Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 92 )

В связи с этим в качестве оптимальной Wopt принимается минимальное среднее арифметическое значение влажности, при котором коэффициент вариации V значений плотности сухого грунта (rd) не превышает £ 0,02. При значениях влажности, превышающих оптимальную, разброс значений плотности также невелик (V £ 0,02). Это обусловлено образованием монолитной структуры, но при этом наблюдается волнообразование уплотняемого грунта и выдавливание его из-под вальца катка.

На рис. 10.2 показан пример совмещенного графика рассеяния значений плотности сухого грунта и влажности, полученных при уплотнении суглинка виброкатком А-12. Для построения усредненного графика необходимо весь диапазон значений влажности разбить на интервалы, например, по 0,01 каждый: 0,07-0,08; 0,08-0,09; 0,09-0,10; 0,10-0,11; 0,11-0,12. В каждом интервале определяются среднее арифметическое значение, среднее квадратическое отклонение и коэффициент вариации для влажности и плотности сухого грунта.

Например, в интервале влажности, равном 0,08-0,09, получены следующие частные значения плотности-влажности:

1,81-0,082; 1,87-0,083; 1,84-0,087; 1,88-0,088; 1,91-0,082; 1,91-0,086; 1,94-0,082; 1,95-0,086; 1,95-0,089; 2,0-0,083; 2,01-0,088; 2,03-0,082; 2,02-0,085; 2,05-0,083; 2,04-0,088; 2,07-0,086; 2,09-0,081; 2,10-0,089.

В интервале влажности 0,09-0,10 значения плотности-влажности составили:

1,99-0,09; 2,00-0,092; 1,98-0,092; 1,97-0,092; 1,98-0,092; 1,97-0,092; 1,99-0,095; 1,96-0,095; 1,97-0,096; 1,98-0,096; 1,98-0,096; 1,97-0,098; 1,95-0,099; 1,95-0,095; 1,95-0,095; 1,95-0,096; 1,95-0,094; 1,95-0,095.

Для интервала влажности, равного 0,08-0,09, среднее арифметическое значение влажности составляет:

(1/18) (0,082+0,083+0,087+0,088+0,082+0,086+0,082+0,086+0,089+

+0,083+0,088+0,082+0,085+0,083+0,088+0,086+0,081+0,089) = 1,53 / 18 = 0,085

Среднее квадратическое отклонение равно:

Коэффициент вариации:

.

Среднее арифметическое значение плотности сухого грунта

(1/18)(1,81+1,87+1,84+1,88+1,91+1,91+1,94+1,95+1,95+

+2,00+2,01+2,03+2,02+2,05+2,04+2,07+2,09+2,10) = 35,47 / 18 = 1,97

Среднее квадратическое отклонение равно:

Коэффициент вариации:

.

Для интервала влажности, равного 0,09-0,10, среднее арифметическое значение влажности составляет:

(1/18)(0,090+0,092+0,092+0,092+0,092+0,092+0,095+0,095+0,096+0,096+0,096+

+0,098+0,099+0,095+0,095+0,096+0,094+0,095) = 1,700/18 = 0,094

Среднее квадратическое отклонение равно:

Коэффициент вариации:

VW = 0,0024 / 0,094 = 0,026.

Среднее арифметическое значение плотности сухого грунта:

1/18 (1,99+2,00+1,98+1,97+1,98+1,97+1,99+1,96+1,97+1,98+1,98+

+1,97+1,95+1,95+1,95+1,95+1,95+1,95) = 35,44 / 18 = 1,97 т/м3.

Среднее квадратическое отклонение равно:

Коэффициент вариации:

Для определения среднего арифметического значения и могут быть использованы упрощенные способы вычисления, разработанные в математической статистике, например, способ сумм.

По полученным результатам в качестве оптимальной влажности принимается значение равное Wopt = 0,094, максимальная плотность сухого грунта равна rd,max = 1,97 т/м3, коэффициент вариации плотности сухого грунта в этом интервале влажности составляет 0,008.

3. При обработке графика зависимости плотности сухого грунта от количества проходов катка частные показатели плотности наносятся на совмещенный график рассеяния значений плотности для каждого количества проходов, при которых проводилось уплотнение. Затем вычисляются средние арифметические значения плотности для каждого количества проходов и эти значения наносятся на графики рассеяния особым знаком. По этим обобщенным значениям строится усредненная кривая зависимости плотности грунта от количества проходов виброкатка. По графику rd = f (n) находят необходимое количество проходов катка по одному следу, которое обеспечивает достижение максимальной плотности сухого грунта.

