Коэффициент уплотнения грунта как определить: Коэффициент уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта

Коэффициент уплотнения грунта – это отношение фактической плотности грунта (скелета грунта) в насыпи, к максимальной плотности грунта (скелета грунта).

Например:

Что значит коэффициент уплотнения 0,95?

Коэффициент уплотнения грунта 0,95 означает, что фактическая плотность грунта составляет 95% от максимально возможной плотности грунта (определяется в грунтовой лаборатории).

Нормативные коэффициенты уплотнения приведены в таблице в конце страницы.

Данный коэффициент определяют следующими методами:

1. Метод режущего кольца — отбирают пробы грунта из уплотняемого слоя и производят испытание в грунтовой лаборатории в соответствии с ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических  характеристик». Главный недостаток метода: длительные испытания (транспортирование и испытание в лаборатории)

Режущие кольца для определения коэффициента уплотнения грунта

2.

Динамическим плотномером грунта (ДПГ) — принцип действия основан на методе падающего груза, при котором измеряется сила удара и деформация грунта. Применяется совместно с методом режущего кольца с целью ускорения определения коэффициента уплотнения грунта.

• На начальном этапе ДПГ калибруется в нескольких местах отбора проб по данным испытаний по методу режущего кольца (ГОСТ 5180-2015)
• Затем по данным калибровки определяют коэффициент уплотнения в остальных точках, что позволяет получить результаты сразу на площадке.

Требуемый коэффициент уплотнения грунта (согласно СНиП 3.02.01-87) обратной засыпки или насыпи представлен в таблице 1.

Таблица 1. Коэффициент уплотнения грунта

Тип грунта	Контрольные значения коэффициентов уплотнения kcom
	при нагрузке на поверхность уплотненного грунта, МПа (кг/см 2)
	0				0,05 – 0,2 (0,5 – 2)				св. 0,2 (2)
	при общей толщине отсыпки, м
	до 2	2,01-4	4,01-6	св. 6	до 2	2,01-4	4,01-6	св. 6	до 2	2,01-4	4,01-6	св. 6
Глинистые	0,92	0,93	0,94	0,95	0,94	0,95	0,96	0,97	0,95	0,96	0,97	0,98
Песчаные	0,91	0,92	0,93	0,94	0,93	0,94	0,95	0,96	0,94	0,95	0,96	0,97

 

 

 

 

 

 

Таким образом, например, коэффициент уплотнения грунта обратной засыпки выполненной из песка, мощностью отсыпки 2,5 м и нагрузкой на насыпь 0,3МПа составляет 0,95

Как достичь требуемого коэффициента уплотнения?

Удельный вес грунта в соответствии с ГОСТ

Коэффициент первоначального разрыхления грунта

Коэффициент уплотнения почвосмеси

Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов > Коэффициент уплотнения почвосмеси

Коэффициент уплотнения почвосмеси изменяется в широких пределах – от 0,95 до 1,5. При рыхлении объем материала может увеличиваться в 1,5 раза. Если смесь загрузить на транспортное средство и перевозить в автомобиле или железнодорожном вагоне, она может уплотниться наполовину и больше. Похожее явление наблюдается при складировании. Это связано с целым рядом характеристик.

Материал представляет собой многокомпонентную структуру, состоит из рыхлых комков, легко распадающихся под давлением. Между зернами располагается много пор; иногда их объем больше, чем у твердой части. Они заполнены водой или воздухом. Газ легче вытесняется под давлением собственного веса, поэтому влажный материал уплотняется хуже.

В состав почвосмеси могут входить разные компоненты – дерн, растительный грунт, чернозем, торф, песок, супесь и суглинок, глина. Коэффициент уплотнения будет меняться в зависимости от соотношения или преобладания того или иного ингредиента. Например, если в почвосмеси много верхового торфа, показатель будет высоким. Растительная плодородная почва с высоким содержанием суглинка имеет более низкий показатель.

Важно помнить, что почва является динамичной системой. В ней постоянно происходят химические и биологические процессы. Грибки и бактерии разлагают растительные остатки, и они превращаются из сложных органических соединений в минеральные. Это ведет к изменению структуры материала. Поэтому разные почвы в разное время имеют совершенно разный коэффициент уплотнения.

Перечисленные свойства почвосмеси не позволяют более-менее точно определить среднее значение коэффициента уплотнения. Можно ориентироваться на довольно приблизительные цифры, но они дадут лишь примерное значение усадки. Поэтому при покупке нужно уточнять показатель у поставщика и обязательно проверять его в лаборатории. Если объемы небольшие, лучше брать смесь на вес, но при этом обязательно учитывать ее влажность.

Подробнее о том, что такое коэффициент уплотнения, читайте в разделе Коэффициент уплотнения.

 

Как рассчитать коэффициент уплотнения грунта

Люди, занимающиеся благоустройством участка, в первую очередь подготавливают поверхность земли. Они знают, что техника преобразования напрямую зависит от того, что в дальнейшем будет находиться на этой территории. Например, для спортивных площадок нужна минимальная растительность и максимальная плотность. Площадь под газоны покрывается растительным или плодородным грунтом, засыпка должна быть ровной и не глубокой. А вот для клумб, огородов, теплиц очень важно, чтобы был глубокий объем насыщенной всевозможными питательными веществами земли. В этой статье мы ответим на популярные вопросы: «Что такое плодородный грунт?» и «Как рассчитывается коэффициент его уплотнения?»

Плодородный грунт — земля с богатым составом

Такой грунт относится к растительному виду, обогащенному различными добавками: песок, торф, перегной и т.п., которые способствуют быстрому и качественному росту растительных культур. По своему составу плодородный грунт должен соответствовать некоторым требованиям:

• быть насыщенным макро и микроэлементами;
• иметь нейтральную кислотность;
• по структуре — комковатый;
• отлично пропускать через себя воздух и воду.

Благодаря этим качествам, плодородный грунт широко используют растениеводческие предприятия, фермеры, агротехнические компании. Ценят его за достаточно хороший состав, который способствует значительному повышению качества почвы, а также цена на плодородный грунт очень доступна. Растения в такой среде постоянно получают питание, следовательно, каждая стадия роста проходит без проблем, что ни может не радовать агронома. 

Состав грунта

 Для каждого вида растения возможен индивидуальный подбор полезных составляющих. Наша компания «Werton» предлагает купить плодородный грунт с вашими корректировками по составу. Если вы не знаете чего и сколько надо, то наши специалисты подберут необходимое процентное соотношения компонентов.

Чаще всего берут грунт с классическим составом:

• Песок — 20%;
• Чернозем — 30%;
• Торф — 50%.

К этим компонентам добавляют минералы и воду.  

Совет! Пойменная земля, обладающая высокими характеристиками, верхний слой почвы с луга или поля отлично подходит для основы состава плодородного грунта. Но чтобы этот плодородный состав работал на вас, необходимо перед его засыпкой провести расчет коэффициента уплотнения грунта.

Что такое коэффициент уплотнения и зачем он нужен?

Коэффициент уплотнения — это показатель, который не имеет размерность, другими словами — исчисление соотношения максимальной плотности грунта к плотности данного грунта. Рассчитывают его, учитывая геологические показатели. Как писалось выше, плодородный грунт пористый, пронизанный микроскопическими пустотами, заполненными водой и воздухом. Во время выработки почвы объем пустот возрастает в несколько раз, из-за этого повышается рыхлость породы.

Помните, что коэффициент насыпной породы будет ниже, чем у утрамбованного грунта. Его расчет определит необходимость подготовки территории перед строительством здания. После определения показателя идет подготовка песчаных подушек под фундамент, одновременно уплотняя грунт. При упущении этой детали, почва слеживается и проседает под весом конструкции, что ведет к разрушению постройки. 

Для чего необходим расчет коэффициента уплотнения?

