILS

Laboratory method for determination of maximum density

____________________________________________________________________Текст Сравнения ГОСТ 22733-2002 с 22733-2016 см. по ссылке.- Примечание изготовителя базы данных.____________________________________________________________________

ОКС 13.080

Дата введения 2003-07-01

1 РАЗРАБОТАН Государственным дорожным научно-исследовательским институтом (ФГУП "СоюздорНИИ")ВНЕСЕН Госстроем России

2 ПРИНЯТ Межгосударственной научно-технической комиссией по стандартизации, техническому нормированию и сертификации в строительстве (МНТКС) 24 апреля 2002 г.За принятие проголосовали

Наименование государства	Наименование органа государственного управления строительством
Азербайджанская Республика	Госстрой Азербайджанской Республики
Республика Армения	Министерство градостроительства Республики Армения
Кыргызская Республика	Государственная инспекция по архитектуре и строительству при Правительстве Кыргызской Республики
Республика Молдова	Министерство экологии, строительства и развития территорий Республики Молдова
Российская Федерация	Госстрой России

3 ВЗАМЕН ГОСТ 22733-77

4 ВВЕДЕН В ДЕЙСТВИЕ с 1 июля 2003 г. в качестве государственного стандарта Российской Федерации постановлением Госстроя России от 27 декабря 2002 г. N 170Внесена опечатка, опубликованная в Информационном Бюллетене о нормативной, методической и типовой проектной документации N 3, 2010 г.Опечатка внесена изготовителем базы данных.

1 Область применения

Настоящий стандарт распространяется на природные и техногенные дисперсные грунты и устанавливает метод лабораторного определения максимальной плотности сухого грунта и соответствующей ей влажности при их исследовании для строительства.Стандарт не распространяется на органо-минеральные и органические грунты и грунты, содержащие частицы крупнее 20 мм.

2 Нормативные ссылки

В настоящем стандарте использованы ссылки на следующие стандарты:ГОСТ 166-89 Штангенциркули. Технические условияГОСТ 427-75 Линейки измерительные металлические. Технические условияГОСТ 1770-74 Посуда мерная лабораторная стеклянная. Цилиндры, мензурки, колбы, пробирки. Общие технические условияГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристикГОСТ 8269.0-97 Щебень и гравий из плотных горных пород и отходов промышленного производства для строительных работ. Методы физико-механических испытанийГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условияГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцовГОСТ 23932-90 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Общие технические условияГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования________________* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

ГОСТ 25100-95 Грунты. КлассификацияГОСТ 29329-92 Весы для статического взвешивания. Общие технические требования________________* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ Р 53228-2008, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.ГОСТ 30416-96* Грунты. Лабораторные испытания. Общие положения.________________* На территории Российской Федерации документ не действует. Действует ГОСТ 30416-2012, здесь и далее по тексту. - Примечание изготовителя базы данных.

3 Определения

В настоящем стандарте применены следующие термины с соответствующими определениями.Максимальная плотность (стандартная плотность) - наибольшая плотность сухого грунта, которая достигается при испытании грунта методом стандартного уплотнения.Оптимальная влажность - значение влажности грунта, соответствующее максимальной плотности сухого грунта.Стандартное уплотнение - послойное (в три слоя) уплотнение образца грунта с постоянной работой уплотнения.График стандартного уплотнения - графическое изображение зависимости изменения плотности сухого грунта от влажности при испытании методом стандартного уплотнения.Остальные термины, используемые в настоящем стандарте, приведены в ГОСТ 5180, ГОСТ 12071, ГОСТ 25100, ГОСТ 30416.

4 Общие положения

4.1 Метод стандартного уплотнения заключается в установлении зависимости плотности сухого грунта от его влажности при уплотнении образцов грунта с постоянной работой уплотнения и последовательным увеличением влажности грунта.Результаты испытания оформляют в виде графика стандартного уплотнения.

4.2 Общие требования к лабораторным испытаниям грунтов, оборудованию, приборам и лабораторным помещениям приведены в ГОСТ 30416.

4.3 Для испытания грунта методом стандартного уплотнения используют образцы грунта нарушенного сложения, отобранные из горных выработок (шурфов, котлованов, буровых скважин и т.п.), в обнажениях или в складируемых массивах предполагаемого для использования в сооружениях грунта в соответствии с требованиями ГОСТ 12071.

4.4 Число последовательных испытаний грунта при увеличении его влажности должно быть не менее пяти, а также достаточным для выявления максимального значения плотности сухого грунта по графику стандартного уплотнения.

4.5 Допустимое расхождение между результатами параллельных определений, полученными в условиях повторяемости, выраженное в относительных единицах, не должно превышать для максимального значения плотности сухого грунта 1,5%, для оптимальной влажности - 10%.Если расхождения превышают допустимые значения, следует проводить дополнительное испытание.

