Применяемых в дорожном строительстве .

Настоящий метод распространяется на песчаные грунты, применяемые в дорожном и аэродромном строительстве для устройства дренирущих и морозозащитных слоев дорожной и аэродромной одежды и защитного слоя под балластной призмой железнодорожного пути.

Коэффициент фильтрации определяют на образцах нарушенного сложения при максимальной плотности и оптимальной влажности, значения которых предварительно устанавливаются по ГОСТ 22733-77

 

Необходимые приборы:

1. Прибор Союздорнии для определения коэффициента фильтрации песчаных грунтов; 2. Трамбовка с массой падающего груза 0,5 кг; 3. Секундомер; 4. Термометр; 5. Нож; 6. Весы лабораторные; 7. Сито с отверстиями 5мм; 8. Эксикатор; 9. Цилиндр мерный на 100 мл; 10. Чашка фарфоровая; 11. Линейка металлическая 300 мм; 12. Емкость для воды объемом 8-10 л.

 

В состав прибора для определения коэффициента фильтрации должны входить:

Фильтрационная трубка, состоящая из прямого полого цилиндра внутренним диаметром 50,5 мм и высотой 220 мм, съемного перфорированного дна с отверстиями диаметром 3 мм и пьезометр с делениями от 1 до 50 мм;

Пьезометр с делениями от 0 до 50 мм;

Подставка для трубки с прорезями в боковых стенках и отверстиями в днище;

Стакан для создания градиента напора, равного единице;

Поддон.

 

Подготовка к испытанию.

1. Песок и воду, предназначенные для определения коэффициента фильтрации, выдерживают в лаборатории до выравнивания их температуры с температурой воздуха;

2. Просеивают через сито с отверстиями 5 мм предварительно высушенный до воздушно-сухого состояния песчаный грунт и определяют его гигроскопическую влажность по ГОСТ 5180-84;

3. Отбирают в фарфоровую чашку пробу грунта способом квартования массой не менее 450 г.

4. Увлажняют с помощью мерного цилиндра отобранную пробу до оптимальной влажности и выдерживают ее в эксикаторе с водой не менее 2 часов. Пески крупные и средней крупности допускается не выдерживать в эксикаторе.

5. Необходимый для увлажнения объем воды определяют по формуле:

Q= m(w ₀ - w_g )/ ρ_w (1+w_g ), (15)

где m – масса пробы грунта, г;

w_o – оптимальная влажность грунта, доли единицы;

w_g – гигроскопическая влажность грунта, доли единицы;

ρ_w - плотность воды, 1г/см³

_6. Из подготовленной пробы влажного грунта отбирают навеску, массой m₁ для помещения в фильтрационную трубку прибора и навеску для контрольного определения фактической влажности грунта по ГОСТ 5180-84. Массу навески m₁ определяют по формуле_:

m_{1 =} vρ_{d max} (1+w₀ ), (16)

 

где v – объем грунта в трубке, равный 200 см³ ;

ρ_{d max -}- максимальная плотность сухого грунта, установленная по ГОСТ 22733-77, г/см³ ;

7. Трубку прибора заполняют грунтом в следующем порядке:

8. Съемное перфорированное дно с латунной сеткой, покрытое кружком марли, смоченной водой, крепят к трубке и ставят ее на жесткое массивное основание.

9. Навеску влажного грунта массой m₁ делят на три порции и последовательно укладывают их в трубку, уплотняя каждую из них при помощи трамбовки, производя по 40 ударов груза с высоты 300мм. Перед укладкой каждой порции поверхность предидущей уплотненной порции взрыхляют ножом на глубину 1-2 мм.

10. Измеряют линейкой расстояние от верхнего краяя трубки до поверхности уплотненного грунта. Измерения производят не менее чем в трех точках. В расчет принимают среднее значение. При высоте образца грунта в трубке более 100 мм проводят дополнительное уплотнение, которое заканчивают при высоте образца ≈100 мм.

11. Укладывают на поверхность грунта слой гравия (фракции 2-5 мм) толщиной 5-10 мм.

12. Устанавливают трубку с грунтом на подставку и вместе с ней помещают в стакан, который постепенно заполняют водой до верха. Помещают стакан с трубкой в емкость для воды и заполняют ее до уровня выше слоя гравия на 10-15 мм. После появления воды в трубке над слоем гравия доливают воду в верхнюю часть трубки примерно на 1/3 ее высоты.

13. Извлекают стакан с трубкой из емкости и устанавливают его на поддон. В этом случае начальный градиент напора воды в образце грунта равен единице.

Проведение испытания.

1. Доливают воды в трубку не менее чем на 5 мм выше нулевого деления; при вытекании воды через перфорированное дно определяют с помощью секундомера падение уровня воды в пьезометре от 0 до 50 мм. Указанную операцию повторяют не менее 4 раз, каждый раз доливают воду в трубку на 5 мм выше нулевого деления. В расчет принимают среднее время падения уровня воды. В случае отклонения отдельных отсчетов от среднеарифметического значения более чем на 10% следует увеличить число определений. При времени падения уровня воды в пьезометре более 2 мин. Допускается уменьшить высоту падения уровня. При времени падения уровня воды в пьезометре более 10 мин допускаетсяпроводить испытание при начальном градиенте напора, равном двум. В этом случае трубку с подставкой извлекают из стакана и ставят непосредственно на поддон.

А) В течение всего испытания не допускается снижение уровня воды в трубке ниже слоя гравия.

Б) разность между плотностью сухого грунта в трубке и максимальной плотностью, установленной по ГОСТ 22733-77 не должна превышать 0, 02 г/см³. В противном случае испытание повторяют. Плотность сухого грунта в трубке ρ_{d I} (г/см³) вычисляют по формуле:

 

ρ_{d I =} m₁ /V₁ (1+W_i ), (17)

 

где V_i - фактический объем грунта в трубке, см³

W_i - фактическая влажность грунта в трубке, доли единицы.

 

Лабораторная работа № 8