Расчет показателя проводят для:

1. Контроля количества доставленного вам стройматериала;
2. Купить нужный объем песка, щебня и т.д. для засыпки ямы;
3. Расчет усадки грунта при закладке фундамента, строительстве дорог;
4. Расчет количества бетона.

Как определяют коэффициент грунта?

В первую очередь проводят измерение общей или насыпной плотности материала. Насыпная плотность — это соотношение массы и объема грунта. Далее, проба встряхивается или прессуется и вычисляется максимальная плотность. После этих вычислений получаем два соотношения — коэффициент уплотнения грунта. 

Плодородный грунт имеет показатель от 0 до 1. В идеале он должен быть 0,95.

На значение коэффициента уплотнения могут повлиять такие факторы:

• Транспортировка.  При перевозке материала по неровностям может приводить к его дополнительному уплотнению;
• Фракционный состав. Неоднородность состава и лещадность делает показатель меньше, а мелкие частички — больше;
• Влага. Каждый грунт имеет свою оптимальную степень влажности, при которой достигается максимальное уплотнение. Эту влагу определяют в лаборатории в исследовании грунта при разной влажности. Чем больше влаги в составе, тем меньше показатель уплотнения;
• Трамбовка. Вручную — уплотнение слабое, чем при применении специальной техники;
• Насыпная плотность.

Наша строительная компания учитывает эти нюансы в доставке, поэтому к вам на объект приедет столько материала, сколько вы заказали.

Способ определения коэффициента среди строителей

Специалисты в области строительства для определения этого показателя используют систему режущих колец, имеющая такие этапы:

• Лабораторное кольцо и сердечник забивают в землю.
• В кольце фиксируют материал, после фиксации его взвешивают весами.
• Рассчитывают массу кольца, которая в результате будет массой готового материала для последующих вычислений.
• Этот показатель делим на объем кольца из чего следует фиксированная плотность сырья.
• Фиксированная плотность делится на максимальную плотность вещества (берём из специальной таблицы).
• Получаем стандартный результат, который соответствует ГОСТ. 

Компания «Werton» рекомендует относиться с серьезностью к коэффициенту уплотнения грунта от этого напрямую зависит долговечность вашей конструкции. 

Определение коэффициента уплотнения грунта согласно ГОСТ в НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ»

Перед проведением бетонных работ необходимо обеспечить необходимую прочность и несущую способность основания. Она достигается за счет уплотнения грунта до значений, установленных нормативной документацией. Данная процедура выполняется при подготовке оснований под фундаменты, после обратной засыпки траншей и котлованов. Оптимальным для большинства ситуаций считается коэффициент уплотнения грунта в пределах 0,95-0,98. Он обеспечивает минимальную осадку грунта со временем, а также гарантирует достаточную прочность всего сооружения.

Определение коэффициента уплотнения осуществляется в соответствии с требованиями ГОСТ 22733. Этот стандарт распространяется на природные и искусственные дисперсные грунты, применяемые при строительстве, за исключением органических и органоминеральных, а также грунтов, в которых содержание частиц размером более 10 мм превышает 30 %.

Для проведения испытаний используется метод стандартного уплотнения. Он подразумевает исследование образцов, отобранных из горных выработок, в складируемых массивах или обнажениях. Испытания требуют применение устройства для ручного или механизированного уплотнения грунта с помощью падающего с постоянной высоты груза.

Методика определения коэффициента:

1. Подготовка пробы. Масса образца грунта естественной влажности должна быть не менее 10 кг (если есть фракции крупнее 10 мм) и не менее 6 кг (если отсутствуют фракции крупнее 10 мм). Пробы необходимо высушить в сушильном шкафу или при комнатной температуре, периодически перемешивая. После этого они размельчаются, взвешиваются и просеиваются таким образом, чтобы убрать частицы крупнее 5 мм. Отсеянные крупные фракции в дальнейшем исследуются для определения средней плотности и влажности. Остальной грунт помещается в емкость для испытаний и доувлажняется расчетным количество воды.
2. Подготовка испытательной установки. При сборке оборудования необходимо обеспечить соосность направляющей штанги и цилиндрического участка формы. Также нужно убедиться в свободном ходе груза по направляющей.
3. Проведение испытаний для измерения коэффициента уплотнения. Исследование выполняется с постепенным увеличением влажности пробы. На каждой стадии испытаний содержание влаги должно повышаться на 1-2 % (несвязные грунты) или 2-3 % (связные грунты). Уплотнение осуществляется 40 ударами груза, падающего с высоты 300 мм.
4. Обработка результатов. Значение плотности сухого грунта определяется по полученным значениям плотности влажного грунта. После этого строится график зависимости плотности от влажности, на основании которого находится показатель оптимальной влажности.

Помимо данного метода определения коэффициента уплотнения в многопрофильной научно-исследовательской организации НИЛ «СТРОЙМАТЕРИАЛЫ» применяются и другие способы измерения характеристик грунтов. Мы используем современное поверенное оборудование, включая баллонные, статические и динамические плотномеры. Испытания проводятся опытными дипломированными специалистами в лабораторных условиях или непосредственно на объекте заказчика.

О коэффициенте уплотнения грунтов

Грунты применяются в строительстве в качестве материалов для создания оснований зданий и сооружений. В основном грунты в своем природном состоянии по своим свойствам не отвечают требованиям, обеспечивающим качественное проведение строительных работ. Одним из наиболее широко применяемых методом преобразования естественного грунта – является его уплотнение различными методами. При уплотнении грунта происходит уменьшение его пористости, то есть растет количество контактов между частицами грунта. Это приводит к повышению прочности грунтового основания и уменьшению его сжимаемости, что ведет к уменьшению просадок грунта и сооружений после завершения строительных работ.

Уплотнение грунтов проводят слоями одинаковой высоты, в зависимости от метода уплотнения. Заложенная в ППР степень уплотнения грунта достигается при оптимальной влажности грунтов, для это требуется следить за условиями уплотнения, при не соблюдении этих условий повышается количество проходок уплотняющего оборудования, что ведет к увеличению затрат на получение требуемого уплотнения.

Для определения степени уплотнения грунта применяю коэффициент уплотнения. Для этого на начальных этапах строительство отбирают пробу грунта, и определяют значение максимально возможного уплотнения данного вида грунта; определение это показателя возможно если при рассеве через сито с отверстиями размером 5 мм проходит более 70% от все массы необходимой пробы, если реология грунта не соответствует этому требованию, то определения максимальной плотности в лабораторных условиях невозможно, а следовательно и определения коэффициента уплотнения тоже, возможно только определение плотности грунта в скелете.

Непосредственно на самом объекте проведения работ производится отбор проб уплотненного грунта из каждого слоя уплотнения, для определение плотности грунта в скелете и последующих расчетов коэффициента уплотнения.

Метод режущего кольца в основном применяется для мерзлых немерзлых глинистых грунтов, немерзлых и сыпучемерзлых песчаных грунтов. Метод заключается во вдавливании режущего кольца определенного объема в грунт при последующем извлечении заполненного кольца из уплотненного грунта. Далее в условиях лаборатории определяют влажность уплотненного грутна, плотность грунта в состоянии естественной влажности и рассчитывают плотность грунта в скелете и ,если возможно то, коэффициент уплотнения.

Способ определения плотности грунтов  методом замещения объема применяется в полевых условиях при невозможности провести испытания при помощи метода режущего кольца, так как имеет определённые погрешности. Он заключается в определении отношения массы выемки пробы грунта из уплотненного слоя к его объему, который замещают однородной средой с известными показателями.

Аккредитованная испытательная лаборатория ООО «Центр качества» оказывает услуги по определению коэффициента грунтов, со стоимостью можно ознакомится на этой странице или обратится по телефону 8 (343) 374-04-09.

Назад

как проверить СНИП и расход ЩПС, плотность отсева щебеночного основания

Щебень сегодня является самым практичным, дешевым, эффективным, а соответственно и распространенным материалов. Его добывают при помощи измельчения горной породы, чаще всего сырье получают при помощи взрывных работ в карьерах. При этом порода разрушается на различные по размеру куски, а от фракции сильно зависит и коэффициент уплотнения щебня.