5 Оборудование и приборы

5.1 В состав установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения должны входить:устройство для механизированного или ручного уплотнения грунта падающим с постоянной высоты грузом;форма для образца грунта.Принципиальная схема установки приведена в приложении А.Примечание - Допускается применять установки других конструкций при условии проведения сопоставительных испытаний для каждой разновидности грунта.

5.2 Конструкция устройства для уплотнения грунта должна обеспечивать падение груза массой (2500±25) г по направляющей штанге с постоянной высоты (300±3) мм на наковальню диаметром (99,8-0,2) мм. Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не более* 1,5.________________ * Письмом Росстандарта от 19.01.2018 г. N АШ-599/03 разъясняется, что "В пункте 5.2 допущена опечатка". Отношение массы груза к массе направляющей штанги с наковальней должно быть не менее 1,5. - Примечание изготовителя базы данных.

5.3 При механизированном способе уплотнения в состав устройства должен входить механизм подъема груза на постоянную высоту и счетчик числа ударов.

5.4 Форма для образца грунта должна состоять из цилиндрической части, поддона, зажимного кольца и насадки.

5.5 Цилиндрическая часть формы должна иметь высоту (127,4±0,2) мм и внутренний диаметр (100,0+0,3) мм. Временное сопротивление металла цилиндрической части формы должно быть не менее 400 МПа. Цилиндрическая часть формы может быть цельной или состоящей из двух разъемных секций.

5.6 Установка должна размещаться на жесткой горизонтальной плите (бетонной или металлической) массой не менее 50 кг. Отклонение поверхности от горизонтали не должно быть более 2 мм/м.

5.7 При испытании грунта методом стандартного уплотнения применяют следующие средства измерения, вспомогательное оборудование и инструменты:весы для статического взвешивания на 2-5 кг среднего класса точности по ГОСТ 29329;весы лабораторные на 0,2-1,0 кг 4-го класса точности по ГОСТ 24104;линейка длиной не менее 300 мм по ГОСТ 427;цилиндры мерные вместимостью 100 мл и 50 мл с ценой деления не более 1 мл по ГОСТ 1770;чашки металлические для испытаний вместимостью 5 л;стаканчики для взвешивания ВС-1 с крышками;устройство растирочное или ступка фарфоровая с пестиком по ГОСТ 9147;шкаф сушильный;набор сит с диаметром отверстий 20, 10 и 5 мм;эксикатор Э-250 по ГОСТ 23932;шпатель металлический;нож лабораторный с прямым лезвием длиной не менее 150 мм.

5.8 Лабораторные весы должны обеспечивать взвешивание грунта и формы в процессе испытания с погрешностью ±1 г.

5.9 Средства измерений должны пройти поверку или калибровку, а испытательное оборудование должно быть аттестовано в установленном порядке.

6 Подготовка к испытанию

6.1 Подготовка пробы грунта

6.1.1 Необходимая для подготовки пробы грунта масса образца грунта нарушенного сложения при естественной влажности должна быть не менее 10 кг при наличии в грунте частиц крупнее 10 мм и не менее 6 кг - при отсутствии частиц крупнее 10 мм.

6.1.2 Представленный для испытания образец грунта нарушенного сложения высушивают при комнатной температуре или в сушильном шкафу до воздушно-сухого состояния. Высушивание в сушильном шкафу несвязных минеральных грунтов допускается производить при температуре не более 100 °С, связных - не более 60 °С. В процессе сушки грунт периодически перемешивают.

6.1.3 Размельчают агрегаты грунта (без дробления крупных частиц) в растирочном устройстве или в фарфоровой ступке.

6.1.4 Грунт взвешивают () и просеивают через сита с отверстиями диаметром 20 мм и 10 мм. При этом вся масса грунта должна пройти через сито с отверстиями диаметром 20 мм.

6.1.5 Взвешивают отсеянные крупные частицы ().Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет 5% и более, дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 10 мм. Если масса частиц грунта крупнее 10 мм составляет менее 5%, производят дальнейшее просеивание грунта через сито с отверстиями диаметром 5 мм и определяют содержание частиц крупнее 5 мм. В этом случае дальнейшее испытание проводят с пробой грунта, прошедшего через сито 5 мм.

6.1.6 Из отсеянных крупных частиц отбирают пробы для определения их влажности и средней плотности частиц по ГОСТ 8269.0.

6.1.7 Из грунта, прошедшего через сито, отбирают пробы для определения его влажности в воздушно-сухом состоянии по ГОСТ 5180.

6.1.8 Вычисляют содержание в грунте крупных частиц , %, с точностью 0,1% по формуле

, (1)

где - масса отсеянных крупных частиц, г; - влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %; - масса образца грунта в воздушно-сухом состоянии, г; - влажность отсеянных крупных частиц, %.

6.1.9 Отбирают из просеянного грунта методом квартования пробу грунта для испытания () массой 2500 г.Допускается проводить весь цикл испытаний с использованием одной отобранной пробы.При испытании грунтов, содержащих частицы, легко разрушающиеся при уплотнении, отбирают несколько отдельных проб. В этом случае каждую пробу испытывают только один раз.

