Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 25 )

7.6.1.11. Влажность грунта W, % вычисляют по формуле

W = [(m1,s – m0,s) / (m0,s - ms)] · 100, (26)

где m1,s - масса влажного грунта со стаканчиком и крышкой, г.

7.6.1.12. При расчете влажности пробы грунта с учетом ее частичной потери при транспортировке или хранении необходимо знать массу пробы непосредственно после ее отбора (m1,s). Затем следует определить массу пробы после транспортировки или хранения (m3,s) и оставшуюся влажность (W"). Исходную влажность пробы следует рассчитать по формуле:

W = (m1,s – m3,s) / m3,s, где m3,s = m2,s / (1 + 0,01 W"). (27)

Результаты проведения испытаний необходимо регистрировать в журнале (приложение 1, форма 6).

За влажность принимается среднеарифметическое значение результатов двух параллельных определений. Влажность до 30% вычисляют с точностью до 0,1%, влажность 30% и выше - с точностью до 1%.

Гигроскопическая влажность грунтов

7.6.1.13. Гигроскопическая влажность (Wg) - влажность грунта, находящаяся в состоянии равновесия с влажностью и температурой окружающего воздуха или влажность грунта в воздушно-сухом состоянии.

7.6.1.14. Пробу грунта для определения гигроскопической влажности отбирают способом квартования из грунта в воздушно-сухом состоянии, растертого, просеянного сквозь сито с сеткой № 1 и выдержанного открытым не менее 2 часов при данной температуре и влажности воздуха.

7.6.1.15. Количество гигроскопической воды грунта Wg в процентах вычисляется по формуле:

Wg = [(m2,s - m0,s) / (m2,s - ms)] · 100, (28)

где m0,s - масса высушенного до постоянной величины грунта со стаканчиком и крышкой, г; ms - масса стаканчика с крышкой, г; m2,s - масса грунта в воздушно-сухом состоянии со стаканчиком с крышкой, г.

7.6.2. Объемометрический метод

7.6.2.1. В основу объемометрического метода определения влажности грунта положено точное определение объема вещества влажной пробы грунта (без воздуха) взвешиванием его в воде. При этом плотность частиц грунта должна быть известна или определена заранее.

7.6.2.2. Для определения влажности грунта объемометрическим методом необходимо знать массу пробы грунта m и массу этой пробы, полученную взвешиванием в воде mвзв. Для этого применяется определенной формы сосуд, снабженный устройством для точного фиксирования объема наливаемой в него воды. Зная массу сосуда с чистой водой в устройстве фиксированной вместимости A и массу сосуда с погруженной в воду контролируемой пробой грунта в той же фиксированной вместимости Q, определяют массу взвешенной в воде контролируемой пробы грунта по формуле:

mвзв = Q - A. (29)

Влажность контролируемой пробы грунта определяется выражением:

, (30)

где m - общая масса пробы грунта, г; rs - плотность частиц грунта, г/см3; rW - плотность воды, г/см3.

7.6.2.3. Важным элементом в процессе контроля влажности грунта объемометрическим методом является удаление воздуха из контролируемой пробы после погружения ее в воду в сосуде. Для удаления воздуха из пробы грунта производится разрушение его комьев под водой в сосуде с помощью специального шпателя.

7.6.2.4. Объемометрический метод не применим для грунтов, комья которых не разрушаются или плохо разрушаются в воде, и для грунтов с плотностью частиц меньше единицы.

7.6.2.5. Этот метод определения влажности является ускоренным. Продолжительность одного определения составляет 10-12 минут. Он позволяет определять влажность грунта массой 1-2 кг и более, что выгодно отличает его от других методов, так как позволяет получить осредненное значение влажности для всего объема образца неоднородного состава.

7.6.2.6. Необходимым оборудованием для определения влажности грунта объемометрическим методом является прибор, схема которого дана на рис. 8:

- сосуд цилиндрической формы (бидон), емкость которого подбирается в зависимости от объема пробы грунта и должна быть не менее, чем в 2 раза больше объема пробы грунта (1);

- опорная планка (2), на которой вертикально закреплена нивелирная игла (3), фильтр (4) и заливочная воронка (5); фильтр представляет собой сито с диаметром отверстий 0,25 мм, он служит для очищения поверхности воды в зоне нивелирной иглы;

- мешалка-шпатель для разрушения в воде комьев грунта (7);

- резиновая груша или пипетка, с помощью которых доливается вода в сосуд до касания иглой поверхности воды в сосуде;

- технические весы с разновесами.

Рис. 8. Прибор для определения влажности грунта объемометрическим методом

7.6.2.7. При расчете влажности грунта по данным испытаний пробы грунта необходимо знать массу сосуда с водой A в объеме, фиксируемом иглой.

