Файл: Кушнарев Д.М. Использование энергии взрыва в строительстве.pdf

Наличие в минеральном грунте гумуса и органических ве­ ществ снижает удельный вес.

Наиболее часто встречающиеся в строительстве грунты име­

Удельный вес обычно определяют в стационарных или поле­ вых лабораториях по образцам пород, измеряя объем и вес твер­ дой фазы грунта. Вес частиц породы определяют путем взвеши­ вания высушенной пробы грунта, а его объем находят следую­ щими способами: пикнометрическим, объемным, вытеснением газа, гидростатическим взвешиванием. Наибольшее распростра­ нение получил пикнометрический способ.

Объемный вес влажного грунта зависит от его минералоги­ ческого состава, пористости и влажности. Грунты одного и того же минералогического состава и одной пористости могут иметь различный объемный вес из-за разной их влажности, и наоборот, грунты с одинаковой влажностью могут различаться по объем­ ному весу вследствие их разного минералогического состава и пористости. Объемный вес дисперсных грунтов (связных, несвяз­ ных и крупнообломочных) колеблется от 1,3 до 2,4 г/см3.

Объемный вес большинства скальных грунтов близок к удель­ ному весу вследствие малой пористости грунтов этой группы. Так, объемный вес изверженных и метаморфических пород 2,5— 3,5, аргиллитов и алевролитов 2—2,5, песчаников 2,1—2,65 и из­ вестняков 2,3—2,9 Г/см3.

104

Объемный вес влажного грунта является расчетным пока­ зателем при определении давления пород на подпорную стенку, устойчивости откосов и оползневых склонов, допускаемого дав­ ления в основании сооружений. Кроме того, его используют при расчетах объемного веса скелета грунта.

Объемный вес сухого грунта или объемный вес скелета грун­ та — это вес единицы объема абсолютно сухой породы:

ее скелета.

Методы для определения объемного веса пород подразделя­ ются на две группы: методы, позволяющие определить плотность пород в условиях их естественного залегания, и методы, приме­ няемые для определения объемного веса, как правило, неболь­ ших образцов грунта, извлекаемых из массива. Методы первой группы применяются исключительно в полевых условиях, а ме­ тоды второй группы применяются как в полевых, так и в лабо­ раторных условиях.

Плотность грунта является одним из основных параметров, входящих в формулы расчета величины шнурового заряда и раз­

некоторые физико-механические свойства грунта. Однако полу­ чаемые этим методом значения объемного веса зависят от ряда структурных и текстурных особенностей и состояния грунта.

Самыми перспективными методами для определения плот­ ности грунта в условиях его естественного залегания являются гамма-лучевые методы. Они обеспечивают достаточную для практических целей точность получаемых данных, и их можно применять как при разовых, так и при многократных определе­ ниях плотности одного и того же объема грунта, что особенно важно при стационарных наблюдениях.

Ядерные методы можно применять для определения объем­ ного веса практически всех петрографических типов пород. Од­ нако наиболее широко их используют для измерения плотности дисперсных грунтов, в связи с чем разработан ряд полевых гам­ ма-плотномеров.

Ко второй группе относятся методы непосредственных изме­ рений, режущих цилиндров, объемный, гидростатического взве­ шивания и расчетный. Различие их объясняется в основном спо­ собами определения объема образца; по объему вытесненной жидкости, по весу вытесненной жидкости, путем непосредствен­ ного обмера образца.

105

Определение объемного веса грунта по рассеянию и поглоще­ нию гамма-лучей. Гамма-лучевые методы определения объемного веса грунта основаны на эффектах, происходящих при взаимо­ действии гамма-квантов с электронами атомов химических

глощения гамма-излучения на электронах атомов химических элементов грунта, вероятность которого определяется в основном электронной плотностью среды, т. е. ее объемным весом. Мето­ дом рассеянного гамма-излучения можно определить плотность

детектора используется блок из четырех счетчиков СТС-5. Рас­ стояние между центрами детектора и источника (база зонда) составляет 25 см. Изотоподержателем служит стальная трубка, заполненная свинцом, которая проходит через сквозное отверс­ тие в центре свинцового разделителя и жестко соединяется с

106

ручкой и блоком счетчиков зонда. Перемещая трубку с излуча­ телем вдоль оси зонда, можно приводить зонд в рабочее или транспортное положение.

Контрольно-калибровочное устройство ГГП-1 является одно­ временно защитным контейнером и устройством для эталониро­ вания прибора. Оно представляет собой герметический цилинд­ рический бачок, в центре которого проходит сквозной канал для зонда плотномера. Внутри контролы-ю-калибровочного уст­ ройства находится свинцовая защита. В качестве среды с по­ стоянной плотностью используется вода. Импульсы, поступаю­ щие от зонда по кабелю, регистрируются полевым радиометром М-ЗОМ. Общий вес всего комплекта плотномера (без воды, на­ полняющей контрольно-калибровочное устройство) около 22 кг.

Поверхностный гамма-плотномер (ПГП-1) предназначен для измерения объемного веса с поверхности грунта: в обнажениях, выемках, насыпях и т. д. Он состоит из датчика, контрольно-ка­ либровочного устройства и регистратора импульсов с источником питания. Датчик плотномера состоит из корпуса, детектора, свинцового разделителя и гамма-излучателя активностью 1,5—2 мг-экв радия, окруженного полусферическим свинцовым контей­ нером. В качестве детектора гамма-лучей используется блок из восьми счетчиков СТС-5, помещенных в индивидуальные экра­ ны из 0,8-миллиметрового листового свинца. База зонда может быть 25 или 28 см.

Контрольно-калибровочное устройство ПГП-1 состоит из ем­ кости, которую при контрольных замерах устанавливают на не­

сительной скорости рассеянных гамма-квантов в грунте от его объемного веса (рис. 51):

ния. Объемный вес получаемых смесей определяют объемно-ве­ совым способом, т. е. по весу всего грунта и объему, занимаемо-

107

му им в баке. При этом желательно, чтобы объемная влажность грунта при калибровке поддерживалась в пределах 15—20%.

Плотномеры ГГП-1 и ПГП-1 калибруют в полевых условиях так же, как и нейтронные влагомеры, и даже одновременно с ка­ либровкой последних. В этом случае в выбранном слое грунта последовательно определяют скорость счета тепловых нейтронов и рассеянных гамма-квантов, а затем отрывают шурф и опреде­ ляют объемный вес и влажность грунта методом режущего ци­ линдра и термостатно-весовым методом.

Определение объемного веса грунта методом режущего ци­ линдра. Метод режущего цилиндра применим в песчаных и гли­ нистых грунтах, поддающихся резке ножом. Погружая цилиндр с заостренным режущим краем в грунт, отбирают образец грун­ та ненарушенного сложения и определяют его объемный вес, зная вес и объем образца, находящегося в цилиндре. Наиболее достоверные результаты получаются в том случае, если высота цилиндра равна или несколько меньше его диаметра, а объем цилиндра 100—200 см3. Толщина стенок цилиндра должна быть не более 1—2 мм.

Понятие о пористости грунтов

Пористость грунта определяется отношением объема проме­ жутков (пор) между частицами к общему объему грунта.

При производстве взрывных работ в гидротехническом и ме­ лиоративном строительстве пористость является основным пока­

процента до 90%. Наибольшей пористостью обладают, как пра­ вило, рыхлые обломочные породы. Пористость крупнообломоч­ ных и песчаных пород около 30—45%, пористость глинистых от­ ложений 35—50%.

Общая пористость породы выражается также в виде коэф­ фициента пористости е или приведенной пористости:

(IV.6)

108