6.1.10 Помещают отобранную пробу в металлическую чашку для испытаний.

6.1.11 Рассчитывают количество воды , г, для доувлажнения отобранной пробы до влажности первого испытания по формуле

, (2)

где - масса отобранной пробы, г; - влажность грунта для первого испытания, назначаемая по таблице 1, %; - влажность просеянного грунта в воздушно-сухом состоянии, %.

Таблица 1

Грунты	Влажность грунта для первого испытания, %
Песок гравелистый, крупный и средней крупности	4
Песок мелкий и пылеватый	6
Супесь, суглинок легкий	6-8
Суглинок тяжелый, глина	10-12

6.1.12 В отобранную пробу грунта вводят рассчитанное количество воды за несколько приемов, перемешивая грунт металлическим шпателем.

6.1.13 Переносят пробу грунта из чашки в эксикатор или плотно закрываемый сосуд и выдерживают ее при комнатной температуре не менее 2 ч для несвязных грунтов и не менее 12 ч - для связных грунтов.6.2 Подготовка установки для испытания

6.2.1 Взвешивают цилиндрическую часть формы ().

6.2.2 Устанавливают цилиндрическую часть формы на поддон, не зажимая ее винтами.

6.2.3 Устанавливают зажимное кольцо на верхний бортик цилиндрической части формы.

6.2.4 Зажимают цилиндрическую часть формы попеременно винтами поддона и кольца.

6.2.5 Протирают внутреннюю поверхность формы ветошью, смоченной керосином, минеральным маслом или техническим вазелином.

6.2.6 Устанавливают собранную форму на плиту основания.

6.2.7 Проверяют соосность направляющей штанги и цилиндрической части формы и свободный ход груза по направляющей штанге.

7 Проведение испытания

7.1 Испытание проводят, последовательно увеличивая влажность грунта испытываемой пробы. При первом испытании влажность грунта должна соответствовать значению, установленному в 6.1.11. При каждом последующем испытании влажность грунта следует увеличивать на 1-2% для несвязных грунтов и на 2-3% - для связных грунтов.Количество воды для увлажнения испытываемой пробы определяют по формуле (2), принимая в ней за и соответственно влажности при предыдущем и очередном испытаниях.

7.2 Испытание пробы грунта проводят в следующем порядке:- переносят пробу из эксикатора в металлическую чашку и тщательно перемешивают;- загружают в собранную форму из пробы слой грунта толщиной 5-6 см и слегка уплотняют рукой его поверхность. Производят уплотнение 40 ударами груза по наковальне с высоты 30 см, зафиксированной на направляющей штанге. Аналогичную операцию производят с каждым из трех слоев грунта, последовательно загружаемых в форму. Перед загрузкой второго и третьего слоев поверхность предыдущего уплотненного слоя взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм. Перед укладкой третьего слоя на форму устанавливают насадку;- после уплотнения третьего слоя снимают насадку и срезают выступающую часть грунта заподлицо с торцом формы. Толщина выступающего слоя срезаемого грунта не должна быть более 10 мм.Примечание - Если выступающая часть грунта превышает 10 мм, необходимо выполнить дополнительное число ударов из расчета один удар на 2 мм превышения.

7.3 Образующиеся после зачистки поверхности образца углубления вследствие выпадения крупных частиц заполняют вручную грунтом из оставшейся части отобранной пробы и выравнивают ножом.

7.4 Взвешивают цилиндрическую часть формы с уплотненным грунтом () и вычисляют плотность грунта , г/см, по формуле

, (3)

где - масса цилиндрической части формы с уплотненным грунтом, г; - масса цилиндрической части формы без грунта, г; - вместимость формы, см.

7.5 Извлекают из цилиндрической части формы уплотненный образец грунта. При этом из верхней, средней и нижней частей образца отбирают пробы для определения влажности грунта () по ГОСТ 5180.Извлеченный из формы грунт присоединяют к оставшейся в чашке части пробы, измельчают и перемешивают. Размер агрегатов не должен превышать наибольшего размера частиц испытываемого грунта.Повышают влажность пробы согласно 7.1. После добавления воды грунт тщательно перемешивают, накрывают влажной тканью и выдерживают не менее 15 мин для несвязных грунтов и не менее 30 мин - для связных грунтов.

7.6 Второе и последующие испытания грунта следует проводить в соответствии с 7.2-7.5.

7.7 Испытание следует считать законченным, когда с повышением влажности пробы при последующих двух испытаниях происходит последовательное уменьшение значений массы и плотности уплотняемого образца грунта, а также, когда при ударах происходит отжатие воды или выделение разжиженного грунта через соединения формы.Примечание - Уплотнение однородных по гранулометрическому составу и дренирующих грунтов прекращают после появления воды в соединениях формы независимо от числа ударов при уплотнении образца.

7.8 В процессе испытания ведут журнал, форма которого приведена в приложении Б.