Фракция

Гранитный щебень является наиболее распространенным вариантом, потому что обладает высоким уровнем устойчивости к температурным воздействиям и практически не поглощает воду. Прочность гранита соответствует всем техническим требованиям. Наиболее популярные фракции гранита:

• мелкозернистый – 5-15 мм;

Фракция 5-15

• мелкий – 5-20 мм;

Фракция 5-20

• среднем мелкий – 5-40 мм;

Фракция 5-40

• средний – 20-40 мм;

Фракция 20-40

• крупный – 40-70 мм.

Фракция 40-70

Каждая разновидность имеет различные сферы применения, преимущественно используется мелкая фракция шлака для:

Формирование фундамента

• приготовление балластных слоев, которые необходимы для ЖД путей и дорог;

Насыпь железных дорог

• добавляется в строительные смеси.

Строительная смесь

На основании чего выбирать относительное уплотнение

Коэффициент уплотнения сильно зависит от различных показателей и характеристик материала, обязательно следует учитывать:

• средняя плотность, обычно устанавливается производителем, но в целом колеблется в пределах от 1,4 до 3 г/см³. Это один из ключевых параметров, используемых в расчетах;
• лещадность для прогнозирования плоскости щебня;
• фракционная сортировка, меньше размер зерна – больше плотность;
• устойчивость материала к морозам, зависит от породы;
• радиоактивность щебня. Первый класс можно использовать везде, а второй только для загородных дорог.

Разновидности и характеристики

Для строительства могут использоваться различные виды щебня, ассортимент сегодня достаточно большой, но и свойства также значительно отличаются.

В зависимости от типа породы выделяют следующие основные сырьевые группы:

• гравийный;
• известняковый;
• гранитный;
• вторичный.

Гранитная порода наиболее прочная, так как это материал, который остается после остывания магмы. В связи с высокой прочностью породы, ее сложно обрабатывать. Производится на основании ГОСТ 8267-93.

Широкое распространение приобрел щебень 5-20 мм, так как может применяться практически для всех видов строительства.

Гранитный

Гравийная разновидность более сыпучая, соответственно коэффициент уплотнение щебня более высокий. Добывается при измельчении горных пород, из-за этого более дешевый материал, но и менее прочный.

Читайте также материал про плотность гравия.

Гравийный

Известняковый вариант – это остатки осадочной горной породы.

Материал является одним из достаточно дешевых вариантов, так как приготовляется из известняка, но и качественные характеристики невысокие.

Известняковый

Вторичный щебень – это отходы от строительных работ, то есть остатки асфальта, кирпича, бетона и т. д.

Естественно, что такой щебень самый дешевый, а часто его можно достать бесплатно.

Вторичный

Качественные параметры значительно ниже остальных групп, поэтому используется только в сооружениях, которые не предоставляют высоких требований к прочности.

Более подробно о характеристиках щебня смотрите на видео:

Зачем знать коэффициент уплотнения по ГОСТу

Коэффициент уплотнения регулируется СНИП, а также ГОСТ, где указывается соответствующие, рекомендуемые параметры плотности.

Благодаря значениям можно определить насколько можно уплотнить щебень, то есть уменьшить физический объем материала.

При этом трамбовка происходит намеренно (например, виброплитой) и ненамеренно (при перевозке). Преимущественно значение колеблется в пределах 1,05-1,52.

Трамбовка виброплитой

Нормативные документы указывают коэффициент уплотнения песка, щебня по ГОСТу:

• смесь песка и гравия – 1,2;
• песок – 1,15;
• керамзит – 1,15;
• щебень из гравия – 1,1;
• грунт – 1,1 (1,4).

На практике существует несколько причин для определения коэффициента:

• используется для расчета необходимого количества закупаемых материалов. Благодаря такому подходу исключаются дополнительные расходы на приобретение лишнего щебня или партийную закупку;
• также цифра используется, чтобы, когда произойдет уплотнение щебня виброплитой, узнать на сколько сядет уровень.

Формула определения необходимого количества материала имеет следующий вид:

Объем предназначенной к заполнению формы (м3) * удельную массу (кг/м3) * коэффициент уплотнения

Подставив числа можно достоверно определить количество задействованного материала, но нужно учесть некоторые нежелательные воздействия: остатки шлака на месте рассыпания, возможно немного меньший вес довезенного материала. Поэтому следует рассчитывать с небольшим зазором.

Есть специальные таблицы с усредненной информацией по весу гравия в зависимости от фракции. Для примера 0-5 мм щебня в 1 м3 приблизительно 1,5 т, а рассчитать коэффициент уплотнения щебня 40 70 можно, учитывая приблизительную массу в 1,47 т/м3.

Практическое определение количества материала

В реалиях жизни можно определить коэффициент таким путем:

• замерять размер бортов грузового автомобиля;
• определить общий объем щебня;
• результаты следует просто умножить на стандартный коэффициент уплотнения для соответствующей фракции с учетом трамбовки при перевозке;
• благодаря такому расчету легко определить реальное количество привезенного щебня

Коэффициент уплотнения (запас прочности) по таблице СНИП

Нормальное значение уплотнения щебня представляется в виде таблицы СНИП. Существует определенная формула, благодаря которой можно рассчитать коэффициент уплотнения, важнейшим условием является фракция. Итак, рассмотрим насыпную плотность материала:

Фракция, мм	Насыпная плотность
	Гранитный щебень	Гравийный щебень
0-5	1500
5-10	1430	1410
5-20	1400	1390
20-40	1380	1370
40-70	1350	1340

Для получения более достоверных данных можно взвесить определенный объем щебня, затем провести расчет на основании формулы:

Вес = масса / объем.

Затем необходимо укатать смесь в такое состояние, которое будет использоваться на площадке, затем замеряется площадь. Выполняется расчет снова, по той же самой формуле. Таким образом получается 2 цифры: плотность до трамбовки и после.

Необходимо разделить полученные цифры и определить коэффициент относительного уплотнения щебня.

Если пробы имеют одинаковый вес, можно элементарно высчитать соотношение обоих объемов, цифра должна быть такая же.

Коэффициент уплотнения щебня по СНИП не дает жестких норм необходимог

Уплотнение почвы | UMN внутренний номер

Рисунок 24: Тракторы с гусеницами (фон) и шинами.

Любое оборудование, будь то гусеницы или шины, может создавать уплотнение. Выбор оборудования, обеспечивающего наименьшее уплотнение, зависит от нескольких факторов.

Тракторы

Припаркованный гусеничный трактор оказывает давление на почву приблизительно от 4 до 8 фунтов на квадратный дюйм в зависимости от ширины, длины и веса трактора. Этот фунт на квадратный дюйм изменяется в зависимости от расположения роликов промежуточных колес, жесткости пружины в точках крепления, жесткости гусеницы, динамической передачи веса при нагрузке на дышло и т. Д.(Рисунок 24).

Радиальные шины оказывают давление на 1-2 фунта выше, чем их надлежащее давление в шинах. Например, если радиальная шина накачана до 6 фунтов на квадратный дюйм, шина оказывает давление на почву от 7 до 8 фунтов на квадратный дюйм. Это давление также зависит от размера проушины, жесткости шины и нагрузки на дышло.

Шины с диагональным кордом старого образца, накачанные до 6-8 фунтов на квадратный дюйм, не могут эффективно работать и легко изнашиваются при таком низком давлении в шинах. Следовательно, они должны быть накачаны до 20-25 фунтов на квадратный дюйм.

Как управлять уплотнением почвы

Чтобы сохранить уплотнение почвы в зоне плуга, поддерживайте радиальное давление в шинах около 10 фунтов на квадратный дюйм. В зависимости от размера шин вам, возможно, придется добавить сдвоенные колеса для достижения этой цели. Проконсультируйтесь с вашим местным дилером по шинам, чтобы определить надлежащее давление в шинах.