Величина A является постоянной для данного сосуда и опорной планки. Для установления величины A сосуд (бидон) помещают на горизонтальную площадку и наливают в него воду до горловины. Укладывают на край сосуда опорную планку так, чтобы игла находилась примерно по оси сосуда, и доливают через воронку в сосуд воду до соприкосновения зеркала воды с острием иглы. О соприкосновении иглы с зеркалом воды свидетельствует хорошо видимое мгновенное образование мениска вокруг острия иглы. Для достижения высокой точности фиксации уровня воды необходимо, чтобы хорошо было видно отражение острия иглы в воде. При сближении острия иглы с его отражением воду следует доливать в сосуд через трубку с помощью резиновой груши.

7.6.2.8. Сосуд с водой взвешивают (без опорной планки) с точностью 1-2 г. Определение повторяют три раза, вычисляют среднее значение, которое принимают за величину A.

Примечания: 1. Расхождения между повторными замерами не должны превышать 2 г. В случае, если это условие не соблюдается, производят дополнительные определения.

2. Периодически, через 20-30 замеров влажности грунта масса сосуда с водой, т. е. величина A, проверяется.

7.6.2.9. При определении влажности грунта, содержащего включения диаметром до 20-40 мм, наиболее рационально принять массу пробы равной 1000 г и вместимость сосуда (бидона) - 3 литра.

7.6.2.10. Взвешенную пробу грунта помещают в сосуд и заливают водой так, чтобы уровень ее был выше поверхности грунта на 1-2 см. Для удаления воздуха из грунта комья разрушают под водой металлическим шпателем. Этот процесс обычно не превышает 2-3 мин. После полного разрушения комьев опорную планку устанавливают на горловину сосуда и в сосуд доливают воду до уровня, фиксируемого иглой. Сосуд с грунтом и водой фиксированной вместимости взвешивают без опорной планки с точностью до 1-2 г.

7.6.2.11. Вычисление влажности грунта может быть произведено по номограмме (рис. 9), составленной для проб грунта массой 500, 1000, 2000 и 5000 г и для значений плотности частиц грунта: 2,65; 2,70; 2,75; 2,80 г/см3.

Рис. 9. График для определения влажности грунта объемометрическим методом

Так, например, для пробы грунта массой 2000 г при величине A, равной 1149 г, влажность грунта с плотностью частиц 2,70 г/см3 будет равна 9,6%.

Форма рабочего журнала определения влажности грунта объемометрическим методом при постоянной величине A и известной плотности частиц грунта представлена в приложении 1, форма 6а.

7.7. Определение влажности на границе раскатывания

7.7.1. Влажность на границе раскатывания образцов грунта, состоящего преимущественно из частиц размером менее 1 мм определяется по ГОСТ 5180-84.

7.7.2. Влажность на границе раскатывания грунта характеризуется влажностью (в процентах), при которой тесто, изготовленное из грунта и воды, раскатываемое в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на отдельные кусочки длиной 3-10 мм.

7.7.3. Для определения влажности на границе раскатывания грунтов применяют следующую аппаратуру: сито с сеткой № 1 с размером отверстий 1 мм (по ГОСТ 3584-73), фарфоровую ступку с пестиком (по ГОСТ 9147-80Е) с резиновым наконечником, шпатель, стеклянный сосуд с крышкой, стеклянный стаканчик для взвешивания (по ГОСТ 23932-79Е) или алюминиевый стаканчик с крышкой.

7.7.4. Образец воздушно-сухого грунта объемом около 50 см3 растирают в фарфоровой ступке пестиком с резиновым наконечником, одновременно удаляют из него растительные остатки крупнее 1 мм, просеивают сквозь сито с сеткой № 1, увлажняют дистиллированной водой до состояния густоты теста, перемешивая шпателем, и выдерживают не менее 2 часов в закрытом стеклянном сосуде.

7.7.5. Образец влажного грунта объемом около 50 см3 разминают (с добавкой дистиллированной воды, если это требуется), удаляют из него растительные остатки крупнее 1 мм, протирают сквозь сито с сеткой № 1 и выдерживают не менее 2 часов в закрытом стеклянном сосуде.

Примечание. Для определения влажности на границе раскатывания может быть использовано грунтовое тесто, оставшееся от определения влажности на границе текучести.

7.7.6. Тщательно перемешивают грунтовое тесто, берут из него небольшой кусочек и раскатывают ладонью на стеклянной пластинке или на листе плотной глянцевой или восковой бумаги до образования жгута диаметром около 3 мм; если при этой толщине жгут сохраняет связность и пластичность, его собирают в комок и вновь раскатывают до указанного диаметра; раскатывание ведут, слегка нажимая на жгут; длина жгута не должна превышать ширины ладони; раскатывание продолжают до тех пор, пока жгут диаметром около 3 мм начинает делиться поперечными трещинами на кусочки длиной 3-10 мм.

7.7.7. Кусочки жгута помещают в заранее взвешенный стеклянный или алюминиевый стаканчик, плотно закрываемый крышкой для предохранения его содержимого от высыхания. Как только количество кусочков жгута из грунта в стаканчике достигнет массы не менее 10 г, производят определение влажности грунта согласно п.7.6, результат выражают в целых процентах.