Файл: Марков, Л. А. Контроль качества сооружения земляного полотна автомобильных дорог.pdf

Таблица З

увлажнении не поддаются разработке землеройными ма­

шинами.

Глинистые грунты называются просадочными от зама­ чивания, если

Помимо указанных имеются грунты, обладающие при определенных условиях специфическими свойствами. Это илы, лёссы, лёссовые и лёссовидные грунты, аргиллиты, алевролиты, мергели, торф, черноземы и др.

8

§ 4. Физико-механические свойства грунтов

Пригодными для земляного полотна и оснований счи­ таются грунты, которые без особого улучшения будут ус­ тойчивы в данных конкретных природных условиях.

Скальные и крупнообломочные грунты состоят из час­ тиц твердых пород, свойства которых не изменяются при замораживании и увлажнении. Эти грунты во всех случа­ ях пригодны для земляного полотна и оснований.

Песчаные грунты (за исключением мелких и пылева­ тых) практически не деформируются при увлажнении и замерзании, а потому являются хорошим материалом. Со­ держание глины в песке понижает несущую его способ­ ность, а увеличение крупности зерна, наоборот, повышает. Пылеватые пески при переувлажнении переходят в плы­ вунное состояние и потому мало пригодны для сооружения земляного полотна.

Супесчаные грунты тяжелые и легкие отличаются от песчаных большим содержанием глинистых частиц, кото­ рые придают грунту связность в сухом состоянии и плас­ тичность во влажном. Эти грунты хорошо уплотняются при укатке и создают устойчивое земляное полотно. Они не набухают при увлажнении, не обладают липкостью и быстро просыхают.

Пылеватые супеси, особенно тяжелые, почти не содер­ жат песчаных частиц и потому в сухом состоянии пылят и трудно поддаются уплотнению, а во влажном состоянии неустойчивы, быстро переходят в плывунное состояние и теряют несущую способность. Кроме того, они подверже­ ны пучинообразованию, приводящему к деформации зем­ ляного полотна. Там где распространены пылеватые грун­ ты верхнюю часть земляного полотна на высоту 0,6—0,8 м рекомендуется отсыпать песчаными или другими устойчи­ выми грунтами.

Суглинистые грунты при влажности, близкой к опти­ мальной, устойчивы и хорошо уплотняются при укатке;

месью органических веществ — если растительных остат­ ков меньше 10%.

Черноземы — грунты с содержанием гумуса и разло­ жившихся растительных остатков, достигающим в верх­ нем слое 10%, имеющие зернистую и комковатую структу­ ру. Чернозем, содержащий большое количество глинистых и пылеватых частиц, при увлажнении резко набухает и снижает прочность на сжатие. Грунты, содержащие более 0,3% растворимых солей или гипс в больших количествах, называются засоленными.

Скальные грунты из легковыветривающихся размяг­ чаемых горных пород, мелкие недренирующие и пылева­ тые пески, глинистые грунты (кроме супеси легкой круп­ ной) и некоторые грунты особых разновидностей, допус­ каются к использованию в качестве материала для на­ сыпей, если предусмотрена защита земляного полотна от разрушающего воздействия природных факторов. Как правило, нельзя применять для насыпей грунты, избыточ­ но засоленные, или переувлаженные глинистые грунты, торф, ил, мелкий песок и глинистые грунты с примесью ила и органических веществ, верхний почвенный слой, со­ держащий в большом количестве корни растений, грунты, содержащие гипс в количестве более 20%.

II. ЛАБОРАТОРНЫЕ МЕТОДЫ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОСНОВНЫХ ХАРАКТЕРИСТИК ГРУНТОВ

§ 5. Определение влажности грунта

Влажностью называется отношение массы воды, уда­ ленной из образца грунта высушиванием при температуре 100—105°С до постоянной массы, к массе того же образца в сухом состоянии. Влажность выражают в долях едини­ цы или в процентах. Для определения влажности нужны бюксы, весы технические на 1 кг с разновесом, сушильный шкаф с автоматическим терморегулятором, термометр от

11

О до 150°С с ценой деления 1°, эксикатор с обезвоженным хлористым кальцием, тигельные щипцы, шпатель.