Исследование: Тракторное уплотнение

Рисунок 25: Уплотнение почвы полноприводными и гусеничными тракторами при различных тяговых нагрузках. Исследование

Iowa показало, что небольшие тракторы, оборудованные гусеницами или радиальными шинами, создают уплотнение в верхних слоях на 5–8 дюймов. Однако ниже этой глубины эффект уплотнения был незначительным.

На рис. 25 показана корреляция между давлением в шинах и уплотнением почвы по результатам исследования, проведенного Университетом штата Огайо. Эффект уплотнения измерялся на глубине 20 дюймов на илистом суглинке (ширина шин составляла примерно 28 дюймов) для четырех различных сценариев. Они сравнили

• Трактор John Deere 8870 с сдвоенными баками 710 / 70R38, правильно накачанными до 6 и 7 фунтов на квадратный дюйм (спереди и сзади)
• Тот же трактор John Deere с шинами, накачанными до 24 фунтов на квадратный дюйм
• Cat Challenger 65 с резиновыми гусеницами 24 дюйма
• Cat Challenger 75 с резиновыми гусеницами 36 дюймов

По физическим свойствам почвы трактор с правильно накачанными шинами был признан лучшим, за ним следуют 36-дюймовые и 24-дюймовые гусеницы. Наибольшее уплотнение вызвал трактор с чрезмерно накачанными шинами. Относительный рейтинг был одинаковым для автомобилей без груза и с буксируемым грузом (40-футовый культиватор).

Комбайны

Рисунок 26: Уменьшение пористости почвы по глубине при разном давлении почвы.

Общая нагрузка на ось тяжелого полевого оборудования, такого как зерновозы или комбайны, почти одинакова независимо от того, используются ли в оборудовании гусеницы или шины. Гусеницы улучшают тягу и управляемость в поле, но зерновоз 25 тонн на ось по-прежнему создает уплотнение под поверхностью независимо от того, есть ли у него гусеницы или шины.

Исследование: уплотнение комбайна

Другой исследовательский проект в Огайо тестировал зерновоз на 1200 бушелей в сравнении с комбайном John Deere 9600 с другим расположением гусениц. Сдвоенные шины зернового прицепа, безусловно, вызывают наихудшее уплотнение. Результаты (Рисунок 26), от худшего до минимального уплотнения:

.

1. Зерновоз сдвоенные шины.

2. Комбайн с одинарными шинами 30,5L32 при давлении 34 фунта на квадратный дюйм.

3. Комбайн с полугусеничной системой со средним показателем psi 10.

4. Комбайн со сдвоенными шинами 18.4R38 при давлении 26 фунтов на квадратный дюйм.

5. Комбайн с широкими шинами 68×50.0-32 с избыточным давлением 24 фунта на квадратный дюйм.

6. Комбайн с такими же широкими шинами при правильном давлении 15 фунтов на квадратный дюйм.

Обратите внимание, что среднее расчетное давление на грунт полугусеницы составляло около 10 фунтов на квадратный дюйм, но оно давало результаты, которые, по-видимому, делают его равным шине с давлением от 26 до 30 фунтов на квадратный дюйм. В основном это происходит из-за направленного вниз давления со стороны направляющих колес. Исследователи предположили, что чем ниже давление накачки, тем лучше для пористости почвы.

Испытание на проницаемость почвы: все, что вам нужно знать

Что такое проницаемость почвы?

Проницаемость почвы или гидравлическая проводимость — это скорость потока воды через грунтовые материалы, и это важная характеристика для широкого спектра инженерных дисциплин и наук о земле.

Инженеры-геотехники и инженеры-строители, гидрогеологи, почвоведы и ученые-экологи — все используют эту информацию для таких проектов, как фундамент, насыпи, земляные плотины, борьба с наводнениями, инфильтрация сточных вод и т. Д.Неудивительно, что пористость и проницаемость почв взаимосвязаны.

Факторы, влияющие на проницаемость почвы

Пустоты в почве создают легкий путь для движения воды, но другие факторы, такие как гидравлический градиент, тип почвы, текстура и гранулометрический состав, также влияют на проницаемость.

Закон Дарси, который определяет все результаты испытаний на проницаемость почвы, представляет собой уравнение, описывающее движение жидкостей через пористую среду. Это уравнение определяет коэффициент проницаемости или гидравлической проводимости грунта, отношение скорости жидкости через матрицу почвы к гидравлическому градиенту.

Коэффициент проницаемости

Коэффициент проницаемости (K) — это скорость в метрах или сантиметрах в секунду воды через грунт. Мелкозернистые почвы, такие как глины, могут иметь значения около 10-8 метров / сек или ниже, а образование песка и гравия может составлять 10-4 метров / сек или выше.

Проницаемость почвы можно оценить с помощью эмпирических методов, таких как картографирование почвы, текстура почвы или гранулометрический состав. Однако множество различных лабораторных и полевых методов испытаний позволяют легко измерить эти свойства напрямую.Тип почвы и цель испытания, требуемая точность и тип образца влияют на выбранный метод испытания.

Этот блог будет вашим руководством при выборе оборудования, отвечающего требованиям метода испытаний и соответствующего типу почвы.

Как измеряется проницаемость почвы

Испытания на проницаемость почвы проводятся в условиях постоянного или падающего напора:

• Испытание постоянного напора относится к устройству, в котором одинаковая относительная высота верхней части водяного столба ( напор) остается над образцом на протяжении всего испытания. Это действительный тест для почв с высокой скоростью потока, таких как песок и гравий, а также для некоторых глинистых почв.
• Испытание с падающей головкой позволяет напору уменьшаться по мере того, как вода проникает в образец, уменьшая давление в ходе испытания. Методы падения напора обычно ограничиваются мелкозернистыми почвами.