8 Обработка результатов

8.1 По полученным в результате последовательных испытаний значениям плотности и влажности грунта вычисляют значения плотности сухого грунта , г/см, с точностью 0,01 г/см по формуле

, (4)

где - плотность грунта, г/см;- влажность грунта при очередном испытании, %.

8.2. Строят график зависимости изменения значений плотности сухого грунта от влажности (приложение В). По наивысшей точке графика для связных грунтов находят значение максимальной плотности () и соответствующее ему значение оптимальной влажности ().

8.3 Для несвязных грунтов график стандартного уплотнения может не иметь заметно выраженного максимума. В этом случае значение оптимальной влажности принимают на 1,0%-1,5% менее влажности , при которой происходит отжатие воды. Значение максимальной плотности принимают по соответствующей ей ординате. При этом 1,0% принимают для песков гравелистых, крупных и средней крупности; 1,5% - для мелких и пылеватых песков.

8.4 Если в грунте содержались крупные частицы, которые перед испытанием согласно 6.1.5 были удалены из пробы, то для учета влияния их состава корректируют установленное согласно 8.2, 8.3 значение максимальной плотности сухого грунта по формуле

, (5)

где - плотность крупных частиц, г/см; - содержание крупных частиц в грунте, %.Значение оптимальной влажности грунта , %, определяют по формуле

. (6)

8.5. Для контроля правильности испытания связных грунтов строят "линию нулевого содержания воздуха", показывающую изменение плотности сухого грунта от влажности при полном насыщении его пор водой.Пары чисел и для построения "линии нулевого содержания воздуха" при плотности частиц грунта определяют, задаваясь значениями влажности, по формуле

, (7)

где - плотность частиц грунта, определяемая по ГОСТ 5180, г/см; - плотность воды, равная 1 г/см.Допускается принимать пары чисел и по приложению Г.Нисходящая часть графика стандартного уплотнения не должна пересекать "линию нулевого содержания воздуха".

8.6 При необходимости сравнения или приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора, допускается использовать переходные коэффициенты, приведенные в приложении Д.

ПРИЛОЖЕНИЕ А (рекомендуемое). Принципиальная схема установки для испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ А(рекомендуемое)

1 - поддон; 2 - разъемная форма; 3 - зажимное кольцо; 4 - насадка; 5 - наковальня; 6 - груз массой 2,5 кг; 7 - направляющая штанга; 8 - ограничительное кольцо; 9 - зажимные винты; 10 - образец грунта

Рисунок А.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Б (рекомендуемое). Журнал испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ Б(рекомендуемое)

ОБЪЕКТ

Место отбора грунта

Глубина отбора грунта (м)

мощность слоя грунта (м)

Разновидность грунта

Дата отбора

Масса пробы грунта, прошедшего через сито с отверстиями диаметром 20 мм (после размельчения)

, г

Данные по остатку на сите частиц (после просеивания пробы):

а) масса крупных частиц , г

б) влажность крупных частиц , %

в) средняя плотность крупных частиц , г/см

г) содержание крупных частиц в грунте , %

Влажность прошедшего через сито грунта , %

Масса отобранных для испытания проб грунта , кг

Максимальная плотность сухого грунта , г/см

Оптимальная влажность грунта , %

Максимальная плотность сухого грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм , г/см

Оптимальная влажность грунта с учетом частиц крупнее 5 или 10 мм , %

Дата испытания

(начало)

(конец)

Таблица Б.1

	Определение плотности				Определение влажности
	Масса, г					Масса, г			Влажность, %
N испы-тания	формы	формы с уплот-ненным грунтом	уплот-ненного грунта	Плот-ность грунта, г/см (по 7.4)	N стакан-чика для взвеши-вания	пустого стакан-чика	стакан-чика с влажным грунтом	стакан-чика с сухим грунтом	абсо-лютная	сред-няя	Плот-ность сухого грунта, г/см (по 8.1)
1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11	12

ПРИЛОЖЕНИЕ В (рекомендуемое). Образец графического оформления результатов испытания грунта методом стандартного уплотнения

ПРИЛОЖЕНИЕ В(рекомендуемое)

Масштаб графиков: по горизонтали 1 см - 1% для ;по вертикали 1 см - 0,02 г/см для

Рисунок B.1

ПРИЛОЖЕНИЕ Г (справочное). Таблица пар чисел влажности и плотности сухого грунта для построения “линии нулевого содержания воздуха”

ПРИЛОЖЕНИЕ Г(справочное)

