Способ определения плотности крупнообломочных грунтов

 

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

СОЮЗ СОВЕТСНИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК

„„80„„1270700 A 1 g 4 G 01 N 33/24

ОПИСАНИЕ ИЭОБРЕТ

ВЖ1Я?„.,,?(.

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3871326/29-33 (22) 25.03.85 (46) 15.11.86. Бюл. В 42 (71) Ворошиловградский филиал Научно-исследовательского института строительного производства и Ворошиловградский филиал Восточно-Украинского института инженерно-технических изысканий (72) А.Х.Теплицкий и С.P.Ðîáåðìàí (53) 624.131.43 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР

Ф 402783, кл. G 01 N 9/02, 1971.

Авторское свидетельство СССР

Ф 953084, кл. Е 02 D 1/00, 1980 ° (54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ

КРУПНООБЛОМОЧНЫХ ГРУНТОВ (57) Изобретение относится к области строительства и направлено на снижение трудоемкости и повышение 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 направляющим цилиндром 3, содержащим цилиндрический поршень 4 с массой Я и площадью основания S. .Затем заполняют эластичный баллон 1 воздухом и далее размещают на поршне 4 последовательно мерный груз 8 и извлеченный из лунки .1 t грунт, измеряя глубину погружения поршня 4 в эластичный баллон 1 h и Ь» под воздействием соответственно мерного груза и массы извлеченного из лунки грунта. Плотность крупнообломочного грунта р рассчитывают по формуле

= h„(Po S+Q„) /(КЬ-? „г,",(S h, кг/м, где P — атмосферное давление, кгlм, — суммарная масса поршня и мер2 ного груза, кг, К = Р ° Я+Яг Я2-Я, постоянный коэффициент, 3 нл.

V -= -Sh—

Р, Я Q2 к О

n„(p. s + Q,) Ро 8 Q2

Q -Я (5) (6) Q„40

1.= — °

Qg

V„ (7) Ро + Q2 к:= о

Qa (8) h„(p s+ o„) (1» 1 к) 8 1

{9) 4 12

Изобретение относится к строительству и может быть использовано

1 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 клапаном 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 извлеченный грунт помещают в ящик 9. В лунке 11 размещают эластичный баллон 1 и покрывают ее опорной плитой 2 с направляющим длиндром 3, содержащим поршень 4. Эластичный баллон 1 через клапан 6 и трубку

7 соединяют с автомобильным насосом и заполняют его воздухом до тех пор, пока основание поршня 4 окажется в одной плоскости с нижней поверхностью опорной плиты 2 (фиг. 1).

Массу поршня 4 (Q ) выбирают такой, чтобы создаваемое им в эластичном баллоне 1 давление превышало ат-. мосферное (P.,) на 0,02-0,03 атм, что обеспечивает полное заполнение лунки

11 воздухом. При этом размеры эластичного баллона 1 должны превышать в

1,5-2 раза размеры лунки 11.

После занятия поршнем 4 начального положения на нем размещают мерный груз 8 и по шкале 5 измеряют глубину погружения {h) поршня 4 в эластичный баллон 1 под воздействием суммарной массы поршня и мерного груза 8 (Q2) (фиг. 2) .

Затем мерный груз 8 снимают и на поршень 4 размещают ящик 9 с извлеченным из лунки 11 грунтом (массой („), по шкале 5 измеряют глубину

70700 2 погружения (h„) поршня 4 в эластичный баллон 1 под действием суммарной массы поршня 4 и грунта (Q +Q„) °

Так как измерения производят с постоя нной масс ой воздуха при постоянной температуре, из закона БойляМариотта следуют равенства

Р 71= Р Ч ; (1)

Р, "1= P V» где Р,, Р» Р. — давления;

1 5 — объемы воздуха шурфе соответственно нри начальном положении поршня 4, после его нагру15 жения мерным грузом 8 и после установки ящика 9 с извлеченным из шурфа грунтом,,Принимал V, — объем лунки 11; S площадь основания поршня 4, S«k уменьшение обьема воздуха в лунке после размещения на поршне 4 мерного груза 8; S h уменьшение объема воздуха в шурфе после размещения на поршне 4 извлеченного грунта, уравнения (1) и (2) можно записать в следующем виде: (Р, + — ) V, =(Р, + ) (V. -S h); (3)

З0 (Р, + +)V„={P,, + - — -")(V„-S hÄ). (4)

Q +Q, S

После пр кобразования уравнений (3) и (4) объем лунки 11 (V„) и массу извлеченного из нее грунта (Q„)

35 можно определить из выражений:

Поскольку плотность крупнообломочного грунта то подставляя выражение Q u V из

Х формулы (5) и (6) в (7) и введя постоянный коэффициент

50 получают формулу, подставив в которую измеренные параметры определяют :

h х(Ро ° гдейи "х

S+Q„) S

P о

Q„ г з 127

Пример . Для определения плотности крупнообломочного грунта с раз— мером обломков до 50 мм отрывают лунку размером около 350 х 350 х 350 мм., Номинальный диаметр эластичного баллона должен быть не менее 550 мм.

Размеры поршня: диаметр 195 мм, длина 500-600 мм, площадь основания

30000 мм, масса поршня 6 кг, масса мерного груза 6-9 кг. Масса извле- 10 каемого иэ шурфа грунта может быть

40-90 кг. При осуществлении предлагаемым способом измерительных операций значения h 25-40 мм, à h„ 200300 мм.. 15

Затраты времени на одно определение плотности составляют 1,0 ч включая расчет по формуле (9) .

Погрешность измерения плотности составляет +0,02 г/см . 20

Предлагаемый способ позволяет полностью исключить использование инвентарных рабочих веществ (жидких и сыпучих) при определении плотности крупнообломочных грунтов, что осо- 25 бенно важно в зимних условиях, а также отказаться от применения различных измерительных приборов (мерных баков, манометров, весов) . Кроме того, исключаются операции извлечения балло- щ на из шурфа и размещения его в мерном сосуде, что повышает надежность способа и производительность труда.

Формула изобретения

Способ определения плотности крупнообломочных грунтов, включающий отрывку в грунте лунки, размещение в

0700 4 ней 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, о т л и ч а юшийся 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/мЗ) рассчитывают по формуле

1 глубина погружения порш- ня в эластичный баллон под воздействием соответственно мерных груза и массы извлеченного иэ лунки грунта, м; площадь основания поршня, м; з атмосферное давление, кг/м2 масса поршня, кг; суммарная масса поршня и мерного груза, кг, постоянный коэффициент.

9 иа 1

Составитель Г,Мартынова

Редактор Н.Киштулинец Техред H.Ïoïoâè÷ Корр ект ор С . Сир ох ма н

Заказ 6238/48 Тираж 778 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, r. Ужгород, ул. Проектная, 4