Оборудование для испытаний на проницаемость грунта

1. Ячейки с гибкими стенками на проницаемость, описанные в ASTM D5084, измеряют гидравлическую проводимость грунтов с использованием нескольких методов.Методы в рамках этого стандарта допускают несколько вариантов методов постоянного и падающего напора, включая испытания на постоянную скорость потока и испытания на постоянный объем с давлением, контролируемым ртутью. Образец для испытаний может быть приготовлен из ненарушенных образцов скважин (трубы Шелби) или путем уплотнения грунта в форме до заданной плотности. Образец заключен в латексную мембрану и помещен в заполненную жидкостью испытательную ячейку под давлением. Система клапанов и бюреток, установленных на логической панели, позволяет осуществлять трехмерное управление ограничивающим давлением на образец, а также используемым проникающим веществом (обычно водой).На протяжении всей процедуры осуществляется мониторинг деформации образца и изменения объема. Хотя этот тест является стандартным и широко конкретным, он требует значительной подготовки образцов и может занять несколько дней. Karol-Warner производит полный набор испытательных ячеек, панелей управления и принадлежностей для пробоподготовки Gilson для испытаний на проницаемость гибких стенок.
2. Пермеаметры с постоянным напором измеряют коэффициент проницаемости непластичных грунтов, при этом не более 10% частиц проходят через 75 мкм (No.200) тестовое сито. Процедура, описанная в AASHTO T 215, также является отмененным стандартом в ASTM D2434. Испытание проводится в условиях постоянного напора в пермеаметре для песка и гравия с жесткими стенками и диаметром в 8–12 раз больше максимального размера частиц, снабженном пористыми камнями для предотвращения потери образца. Два порта манометра подключаются к двухтрубному манометру для измерения изменений напора во время испытания. Бак постоянного напора подает к образцу деаэрированную воду. При необходимости испытания на проницаемость могут проводиться с образцом с относительной плотностью от 0% до 100%.После уплотнения тонких слоев подготовленного образца зернистого грунта в пермеаметре специальный молоток для уплотнения скользящего груза или вибрационный трамбовщик при необходимости обеспечивает более высокую относительную плотность. Испытание начинается после вакуумного насыщения образца деаэрированной водой. Показания времени, напора (уровни воды в трубках манометра) и количества потока в интервалах увеличения давления напора определяют окончательные результаты.
3. Пермеаметры с постоянным / падающим напором позволяют проводить испытания сыпучих грунтов при постоянном или падающем напоре, но не соответствуют опубликованным требованиям методик испытаний ASTM или AASHTO.Они имеют схожую конструкцию с пермеаметрами для гранулированного грунта ASTM / AASHTO, но имеют один порт для подключения к однотрубному манометру. Испытательная установка и подготовка образцов идентичны пермеаметрам ASTM / AASHTO.
4. Пермеаметры уплотнения — это формы для уплотнения влажности / плотности почвы 4 дюйма или 6 дюймов (102 или 152 мм) (Проктор), снабженные верхними и нижними пластинами, снабженными клапанами и портами для работы в качестве пермеаметров. Испытания на проницаемость как при постоянном напоре, так и при падающем напоре могут быть выполнены непосредственно на уплотненных образцах без необходимости тщательной подготовки.Образцы Proctor или California Bearing Ratio (CBR), формованные с использованием стандартных методов уплотнения. Пористые камни на обоих концах образцов обеспечивают дренаж. Для этих устройств не существует специальных методов испытаний ASTM / AASHTO, но они предоставляют полезную информацию в процессе проектирования. Испытания на проницаемость с пермеаметрами уплотнения используют обычное оборудование и методы. Двухтрубные манометры подключаются к впускному и выпускному портам для измерения расхода деаэрированной воды.
5. Пробирочные пермеаметры Шелби — это наборы компонентов для создания пермеаметра вокруг участка невозмущенного образца, удерживаемого в пробирке Шелби 3 дюйма (76 мм).Образец не требует экструдирования, что обеспечивает минимальное повреждение илистых или песчаных материалов или структур подстилки чувствительных почв. Документы ASTM или AASHTO не охватывают метод испытаний, но они позволяют проводить испытания с постоянной или падающей головкой на образцах с минимальным возмущением. Часть трубы обрезается до максимальной длины 6 дюймов (152 мм) с помощью большого трубореза или ленточной пилы. Торцевые крышки имеют отверстия для входа и выхода воды, расположенные на каждом конце образца для подключения к двухтрубным манометрам.Резьбовые стержни фиксируют узел пермеаметра.
6. Двухкольцевые инфильтрометры измеряют скорость инфильтрации почвы в полевых условиях для геотехнических и экологических приложений, таких как проектирование плотин и резервуаров или исследования жидких отходов и выщелачивания. Этот тест с постоянным напором соответствует методам ASTM D3385 и дает оптимальные результаты на однородных мелкозернистых почвах. Два металлических кольца расположены концентрически и вбиваются в землю на полигоне. После заполнения испытательных колец водой два устройства с трубкой Мариотта поддерживают постоянный уровень жидкости.Изменения объема, наблюдаемые в пробирках во время теста, определяют скорость инфильтрации. Хотя эта скорость является мерой движения жидкости через почву, ее можно напрямую связать с коэффициентом проницаемости или гидравлической проводимости только при наличии значительных предварительных знаний о гидравлических свойствах. Тем не менее, информация, которую предоставляет тест, ценна, и ее использование хорошо известно.

Чтобы узнать больше об этих продуктах, посетите нашу страницу с оборудованием для испытания на проницаемость почвы.

Что такое тест на просачивание почвы?

Испытания на перколяцию («перколяцию») — это простой тип полевых испытаний, которые часто требуются местными департаментами здравоохранения для выбора типа септической системы для жилых или коммерческих помещений на мелкозернистых почвах.

Как выполняется тест Perc?

Типичная процедура заключается в использовании почвенного шнека или экскаватора для выкапывания ямы глубиной примерно от 18 до 30 дюймов (от 457 до 762 мм), заполнения ее водой и отслеживания времени, необходимого для слива.Среди местных надзорных органов существуют десятки вариантов этого метода, поэтому здесь невозможно указать четкие процедуры. На результаты тестов perc может влиять столько факторов, что они считаются ненадежными для большинства научных или инженерных приложений.

Мы надеемся, что этот блог ответил на ваши вопросы о том, как выбрать методы и оборудование для ваших приложений по испытанию проницаемости почвы. Пожалуйста, свяжитесь с нашей опытной командой технической поддержки для получения подробной информации.

Оборудование для испытаний на уплотнение грунта (Proctor) | Плотность почвы

Независимо от того, проводятся ли испытания в полевых условиях или в лаборатории, у Gilson есть оборудование для испытаний на уплотнение почвы, необходимое для проведения испытаний на уплотнение по Проктору, определения соотношения влажности и плотности почвы, а также для проверки относительного уплотнения и относительной плотности сыпучих грунтов.

Подробнее …

Стандарты

ASTM D698 и ASTM D1557, Лабораторные характеристики уплотнения грунта и стандарты AASHTO T 99 и AASHTO T 180, Взаимосвязь влажности и плотности грунта — все обычно называемые тестами Проктора — широко используются в проектах по контролю за размещением и уплотнением грунта. грунтовые насыпи и другие инженерные насыпи.Продукты, предлагаемые в этой категории уплотнения и плотности Проктора, будут соответствовать требованиям ASTM, AASHTO и другим соответствующим методам испытаний.

Для получения дополнительной информации прочтите наш блог Тест уплотнения Проктора: Основное руководство.

• Механические уплотнители грунта для стандартного и модифицированного уплотнения Проктора и подготовки проб Калифорнии 216. Эти механические уплотнители грунта имеют автоматический подсчет ударов молотка и отключение при достижении заданного числа. Подвижный поворотный стол позиционирует форму для следующего удара молота, обеспечивая оптимальное распределение энергии уплотнения. Эти устройства повышают точность и воспроизводимость, просты в использовании, безопасны и надежны. Модели подходят для пресс-форм для уплотнения почвы размером 4 или 6 дюймов для стандартных или модифицированных тестов Проктора.
• Пресс-формы для уплотнения грунта используются с тестами на коэффициент несущей способности (CBR) в Калифорнии и коэффициентом несения для известняка (LBR) Флориды, в дополнение к тестам на плотность почвы по Проктору. Формы продаются в виде полных сборок или отдельных компонентов для испытаний на плотность, CBR и LBR.
• Ручные отбойные молотки доступны в 5 вариантах.Гири 5 или 10 фунтов для использования со Стандартными или Модифицированными методами испытаний. Отбойные молотки Gilson с ручным уплотнением отличаются усовершенствованной конструкцией и конструкцией из нержавеющей стали для уплотнения образцов грунта в почвенные формы.
• Карманный пенетрометр — это портативный прибор, используемый в полевых или лабораторных условиях для классификации связных грунтов. Он обеспечивает мгновенные оценки прочности на неограниченное сжатие. OSHA требует его использования для осмотра траншей и земляных работ.
• Набор пенетрометров Proctor с компонентами, используемыми для измерения сопротивления проникновению мелкозернистых грунтов во время лабораторных испытаний плотности по Проктору.Набор пенетрометров Проктора соответствует стандартам ASTM D1558. Устройство поставляется со сменными иглами с резьбой и деревянным ящиком для хранения с ручкой для переноски.
• Эжекторы проб доступны в двух стилях: один только для 4-дюймовых форм, а другой для форм 4 и 6 дюймов. Эжекторы Gilson Sample Ejectors имеют грузоподъемность 12 000 фунтов силы (53,4 кН). Простое управление позволяет легко выдавливать образцы уплотненного грунта или асфальта.
• Набор для испытания на относительное уплотнение с трамбовкой используется для уплотнения образцов с использованием ударного метода California 216.Этот испытательный комплект используется для полевого и лабораторного определения максимальной влажной плотности почв и заполнителей.
• Гидравлический экструдер образцов обеспечивает непрерывную одностороннюю экструзию с использованием системы гидравлического привода. Исключается повреждение чувствительных ненарушенных образцов почвы. Его можно прикрутить к столу или установить на дополнительную подставку экструдера.
• Аппарат относительной плотности с датчиками, формами, наборами воронок и вибростолами предназначен для определения относительной плотности сыпучих грунтов, которые обычно плохо поддаются тестам на влагоплотность Проктором.
• Proctor / Density Accessories включает продукты, обычно используемые для проведения лабораторных и полевых испытаний плотности влажности почвы.