Таблица Г.1

Влажность , %	Плотность сухого грунта , г/см, при плотности частиц грунта
	2,58	2,65	2,69	2,70	2,74
2	2,45	2,64
3	2,40	2,45
4	2,33	2,40
5	2,29	2,34
6	2,23	2,29
7	2,16	2,23
8	2,14	2,19
9	2,09	2,14
10	2,05	2,09	2,11	2,13	2,15
11	2,01	2,05	2,07	2,08	2,11
12	1,97	2,01	2,03	2,04	2,06
13	1,93	1,97	1,99	2,00	2,02
14	1,90	1,93	1,95	1,96	1,98
15	1,86	1,90	1,91	1,92	1,94
16	1,83	1,86	1,88	1,89	1,91
17	1,79	1,83	1,84	1,85	1,87
18	1,76	1,80	1,81	1,82	1,83
19	1,73	1,76	1,78	1,78	1,80
20	1,70	1,73	1,74	1,75	1,77
21	1,67	1,70	1,71	1,73	1,74
22	1,65	1,67	1,69	1,69	1,71
23	1,62	1,65	1,65	1,66	1,68
24	1,60	1,62	1,63	1,64	1,65
25	1,57	1,59	1,60	1,61	1,63
26	1,54	1,57	1,58	1,59	1,60
27	1,52	1,54	1,55	1,56	1,57
28	1,50	1,52	1,53	1,54	1,55
29	1,48	1,50	1,51	1,51	1,53
30	1,45	1,48	1,49	1,49	1,50
Примечание - Плотность частиц грунта определяют по ГОСТ 5180 или принимают в зависимости от разновидности грунта.

ПРИЛОЖЕНИЕ Д (справочное). Коэффициенты приведения значений максимальной плотности и оптимальной влажности грунта к значениям, полученным методами Проктора

ПРИЛОЖЕНИЕ Д(справочное)

Таблица Д.1

Метод испытания грунта	Разновидность грунта
	Песок		Супесь		Суглинок		Глина
Метод Проктора стандартный	1,0	1,0	0,99	1,02	0,96	1,03	0,97	1,02
Метод Проктора модифицированный	1,02	0,87	1,05	0,84	1,06	0,85	1,06	0,88
Примечание - Приведение значений максимальной плотности и оптимальной влажности для основных разновидностей грунтов, определяемых методом стандартного уплотнения, к значениям, полученным методами Проктора, осуществляют путем умножения на соответствующие коэффициенты, приведенные в таблице.

Электронный текст документа подготовлен АО "Кодекс" и сверен по:официальное изданиеМ.: Госстрой России, ГУП ЦПП, 2003

docs.cntd.ru

Методы экспресс-контроля качества строительства автомобильных дорог. Часть первая. Уплотнение грунтов земляного полотна



В публикации выполнен обзор и анализ приборов и оборудования экспресс оценки модуля упругости, калифорнийского числа несущей способности и твердости грунтов, оцениваемой глубиной проникновения конуса динамических пенетрометров от одного удара. Анализ работ предшественников позволит разработать математические модели, связывающие коэффициент уплотнения грунта с коэффициентом увлажнения при испытании различными приборами, установками динамического нагружения, динамическими конусными пенетрометрами российского и зарубежного производства, измерителем жесткости грунта GeoGauge. В работе авторы описывают методику экспериментальных исследований, включающую лабораторные работы и натурные испытания. Применение результатов исследования позволит сгущать сетку контроля коэффициента уплотнения, за счет чего повысится надежность испытаний и однородность степени уплотнения. Это приведет к повышению ровности покрытий и обеспечению требуемого уровня потребительских свойств автомобильной дороги на более продолжительном временном отрезке эксплуатации.

Ключевые слова: коэффициент уплотнения, коэффициент увлажнения, экспресс оценка степени уплотнения, динамический пенетрометр, установка динамического нагружения, измеритель жесткости грунта.

От качества уплотнения грунтов земляного полотна зависят показатели их прочности и деформируемости. В результате при правильно запроектированной дорожной одежде грунты работают в стадии уплотнения [1], претерпевая остаточные деформации, которые относительно числа, приложенных нагрузок носят затухающий характер [2, 3] и связаны с напряжениями линейной зависимостью [4]. Таким образом, степень уплотнения грунта оказывает влияние на ровность покрытия, к которой нормативные документы выдвигают строгие требования, а в работах специалистов [5–8], ограничения по глубине неровностей еще более строгие. Ровность покрытий обуславливает важнейшие потребительские свойства автомобильных дорог: скорость, безопасность и удобство движения, вследствие чего научные исследования, направленные на обеспечения качества уплотнения грунтов актуальны. Кроме того, в работах, выполненных в области разработки способов расчета пластических деформаций и грунтов [9–12], предполагается, что степень уплотнения грунтов и щебеночных материалов обеспечена. Несоответствие коэффициента уплотнения, значениям, закладываемым при расчете остаточных деформаций [9–12] приводит к тому, что фактические значения параметров деформируемости грунтов и материалов оказываются меньше величин, используемых при проектировании конструкции по ровности. Такое же замечание можно сделать по отношению к методам расчета земляного полотна по сопротивлению сдвигу [13–20]. В этом случае, если фактическая величина коэффициента уплотнения окажется меньше, заложенной в расчетах [13–20], то параметры грунтов, используемые в условиях пластичности для проектирования дорожной конструкции, будут иметь значения меньше фактических. Это так же приведет к тому, что запроектированная дорожная одежды будет иметь недостаточную жесткость для данных условий эксплуатации.