В заранее взвешенный бюкс отбирают не менее 10 г глинистого или 25 г песчаного грунта, немедленно закры­ вают крышкой и взвешивают. Бюкс с открытой крышкой помещают в сушильный шкаф и сушат грунт при темпера­ туре 100—105°С до постоянной массы. Продолжительность сушки составляет 2 ч для песчаных грунтов и 5 ч для гли­ нистых. После сушки бюкс закрывают крышкой, охлажда­ ют до комнатной температуры и взвешивают. Глинистые грунты взвешивают повторно после дополнительною вы­ сушивания в течение 2 ч. Если разница между двумя взвешиваниями окажется больше 0,02 г, то сушку повто­ ряют, выдерживая бюксы в сушильном шкафу каждый раз не менее 2 ч. Взвешивают с точностью до 0,01 г. Для каждого образца проводят не менее двух определений, принимая за величину влажности среднее арифметическое.

Влажность грунта (в °/о) вычисляют по формуле

Для приближенного ускоренного определения влажно­ сти грунтов, не содержащих органических включений (ра­ стительных остатков и т. п.), в предварительно взвешен­ ный бюкс отбирают 10—15 г грунта, распределив его по дну бюкса. Бюкс взвешивают с точностью до 0,01 г и ставят над спиртовкой с двумя таблетками сухого спирта, одно­ временно зажигая таблетки. Для определения влажности песчаных грунтов достаточно сжечь 1 раз две таблетки но 3 г каждая, для глинистых грунтов нужно сжечь 2 раза по две таблетки. Бюкс с грунтом охлаждают и взвешивают. Влажность вычисляют по той же формуле, что и при обычном испытании.

12

§ 6. Определение объемной массы грунта

Объемной массой грунта называют его массу в единице объема. Различают объемную массу влажного грунта (у, г/см3), определяемую делением массы образца при данной влажности на его объем, и объемную массу скелета грун­ та (уск, г/см3 ,) т. е. объемную массу сухого грунта, опре­ деляемую делением массы твердых частиц на общий объем.

Объемную массу рекомендуется определять методом ре­ жущих колец или парафинированием.

Для определения методом режущих колец необходимо иметь режущие кольца, насадку для колец,

кольцо должно иметь форму правильного цилиндра с за­ остренным снаружи режущим нижним краем. Для глини­ стых грунтов внутренний диаметр режущего кольца дол­ жен быть не меньше 50 мм, для песчаных — ■ 70 мм, высо­ та кольца — не более одного и не менее половины диамет­ ра. Перед началом работы кольца обмеряют штангенцир­ кулем, вычисляют их объем с точностью до второго деся­ тичного знака, определяют массу с точностью до 0,1 г и маркируют.

Объем кольца вычисляют по формуле

где d — диаметр кольца, см; h — высота кольца, см;

На зачищенную и выровненную ножом поверхность грунта ставят острым краем режущее кольцо. На кольцо надевают насадку и, придерживая ее рукой, подрезают ножом столбик грунта высотой 1—2 см и диаметром на

13

0,5 см больше наружного диаметра кольца. Одновременно слегка нажимают на насадку, чтобы грунт входил в коль­ цо. Не допуская перекосов, насаживают его на столбик грунта до полного заполнения кольца так, чтобы поверх­ ность грунта была на 3—5 мм выше края кольца. Снима­ ют насадку, срезают выступающий над кольцом избыток грунта ножом вровень с краем кольца и накрывают его заранее взвешенной пластинкой из оргстекла.

Подрезая грунт снизу, подхватывают его ножом и пе­ ревертывают кольцо с грунтом. Зачищают поверхность грунта вровень с режущим краем кольца ножом и очища­ ют наружную поверхность кольца от прилипшего грунта. В песчаные грунты, из которых не удается вырезать стол­ бик, кольцо задавливают с помощью направителя, а за­ тем обкапывают и зачищают.

Затем взвешивают кольцо с грунтом и, зная массу кольца, определяют объемную массу грунта по формуле

£і — So

7 =------V------- -

где go — масса кольца, г; gì — масса влажного образца с коль­ цом, г.

После взвешивания из кольца отбирают пробы на влаж­ ность грунта.

Объемную массу скелета грунта вычисляют по формуле

______7

ÎCK - 1 + 0,ОПТ ’

где у — объемная масса влажного грунта, г/см3; 1Г — влажность грунта по массе, %.

За величину объемной массы грунта принимают среднее арифметическое результатов двух параллельных опреде­ лений. Пробы отбирают возможно ближе друг к другу. Расхождения в результатах параллельных определений для однородных грунтов более 0,03 г/см3 не допускаются.

14

ленный над чашкой весов на подставке (рис. 1) и взвеши­ вают.

После этого, высушив образец фильтровальной бу­ магой, проверяют его массу в воздухе, чтобы убедиться, что в грунт не проникла вода.

15