Испытания на уплотнение почвы

Есть много типов испытаний на уплотнение почвы, которые проводятся на почве. Вот некоторые из них: —

1) Метод песчаного конуса
Одним из наиболее распространенных тестов для определения полевой плотности почвы является метод песчаного конуса. Но у него есть серьезное ограничение: этот тест не подходит для насыщенных и мягких почв.

Используемая формула:
Объем почвы, футы ³ (м ³ ) = [вес отверстия для заполнения песком, фунт (кг)] / [Плотность песка, фунт / фут ³ (кг / м ³ )]

% Влажность = 100 (вес влажной почвы — вес сухой почвы) / вес сухой почвы

Плотность поля, фунт / фут ³ (кг / м ³ ) = вес почвы, фунт (кг) / объем почвы, фут ³ (м ³ )

Плотность в сухом состоянии = плотность поля / (1 +% влажности / 100)

% уплотнение = 100 (плотность в сухом состоянии) / максимальная плотность в сухом состоянии

Максимальная плотность определяется путем построения кривой зависимости плотности от влажности.

2) Коэффициент подшипника для Калифорнии
Коэффициент подшипника для Калифорнии (CBR) используется для определения качества прочности почвы под дорожным покрытием. Он также измеряет толщину дорожного покрытия, его основания и других слоев.
CBR = F / F _o
, где
F = сила на единицу площади, необходимая для проникновения в массив почвы с помощью 3-дюймового круглого поршня ² (1935,6 мм ² ) (около 2 дюймов (50,8 мм) диаметром) со скоростью 0,05 дюйма / мин (1,27 мм / мин)

F ₀ = сила на единицу площади, необходимая для соответствующего проникновения в стандартный материал.

3) Проницаемость почвы
При определении проницаемости почвы применяется закон Дарси. Закон Дарси гласит, что
V = kiA

где
V = скорость потока, см ³ / с,
A = площадь поперечного сечения потока грунта, транспортирующего, см ²
k = коэффициент проницаемости, который зависит от гранулометрического состава, коэффициента пустотности и почвы ткань. Значение варьируется от 10 см / с для гравия до менее 10 ^–7 для глин.

Чтобы проверить различные лабораторные испытания на почве, см. Этот

Наука о уплотнении грунта

Когда вы смотрите на мотоблоки в вашем парке, скорее всего, вы не думаете о них как о точных научных инструментах.Тем не менее, уплотнение почвы — это наука, и она требует определенной степени точности. Понимание того, что за этим стоит, может помочь вам повысить эффективность ваших рабочих мест.

Что за грязь?

Чтобы выбрать подходящее оборудование для вашей работы, вам нужно сначала кое-что узнать о почвах и о том, как они уплотняются. По словам Марка Конрарди, менеджера по продажам компании Wacker Corp., почву можно разделить на четыре основные группы: глина, ил, песок и гравий.«Самая важная характеристика — это размер частиц», — заявляет он.

Глины состоят из мельчайших частиц, размер которых обычно составляет менее 0,00024 дюйма, за которыми следуют ил, песок и гравий с размером частиц от 0,08 до 3 дюймов в диаметре. Все, что больше 3 дюймов, считается валуном.

«Глины и илы сгруппированы вместе как связные почвы на основании того факта, что [их частицы] имеют тенденцию к расслоению из-за своего небольшого размера. Силы, удерживающие их вместе, имеют молекулярную природу», — объясняет Конрарди.«Песок и гравий сгруппированы вместе как зернистые почвы, и силы, удерживающие их вместе, являются трением из-за их неровной и шероховатой текстуры поверхности».

Смешанные грунты содержат смесь как связных, так и гранулированных частиц. В случае смешанных грунтов анализ градации грунта может определить правильную классификацию и помочь в выборе машины, — говорит Франк Венцель, вице-президент по инженерным вопросам подразделения Stone Construction Equipment.

По словам Рона МакКаннелла из Weber Maschinentechnik GmbH, гранулированный и смешанный грунт с содержанием связного грунта менее 10–15% легко уплотняется с помощью виброплит и трамбовок.Но для достижения высокой плотности должна быть смесь частиц различного размера, способная заполнить пустоты между крупными частицами. «Равномерно гранулированные зернистые почвы невозможно уплотнить», — отмечает он.

«Наиболее легко уплотняются почвы со сферическими и гладкими частицами», — продолжает он. «Грунты с частицами неправильной формы труднее уплотнять, но, с другой стороны, они обладают большей несущей способностью».

Способность уплотнять почву частично зависит от распределения частиц.«Почвы с почти таким же размером частиц, как мелкий песок, называются однофракционными почвами. Почвы с несколькими размерами частиц называются смешанными фракциями», — заявляет Макканнелл. «Однофракционные грунты трудно уплотнять, так как там нет или очень небольшое количество мелких частиц, которые могут заполнить пустоты. Смешанные грунты могут быть хорошо уплотнены, поскольку есть более мелкие частицы, которые из-за вибрационного эффекта перемещаются в пустоты между более крупными частицами, достигается высокая плотность и, как следствие, более высокая несущая способность.«

Нужные вещи

После того, как вы определите тип почвы, на которой будете работать, вы сможете определить, какое оборудование лучше всего подходит для условий.

«Тип уплотнителя, который будет наиболее эффективным, определяется силами сцепления, которые проявляют две группы грунта», — говорит Конрарди. «Связным грунтам требуется определенная энергия удара, чтобы разрушить молекулярные связи и высвободить воздух и лишнюю воду, которые могут быть задержаны в почве».

Согласно Венцелю, типы машин, которые могут наилучшим образом использовать эту энергию, — это трамбовки или катки с опорными лапами, которые создают как высокую ударную нагрузку, так и необходимую силу срезания.«Связные грунты требуют большой амплитуды и больших ударных усилий для сжатия и формования материала», — объясняет он. «[Срезающие силы] достигаются за счет конструкции башмака на трамбовке или выступающей массы катка. Эти элементы замешивают и разрушают почву, позволяя ударной силе делать свою работу».

В случае сыпучих грунтов наиболее эффективными являются виброплиты и гладкие вальцы. «В этих машинах используется вращающаяся неуравновешенная масса, работающая на определенных частотах.«Частоты согласованы с диапазонами собственных частот сыпучих грунтов», — отмечает Венцель.

«Вибрационные импульсы, которые создает машина, проникают в почву и заставляют частицы двигаться», — добавляет Конрарди. «Это снимает трение там, где частицы соприкасаются. И после прохождения машины гравитация заставит частицы осесть в более плотном состоянии».

Поскольку частицы в связном грунте более плоские, а между ними находится вода и воздух, для уплотнения им требуется низкочастотная энергия удара с большой амплитудой, говорит Питер Прайс из Bomag Americas Inc.Трамбовки обеспечивают такую ​​энергию, когда они подпрыгивают вверх и вниз по почве, удаляя пустоты между частицами. В отличие от этого, пластины используют высокочастотную вибрацию для перемешивания частиц, чтобы они оседали под собственным весом.

До недавнего времени не существовало ни одной машины, которая могла бы делать все это, но сейчас ситуация меняется. «Подрядчики хотят, чтобы одна машина выполняла все работы», — говорит Прайс. Поэтому компания Bomag разработала обратимую пластину серии Dash 4, которая может уплотнять более широкий спектр материалов, например, зернистые почвы с некоторым содержанием связующего.«Вы не можете взять нашу тарелку и использовать ее на глине, но вы можете запустить ее на естественной засыпке, которая представляет собой смесь связного и гранулированного».