Критерием качества уплотнения является степень уплотнения грунта, она характеризуется величиной коэффициента уплотнения и должна соответствовать требованиям строительных правил. Режим и объем контроля, а также предельные отклонения коэффициента уплотнения от требуемых значений регламентируются строительными правилами. В нижних технологических слоях насыпей высотой более трех метров коэффициент уплотнения контролируют в поперечниках, расположенных на расстоянии не более 50 м, а в других конструкциях поперечного профиля не реже, чем через 200 м. В верхнем технологическом слое земляного полотна не зависимо от конструкции его поперечного профиля степень уплотнения проверяют через каждые 50 м. При ширине земляного полотна до 20 м из поперечника отбирают три пробу, одну берут по оси сооружения, а две другие отбирают на расстоянии 1,5–2 м от бровки. При ширине — более 20 м в пределах поперечника берут еще две дополнительные пробы из промежутков между осью и бровкой. Безусловна, что для повышения надежности контроля коэффициента уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшение шага отбора проб по длине и увеличение точек контроля в пределах одного поперечника. Точные методы определения плотности, регламентируемые государственными стандартами обладают высокой трудоемкостью отбора проб и требуют значительных затрат времени на лабораторное определение плотности и влажности грунта. Поэтому возникает острая необходимость в развитии методов экспресс оценки степени уплотнения грунтов, выполняемой непосредственно на строительном объекте.

Большая экспериментальная работа по исследованию влияния влажности и степени уплотнения грунтов на показатели механических свойств выполнена В. М. Сиденко, О. Т. Батракова и Ю. А. Покутнева [21]. В результате получены эмпирические формулы, связывающие модуль упругости, сцепление и угол внутреннего трения с относительной влажностью и коэффициентом уплотнения грунта. Эти формулы приведены в табл. 1 [9]. Известно, что с увеличением плотности сухого грунта показатели прочности и деформируемости грунтов возрастают. В количественном отношении зависимость показателей механических свойств грунтов от коэффициента уплотнения и влажности можно представить эмпирическими формулами В. М. Сиденко, О. Т. Батракова и Ю. А. Покутнева [21], которые приведены в табл. 1.

Таблица 1

Формулы для расчета параметров прочности идеформируемости (Примечание W— относительная влажность, определяемая отношением влажности грунта Wе квлажности на границе текучести Wт (W=Wе/ Wт)

Вид грунта	Показатель прочности или деформируемости	Формула
Суглинки и глины	Штамповый модуль упругости, МПА
	Сцепление, МПа
	Угол внутреннего трения, о
Супеси легкие не пылеватые	Штамповый модуль упругости, МПА
	Сцепление, МПа
	Угол внутреннего трения, о
Супеси крупные	Штамповый модуль упругости, МПА

Анализируя данные табл. 1 отметим, что можно решить обратную задачу, то есть получить формулы для расчета коэффициента уплотнения через измеренные параметры прочности и относительную влажность грунта. При контроле степени уплотнения целесообразно сгущение сетки контроля, то есть уменьшения расстояния между определением плотности грунта и коэффициента уплотнения. Сгущение сетки контроля дает преимущество, связанное с возможностью выявление мест с неоднородным уплотнение то есть с резко отличающимися коэффициентами уплотнения. Наличие таких участков негативно сказывается на ровности покрытий. Связано это с тем, что грунт с более высоким коэффициентом уплотнения испытывает остаточные деформации меньшей величины, по сравнению с грунтом с меньшей степенью уплотнения. Как известно [22] глубина неровности в рассматриваемой точке покрытия обусловлена разностью остаточных деформаций в этой точке и точке с наименьшей деформацией. Поэтому устранение участков с неоднородным уплотнением в процессе строительство земляного полотна позволяет уменьшить интенсивность деградации ровности покрытия при эксплуатации дороги.

В настоящее время разработано большое количество приборов для экспресс оценки параметров прочности и деформируемости грунта. Обзор и анализ таких приборов выполнен в работах [23–25]. На рис. 1 приведены установки динамического нагружения (УДН), предназначенные для измерения осадок и вычисления штампового модуля упругости грунта.

Рис. 1. Установки динамического нагружения для измерения осадки и определения модуля упругости: а — ПДУ-МГ4.01 «Удар», б — ZFG-3000

Методика измерений и обработки данных подробно описывается в руководствах пользователя, которые снабжены корреляционными таблицами, связывающими кратковременные модули со статическим модулем и коэффициентом уплотнения.

Отметим, что большинство таким приборов производятся за рубежом и сопровождаются импортным программным обеспечением, в котором коэффициент уплотнения вычисляется по отношению плотности сухого грунта к его максимальной плотности. Определяемой максимальной плотности за рубежом выполняют соответствующим типу грунта тестом (А, В или С) стандартным или модифицированным методом Р. Проктора. Методику этого эксперимента можно изучить по материалам работы [26].