Например, при уплотнении суглинка двумя проходами виброкатка А-12 получены следующие значения плотности сухого грунта: 1,87; 1,87; 1,87; 1,89; 1,89; 1,89; 1,91; 1,91; 1,91; 1,96; 1,96; 1,96; 1,98; 1,98; 1,98; 2,0; 2,0; 2,0 т/м3.

Среднее арифметическое значение плотности сухого грунта после двух проходов виброкатка равно:

т/м3.

Среднее квадратическое отклонение:

.

Коэффициент вариации:

V = 0,061 / 1,94 = 0,03.

Такие вычисления среднего арифметического значения плотности сухого грунта проводятся также для 4-6 и т. д. проходов катка.

На рис. 10.3 приведен пример построения усредненного графика зависимости плотности сухого грунта суглинка от количества проходов катка А-12 по одному следу. Из приведенного графика следует, что достаточно 8-10 проходов катка по одному следу для достижения максимальной плотности сухого грунта, равной 1,93 т/м3.

4. При построении графика зависимости изменения плотности сухого грунта по глубине уплотненного слоя частные показатели плотности грунта по глубине слоя наносятся на совмещенный график рассеяния значений плотности для каждой глубины слоя, на которой проводился отбор проб грунта для определения плотности. Затем вычисляются обобщенные значения плотности для каждой глубины уплотненного слоя и эти значения наносятся на соответствующие графики рассеяния особым знаком. По этим обобщенным значениям строится усредненная зависимость изменения плотности по глубине уплотненного слоя. По графику находят эффективную толщину уплотненного слоя, которая обеспечивает достижение максимальной плотности грунта для данного механизма по всей высоте слоя.

Например, при уплотнении суглинка на глубине 40 см получены следующие значения плотности сухого грунта: 1,94; 1,94; 1,94; 1,95; 1,95; 1,95; 1,96; 1,96; 1,96; 1,97; 1,97; 1,97; 1,98; 1,98; 1,98; 2,00; 2,00; 2,00 т/м3.

Среднее арифметическое значение плотности сухого грунта на глубине 40 см равно:

т/м3.

Среднее квадратическое отклонение равно:

.

Коэффициент вариации:

V = 0,02 / 1,97 = 0,01.

На рис. 10.4 приведен пример построения усредненного графика зависимости изменения плотности сухого грунта от глубины уплотненного слоя. Из приведенного графика следует, что эффективная толщина слоя, при которой достигается максимальная плотность по всей глубине, равна 45 см.

Приложение 11

УСКОРЕННАЯ ОЦЕНКА МОРФОЛОГИИ ЗЕРЕН ПЕСКОВ РАЗЛИЧНОГО ГЕНЕЗИСА

Морфологические особенности песков различного генезиса оказывают существенное влияние на свойства песков. Морфологические исследования выполняются для характеристики формы и характера поверхности зерен различных литолого-генетических и минералого-петрографических разновидностей песков. Ускоренная оценка морфологии зерен песчаных фракций размером 0,05-2,0 мм производится экспресс-методом "истечения навески фракций воздушно-сухого песка из стандартной стеклянной воронки". Условной характеристикой общих особенностей морфологии зерен песков является показатель морфологии зерен l, определяемый как функция времени истечения навески изучаемой фракции воздушно-сухого песка из воронки.

Прибор для определения показателя морфологии зерен песков и необходимое оборудование показаны на рис. 11.1. В начале песок высушивается при температуре 105°, после чего рассеивается на фракции, причем масса каждой фракции должна составлять 150 г. Допускается изучение морфологии зерен песка при меньшей массе контролируемых фракций (до 50-30 г), однако уменьшение массы фракций приводит к снижению точности замера времени ее истечения, а также требует внесения коррективов в расчетные зависимости.

Рис. 11.1. Схема прибора для определения показателя морфологии зерен песка

а) - комплект прибора; б) - конструкция воронки; 1 - штатив; 2 - держатель воронки;

3 - стеклянная воронка; 4 - задвижка; 5 - обойма-держатель задвижки; 6 - ось задвижки;

7 - стакан для отсыпки навески; 8 - приемный стакан; 9 - секундомер; 10 - технические весы; 11 - разновесы.

Ниже приведены значения поправочного коэффициента K1 на нестандартной массе навески

Масса изучаемой фракции m, г	150	100	50	30
Коэффициент K1	1	1,3	3,0	5,4

Навеску каждой фракции пропускают через воронку с замером времени ее истечения. Число параллельных опытов должно обеспечивать определение достоверного значения среднего времени истечения навески изучаемой фракции песка. Рекомендуется проводить не менее 10-15 параллельных опытов. По окончании опыта производится контрольное взвешивание навески изучаемой фракции песка.