Не переусердствуйте

Как и многие другие вещи, уплотнение почвы — это область, где можно получить слишком много хорошего. Почва может переуплотняться, что может снизить ее несущую способность.

«Продолжительное уплотнение может вызвать разрушение почвы и расслоение почвенных смесей», — говорит Фабиан Салинас из Dynapac. «Это приводит к ослаблению слоев уплотнения основания.«

Конрарди соглашается, добавляя: «Почва может поглощать только определенное количество энергии в течение определенного периода времени. Если приложить слишком много энергии, почва может сдвинуться и сдвинуться, нарушая ранее выполненное уплотнение. Результатом может быть трещина или трещина. дробление частиц почвы так, что состав почвы фактически изменяется. Измененный материал фактически имеет более низкую плотность, потому что новые частицы меньше ».

Прайс говорит, что уплотнение происходит чаще, чем думает большинство людей.Хорошее средство — обратить внимание на поведение машины во время работы и следовать рекомендациям производителя. «Если [трамбовщик] скачкообразно прыгает, слезайте с материала, потому что это означает, что энергия уходит в землю и возвращается от материала в машину», — советует он.

Венцель объясняет: «Во время уплотнения рыхлого насыпного материала (почвы) энергия машины направляется и потребляется почвой. Как только частицы почвы плотно упаковываются, эта энергия будет отражаться обратно в машину и оператора, а не потребляться в почва.«Следовательно, наиболее практичным и очевидным признаком чрезмерного уплотнения является реакция используемой машины.

Как правило, эксперты советуют ограничивать проходы материала до трех раз для трамбовки и четырех раз для плиты. Или еще лучше, просто подберите машину к глубине укладываемой почвы. «Большинство производителей оценивают свои машины в зависимости от глубины почвы или подъема, который она может уплотнять, — говорит Конрарди. «Этот рейтинг обычно относится к слою хорошо рассортированного песка и гравия, который является обычной засыпкой для опор, фундаментов и участков, где требуется более высокая плотность.«

Он добавляет: «Как правило, возьмите максимальную глубину уплотнения и разделите ее на три. Если это число больше, чем размещаемый слой, возможно чрезмерное уплотнение». Например, если у вас есть уплотнитель, рассчитанный на 24 дюйма. глубина и 6 дюймов. укладывается слой, вы рискуете из-за уплотнения при использовании этой машины.

Плотность мониторинга

Определение степени уплотнения грунта в конкретном проекте и соответствие результатов требуемым спецификациям обычно является обязанностью инженера по грунтовым поверхностям.Чтобы ускорить процесс испытаний, Weber представил систему Compatrol, первую систему непрерывного контроля уплотнения для реверсивных уплотнителей грунта.

Система Compatrol позволяет оператору немедленно осознавать любую потенциальную проблему, которая может развиться и повлиять на результаты, например, чрезмерное уплотнение, недостаточное уплотнение или ситуации, когда почва не уплотняется. Система основана на анализе частотного диапазона и состоит из дисплея и датчика ускорения.Технологическое измеряет увеличение ускорения и уменьшение опорной плиты уплотнителя почвы; сравнивает измеренные значения с зарегистрированными характеристиками почвы; и переводит результаты в «электрическое напряжение». Отображаемый результат уплотнения легко понять.

«До недавнего времени эти измерители уплотнения или устройства контроля уплотнения были доступны только на некоторых асфальтовых катках и некоторых вибрационных катках, используемых для уплотнения почвы на больших площадях», — говорит Макканнелл. «Но сегодня они также доступны на реверсивных пластинах с ручным управлением, которые используются в ограниченном пространстве, недоступном для больших роликов.«

Bomag также разрабатывает собственную систему для пластинчатых уплотнителей, которая будет согласовывать уплотнение с требованиями к плотности. Он должен быть доступен в Северной Америке где-то в течение следующего года.

Что такое уплотнение почвы | Различные типы оборудования для уплотнения почвы

Самый важный момент в этой статье

Что такое уплотнение почвы?

Уплотнение почвы происходит, когда частицы почвы прижимаются друг к другу , уменьшая поровое пространство между ними.

Сильно уплотненные грунты содержат мало крупных пор, меньший общий объем пор и, следовательно, более высокую плотность .

Уплотненный грунт имеет пониженную скорость инфильтрации и отвода воды .

Различные типы оборудования для уплотнения грунта:

Оборудование для уплотнения грунта можно разделить на две группы:

• Оборудование для уплотнения легких грунтов
• Оборудование для уплотнения тяжелых грунтов

Также прочтите: Метод корончатого резака | Что такое уплотнение почвы

Оборудование для уплотнения легкой почвы:

Это оборудование используется только для уплотнения почвы на небольших участках и там, где требуется меньшее усилие уплотнения .

Ниже представлено легкое оборудование для уплотнения грунта:

1. Уплотнители
2. Уплотнители с виброплитой
3. Вибротрамбовки

Компакторы:

Компакторы используются для компактного использования. площадей , обеспечивающих ударную нагрузку на почву. Это оборудование легкое и может управляться вручную или машиной.

Базовый размер уплотнителей может составлять 15 см x 15 см или 20 см x 20 см или более.

Компакторы для уплотнения грунта

Для машинных уплотнителей обычный вес составляет от 30 кг до 10 тонн (от 6 фунтов до 22 000 фунтов).

Эти молоты весом от 2 до 3 тонн s (от 4400 до 6600 фунтов) могут свободно падать с высоты от 1 м до 2 м (от 3 до 7 футов) на землю для уплотнения обломков породы.

Компакторы подходят для уплотнения связных грунтов и других грунтов — эта машина в труднодоступных местах.

Компакторы с виброплитой:

Компакторы с виброплитой используются для уплотнения грубых грунтов с мелкими частицами от 4 до 8% . Это оборудование используется на небольших площадях.

Обычный вес этих машин составляет от 100 кг до 2 тонн, с площадью плиты от 0,16 кв.м. и 1.6 кв.м.

Также прочтите: Что такое контурный интервал | Расчет контурных интервалов | Использование контурных интервалов при обследовании

Вибротрамбовки:

Виброуплотнители используются для уплотнения небольших площадей в ограниченном пространстве .

Эта машина подходит для уплотнения всех видов грунта за счет вибраций, установленных на опорной плите через пружину активируемых с помощью альтернативного механизма с приводом от двигателя.

Они обычно управляются вручную и весят от 50 до 100 кг (от 100 до 220 фунтов).

Оборудование для уплотнения тяжелых почв:

Эти уплотняющие машины используются на больших площадях для работы с различными типами почвы .

Тяжелая уплотнительная техника выбирается в зависимости от влажности почвы и типа почвы.Ниже представлены различные типы оборудования:

1. Ролики с гладкими колесами:

2. Ролики с овальной опорой:

3. Ролики с пневматическими шинами:

4. Ударный каток.

5. Сетчатые ролики:

6. Подушечная лапка / прижимные ролики:

Также прочтите: Что такое структурные осадки | Причины структурного оседания | Что такое оседание грунта и структурное оседание фундамента

Гладкие колеса Катки:

Этот каток передает статическое сжатие почве через большие барабаны , как показано на рисунке выше.Эти типы катков обычно используются для уплотнения сыпучих оснований и дорожных покрытий на шоссе и аэродромах.

Катки самоходные с дизельным двигателем и имеют распределение веса, которое при необходимости может быть изменено добавлением балласта к валкам.

Вес может составлять от 10-200 кН, диапазон обычно используемого веса составляет 80-100 кН. Прилагаемое давление может составлять порядка 300 Н на погонный сантиметр ширины заднего валка.

Количество проходов зависит от желаемого уплотнения, в то время как обычное количество проходов обычно составляет восемь для достижения эквивалента стандартного уплотнения Проктора. Катки с гладкими колесами бывают трех типов. Это

1. Трехколесный тип
2. Тандемные катки
3. Трехосные тандемные катки.