В РФ для этого эксперимента применяют метод стандартного уплотнения. Эти методы имеют отличия, как по методике проведения испытания, так и по оборудованию. Поэтому максимальная плотность грунта, определяемая по методам РФ, США и стран Евросоюза различная. Эта требует уточнения коэффициентов уплотнения, которые показывают зарубежные УДН или оборудование, работающее на импортном программном обеспечении.

При вычислении модуля упругости грунтового основания применяют представление Ж. Буссинеска, которое считается общепринятым. Вместе с тем для вычисления напряжений при расчете осадок используют совершенно другие решения, например при расчете осадок от круглого штампа применяют решение [27], недостатки которого описываются в работе [3]. Поэтому наряду с решением [27] для расчета главных напряжений можно применить способ, найденный в работах [28–30]. После расчета напряжений и вычисления по измеренной осадке модуля упругости коэффициент уплотнения можно рассчитать по обобщающей зависимости:

,(1)

где A, B и C — комплексные коэффициенты, зависящие от параметров грунта, характеризующих его вид и разновидность, и прибора с помощью которого выполнено экспериментальное определение модуля упругости (деформации) грунта.

При контроле качества уплотнения грунтов удобно оперировать не относительной влажностью, а оптимальной влажностью Wо или коэффициентом увлажнения kувл. Эти параметры можно вычислить по формулам

(2)

где  — коэффициент перехода от оптимальной влажности к влажности на границе текучести, определяемый отношением их значений, установленных экспериментально по методам изложенных ГОСТ.

Несмотря на то, что известны ориентировочные значения параметров грунта, используемых в формулах (2), при контроле качества они определяются экспериментально с периодичностью 1 раз на 2000 м3 грунта.

Используя зависимости (2) в выражении (3), получим формулу:

(3)

Зависимость (3) является обобщающей моделью расчета коэффициента уплотнения по вычисленному с использованием осадок, измеренных УДН, модулю упругости.

Задачами дальнейшего исследования автора является определение параметров A, B и C модели (3). Для этого необходимо выполнить экспериментальные испытания с применением различных установок динамического нагружения, определив для каждой из них свои коэффициенты A, B и C. По результатам этой работы предполагается формирование базы данных.

Литература:

1. Александров А. С. Расчет пластических деформаций материалов и грунтов дорожных при воздействии транспортной нагрузки // Строительная механика инженерных конструкций и сооружений. Строительство. — 2009. — № 2. — с. 3–11.

2. Wichtmann T., Niemunis A. Triantafyllidis Th. Strain accumulation in sand due to drained cyclic loading: on the effect of monotonic and cyclic preloading (Miner's rule) // Soil Dynamics and Earthquake Engineering, 2010. Vol.30, № 8, Pp.736–745.

3. Александров А. С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Ч. 1. Состояние вопроса: монография. — Омск: СибАДИ, 2015. — 292 с.

4. Семенова Т. В., Гордеева С. А., Герцог В. Н. Определение пластических деформаций материалов, используемых в дорожных конструкциях // Вестник Томского государственного архитектурно-строительного университета. — 2012. — № 4(37). — с. 247–254.

5. Золотарь И. А. К определению остаточных деформаций в дорожных конструкциях при многократных динамических воздействиях на них подвижных транспортных средств / И. А. Золотарь. — Санкт-Петербург: Изд-во ВАТТ, 1999. — 31 с.

6. Александров А. С. Критерии расчета дорожных конструкций по ровности, допускаемые и предельные неровности // Вестник гражданских инженеров. — 2008. — № 4. — с. 97- 104.

7. Герцог В. Н., Долгих Г. В., Кузин В. Н. Расчет дорожных одежд по критериям ровности. Часть 1. Обоснование норм ровности асфальтобетонных покрытий // Инженерно-строительный журнал. — 2015. — № 5(57) — с. 45–57.

8. Александров А. С., Гордеева С. А., Шпилько Д. Н. О допускаемых и предельных значениях неровностей асфальтобетонных покрытий дорожных одежд жесткого типа //Автомобильная промышленность. — 2011. — № 2. — с. 31–35.

9. Семенова Т. В., Герцог В. Н. Пластическое деформирование материалов с дискретной структурой в условиях трехосного сжатия при воздействии циклических нагрузок // Вестник Сибирской государственной автомобильно-дорожной академии. — 2013. — № 1(29). — с. 68- 73.

10. Александров А. С., Киселева Н. Ю. Пластическое деформирование гнейс- и диабаз материалов при воздействии повторяющихся нагрузок // Известия высших учебных заведений. Строительство. — 2012. — № 6. — с. 49–59.

11. Александров А. С. Пластическое деформирование гранодиоритового щебня и песчано-гравийной смеси при воздействии трехосной циклической нагрузки // Инженерно-строительный журнал. — 2013. — № 4(39) — с. 22–34.

12. Александров А. С. Применение теории наследственной ползучести к расчету деформаций при воздействии повторных нагрузок: монография. — Омск: СибАДИ, 2014. — 152 с.

13. Калинин А. Л. Применение модифицированных условий пластичности для расчета безопасных давлений на грунты земляного полотна. // Инженерно-строительный журнал — 2013. № 4(39). — с. 35–45.

14. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. Л. Применение критерия Друкера-Прагера для модификации условий пластичности // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2013. № 2. — с. 26–29.

15. Болдырев Г. Г. Методы определения механических свойств грунтов. Состояние вопроса / Г. Г. Болдырев — Пенза: ПГУАС, 2008. — 696 с.

16. Александров А. С., Калинин А. Л. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Часть 1. Учет деформаций в условии пластичности Кулона-Мора // Инженерно-строительный журнал. — 2015. № 7(59). — с. 4–17.

17. Александров А. С., Долгих Г. В., Калинин А. Л. О допускаемых давлениях на грунты земляного полотна и слои дорожной одежды // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2012. № 2. — с. 10- 13.

18. Александров А. С. Совершенствование расчета дорожных конструкций по сопротивлению сдвигу. Ч. 2. Предложения: монография. — Омск: СибАДИ, 2015. — 262 с.

19. Чусов В. В. Перспективы применения эмпирических условий пластичности грунтов и определение их параметров при трехосных испытаниях грунтов Вестник ВолГАСУ. — 2015. № 4(61). — с. 49–57.

20. Александров А. С., Долгих Г. В. Калинин А. Л. Модификация критериев прочности сплошной среды для расчета грунтов земляного полотна по сопротивлению сдвигу // В сборнике: Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. Инновации Материалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». — Омск: СибАДИ, 2013. — с. 228–235.

21. Сиденко В. М. Дорожные одежды с парогидроизоляционными слоями / В. М. Сиденко, О. Т. Батраков, Ю. А. Покутнев. — М.: Транспорт, 1984. — 144 с.

22. Александров А. С. Моделирование деформационных процессов, протекающих в связных грунтах // Наука и техника в дорожной отрасли. — 2002. — № 4. — с. 16–19.

23. Александрова Н. П., Троценко Н. А. Применение измерителя жесткости грунта GeoGauge для оценки качества уплотнения при операционном контроле // Вестник СибАДИ, 2014, № 3 — с. 40–47.

24. Семенова Т. В., Долгих Г. В., Полугородник Б. Н. Применение Калифорнийского числа несущей способности и динамического конусного пенетрометра для оценки качества уплотнения грунта // Вестник СибАДИ, 2014, № 1 — с. 59–66.

25. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Стригун К. Ю. Совершенствование методов экспресс оценки качества уплотнения грунтов земляного полотна строительства автомобильных дорог / Н. П. Александрова, // Вестник СибАДИ. — 2015. — № 4. — с. 46–57.

26. Александрова Н. П., Семенова Т. В., Долгих Г. В.Методы определения максимальной плотности грунтов земляного полотна автомобильных дорог[Электронный ресурс]: учебно-методическое пособие — Электрон. дан. − Омск: СибАДИ, 2015. — Режим доступа: http://bek.sibadi.org/fulltext/ESD53.pdf, свободный после авторизации. — Загл. с экрана.

27. Ahlvin R. G., Ulery H. H. Tabulated Values for Determining the Complete Pattern of Stresses, Strains and Deflections Beneath a Uniform Load on a Homogeneous Half Space, Bull.342, Highway Research Record, pp. 1–13, 1962.

28. Александров А. С. Один из путей расчета минимальных главных напряжений в грунтах земляного полотна / А. С. Александров // В сборнике:Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. ИнновацииМатериалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». — Омск, СибАДИ, 2013. — с. 217–228.

29. Александрова Н. П. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в грунте земляного полотна // В сборнике:Архитектура. Строительство. Транспорт. Технологии. ИнновацииМатериалы Международного конгресса ФГБОУ ВПО «СибАДИ». Омск, 2013. — с. 236–246.

30. Александров А. С., Александрова Н. П., Долгих Г. В. Модифицированные модели для расчета главных напряжений в дорожных конструкциях из дискретных материалов // Строительные материалы. — 2012. — № 10. — с. 14–17.

Основные термины (генерируются автоматически): коэффициента уплотнения, земляного полотна, уплотнения грунтов, уплотнения грунта, качества уплотнения, качества уплотнения грунтов, коэффициент уплотнения, грунтов земляного полотна, степени уплотнения, степень уплотнения, уплотнения грунтов земляного, степень уплотнения грунта, Долгих Г, модуля упругости, расчета коэффициента уплотнения, расчета дорожных конструкций, коэффициентом уплотнения, степени уплотнения грунтов, контроля коэффициента уплотнения, оценки качества уплотнения.

moluch.ru

---

Смотрите также

• 
  Вак казахстана журналы
• 
  The ring журнал
• 
  Электронный журнал мураши
• 
  История журнала мурзилка
• 
  Журнал учета преступлений
• 
  Журнал искусственный интеллект
• 
  Журнал переработки военнослужащих
• 
  Живой журнал литвина
• 
  Живой журнал литвин
• 
  Мама папа журнал
• 
  Бортовой журнал 2