Основное различие между ними заключается в их весе. Первые два весят от 1 до 18 тонн , а третий тяжелее и весит от 12 тонн до 18 тонн .

В некоторых роликах есть возможность регулировать веса в роликах путем их балластировки водой или посредством тяжелого скользящего груза.

Производительность гладких катков в основном зависит от размера колес и передаваемой через них нагрузки на почву на единицу площади .

Параметры, определяющие производительность валка:

(i) ширина и диаметр валков и

(ii) нагрузка на единицу ширины под уплотнительными валками.

Первый определяет глубину, на которой эффективно уплотнение , а последний влияет на чистое давление, прикладываемое к поверхности почвы.

Таким образом, спецификации для любых работ по уплотнению должны включать нагрузку на единицу шириной т, а также полную массу гладкоколесного катка.

Обычно указывается вес в 10 тонн, способный передавать давление около 23 кг / см по ширине протектора.

Стальные барабаны катков можно балластировать водой или песком для увеличения веса.

Если машина обозначена как 7,3–12,8 тонны , это означает, что минимальный вес машины составляет всего 7,3 тонны и что ее можно балластировать, чтобы получить максимальный вес 12,8 тонны .

Гладкие барабанные катки могут иметь стальные передние и задние барабаны, или один барабан может быть заменен гладкими стальными колесами.

Гладкие барабанные катки можно комбинировать с принадлежностями для создания вибраций при уплотнении песка, гравия и каменной наброски.

Гладкие барабанные катки не рекомендуются для уплотнения связных грунтов в земляных дамбах из-за их низкого удельного давления и гладкой поверхности насыпи, которую они оставляют.

Также прочтите: Что указывает | Типы наведения | Позиционирование со шпонкой

Ролики для ножек овец:

Стопы овец или подбивочный валик состоит из полого стального цилиндрического барабана со стальными выступами или «ножек», идущих в радиальном направлении наружу от цилиндрическая поверхность как на рис.

Диаметр и ширина барабана , а также длина и форма ножек роликов варьируются для получения различной производительности.

Самый распространенный тип — барабан с двумя барабанами шириной 122 см и диаметром 107 см .

Ножки имеют длину от 15 до 20 см и расположены в шахматном порядке по ряду таким образом, чтобы получить контакт , составляющий около двух подбивочных футов на квадратный фут из утрамбованной площади .

Каток «Овечья лапа» особенно хорош для связных грунтов из-за небольшой ширины нагруженной площади его лап.

Катки средней массы могут производить единицы веса, превышающие стандартный максимум по Проктору, при толщине слоев от 15 до 30 см при содержании влаги немного ниже, чем стандартный оптимум Проктора .

Они могут производить 95% от максимума при оптимальной влажности с слоями от 10 до 15 см .

Ролик для ступней овцы , называемый роликом для ступней слона , , в котором часть лап удалена, а на оставшиеся приварены плоские пластины от 20 до 25 см. полезен для илистых почв с низкой сплоченность из-за увеличенной ширины нагруженной области обеспечивает большее ограничение .

Овцы с ножным катком используются даже на стадии предварительного уплотнения для разбивания плитных фрагментов мягкой породы, для измельчения твердой сухой почвы или для помощи в перемешивании почвы .

Бараньи опорные катки также буксируются тракторами. Каток продвигается вперед и назад по уплотняемой области до тех пор, пока ножки не войдут в почву на один дюйм .

Каток «вышел» из почвы . Дополнительные проходы ролика теперь не будут эффективны.

На производительность катка для лап барана влияет давление лап и покрытие земли, получаемой за проход.

Они, в свою очередь, зависят от веса брутто катка, площади каждой ступни, количества ножек, контактирующих с землей в любой момент и общего количества ножек на барабан .

Барабаны могут устанавливаться по отдельности или парами и балластироваться водой или влажным песком для получения разного веса брутто. Подбивочные ножки являются съемными, и их размер составляет от 32 см ² до 78 см ² площади поперечного сечения .

Может быть достигнуто давление от до 7 кг / см ² и до 85 кг / см ² . Необходимо провести испытания, варьируя вышеуказанные параметры , чтобы получить комбинацию, которая дает наилучшие результаты для данной почвы.

На песчаных почвах рекомендуется смешивать большое количество воды и использовать тягач . Вибрации трактора в сочетании с высоким содержанием влаги дают большее уплотнение .

Также прочтите: Что такое Raft Foundation | Тип опоры | Деталь опоры плота

Ролики с пневматическими шинами1:

Обычная форма катков с пневматическими шинами показана на рис. Он состоит из платформы , установленной на двух осях . На задней оси на одно колесо больше, чем на переднем.

Колеса передней оси лежат между задними в плане . Также имеется каток с пневмоприводом, известный как каток с качающимся колесом, в котором колеса установлены под небольшим углом к оси, чтобы обеспечить легкое разминание.

Общая ширина контакта всех накачанных шин приблизительно равна 80% ширины катка. Катки обычно буксирует тягач. Они довольно громоздки в использовании и лучше всего работают там, где поверхность, на которой будет прокатываться , не является шероховатой или крутой .

Каток с пневмоприводом подходит для уплотнения несвязных и слабосвязных грунтов, таких как гравий, песок, глинистый песок, илистый песок и даже песчаные глины.

Он оказывает давление на относительно большую площадь, чтобы не произошло разрушения. В этом легком катке с резиновыми колесами используется от 7 до 13 колес, попарно установленных на качающихся осях, так что они могут скользить по неровностям земли.

Контактное давление шины обычно составляет 2,5 кг / м ^2, , а нагрузка распределяется по площади радиусом около 10 см.

Тяжелый каток с резиновыми колесами состоит из четырех больших шин, установленных бок о бок на системе подвески, которая позволяет им двигаться по неровностям почвы.

При общей массе от 35 до 200 тонн давление в шинах колеблется от 5 кг / см ² до 10 кг / см ² .

Эффективность катка с пневматической подвеской зависит от давления в шине и площади контакта шины с землей.

Общий вес зависит от размера, количества шин и давления в шинах. Обычно используется давление в шинах 2,5 кг / см ² .

Катки с пневматическими шинами создают гладкую поверхность и могут использоваться для отделки верхней части насыпи после ее уплотнения катками с бараньей лапой.

Также прочтите: Дизайн замачивания | Аспекты здоровья | Эксплуатация и обслуживание замачивания | Применимость конструкции замачивания

Ударный валик.

Ударный каток прост, но в некоторых случаях очень эффективен в методе уплотнения поверхности , как показано на рис. Выше.

Обычный трактор тянет тяжелую призматическую массу , состоящую из стали или бетона.

Удар , создаваемый вращением тяжелой массы (до 50 тонн), передает достаточно энергии для достижения среднего уплотнения на глубину нескольких метров .

Процесс уплотнения обычно основан на корреляции для конкретного участка, и имеется немного задокументированных свидетельств о фактически достигнутых эффектах уплотнения.

Ударный каток можно использовать на сыпучих почвах, включая крупнозернистые материалы, такие как гравий и каменные насыпи.

Также читайте: Grillage Foundation | Виды ростверка | Характеристики ростверка

Сетчатые валки:

Решетчатые валки используются для уплотнения выветренной породы и хорошо классифицированных мощных грунтов.Эти катки не подходят для глинистых почв, илистых глин и однородных почв.

В основном эти катки используются для земляного полотна и основания при строительстве дорог.

Сетчатый каток — оборудование для уплотнения грунта

Как следует из названия, эти катки имеют цилиндрическую поверхность из тяжелой стали, которая состоит из сети стальных стержней, образующих решетку с квадратными отверстиями.

Вес этого катка можно увеличить за счет балласта с бетонными блоками.

Типичный вес составляет от 5,5 до 15 тонн в балласте. Сетчатые катки обеспечивают высокое контактное давление, но низкое перемешивающее действие, и подходят для уплотнения большинства крупнозернистых почв.