Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 93 )

Первичная обработка опытных данных проводится в процессе опыта и заключается в вычислении для каждой фракции песка среднего времени истечения навески изучаемой фракции () и соответствующего показателя морфологии зерен данной фракции (ld).

Среднее время истечения навески изучаемой фракции песка определяется как среднеарифметическое значение времени истечения из числа проведенных опытов:

, (1)

где - время истечения навески изучаемой фракции песка в i-ом опыте, с; n - число параллельных опытов.

Для целей оперативного геотехнического контроля за возведением земляных сооружений из песчаных грунтов рекомендуется использовать следующую упрощенную формулу определения показателя морфологии:

, (2)

где - среднее время истечения навески изучаемой фракции песка, с; K1 - коэффициент, зависящий от массы навески в опыте; a - коэффициент, равный 4,3 при диаметре воронки 1,0 см; A - коэффициент, зависящий в общем случае от размера, плотности твердых частиц и массы навески изучаемой фракции песка. Учитывая, что поправка на массу изучаемой фракции песка вводится коэффициентом K1, следует принимать значения коэффициента A в зависимости от размера и плотности твердых частиц фракции по табл. 11.1.

Таблица 11.1

Плотность твердых частиц, г/см3	Значения коэффициента A для фракций песка, мм
0,05-0,1	0,1-0,25	0,25-0,5	0,5-1,0	1,0-2,0
2,64	3,32	4,14	5,12	6,55	9,79
2,65	3,31	4,12	5,11	6,54	9,75
2,66	3,30	4,10	5,09	6,50	9,70
2,67	3,28	4,09	5,06	6,49	9,67

Расчет среднего значения показателя морфологии зерен для всех или нескольких изучаемых песчаных фракций при условии равенства плотности их твердых частиц выполняется по формуле:

, (3)

где - показатель морфологии зерен рассматриваемой фракции; - содержание рассматриваемой фракции в процентах по массе (устанавливается по данным гранулометрического анализа).

Расчет среднего значения показателя морфологии зерен для всех (или нескольких) изучаемых песчаных фракций при различной плотности их твердых частиц выполняется по следующей формуле:

, (4)

где - содержание рассматриваемой фракции в процентах по массе; rS(d) - плотность твердых частиц рассматриваемой фракции, г/см3; - среднее время истечения навески рассматриваемой фракции песка, с; K1 - поправочный коэффициент, учитывающий массу навески рассматриваемой фракции песка; Bd - поправочный коэффициент, учитывающий размер (крупность) рассматриваемой фракции; a - коэффициент, равный 4,3 при диаметре воронки 1,0 см.

Ниже приведены значения коэффициента Bd:

Размер фракций, мм	0,05-0,1	0,1-0,25	0,25-0,5	0,5-1,0	1,0-2,0
Коэффициент Bd	8,8	11,0	13,7	17,3	25,9

Окончательная обработка опытных данных заключается в определении численных значений (стандартных) показателей формы зерен песков, классифицировании песков по морфологии зерен в графическом изображении полученных результатов. Определение численных значений традиционных показателей формы зерен a, b, K проводится на основании корреляционных зависимостей между ними и показателем морфологии зерен l (рис. 11.2). Значение коэффициента сферичности b определяется по формуле:

b = K / a, (5)

где a и K - коэффициент округленности и коэффициент формы зерен, определенные по графикам (см. рис. 11.2) в зависимости от значения показателя морфологии зерен l.

Рис. 11.2. Графики зависимости коэффициента округленности (a) и коэффициента формы зерен (K) от значений показателя морфологии зерен песка

Приложение 12

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ПЕСКОВ ЛЕГКИМИ ЗАБИВНЫМИ ЗОНДАМИ (ЛЗЗ)

Метод динамического зондирования легкими забивными зондами (ЛЗЗ) применяется в песчаных грунтах, содержащих не более 15% частиц крупнее 10 мм, а также в пылевато-глинистых грунта.

Метод полевых испытаний грунтов динамическим зондированием ЛЗЗ позволяет:

- оценить однородность песков по плотности в пределах контролируемой площади и мощности слоя;

- определить абсолютное значение плотности песков в сухом состоянии;

- оконтурить зоны рыхлых песков;

- проводить режимные наблюдения за уплотнением и упрочнением песков со временем;

- выбрать места расположения опытных площадок и отбора образцов песков для детального изучения их физико-механических свойств;

- тарировать приборы и установки других полевых методов исследования грунтов.

Основные положения испытания грунтов динамическим зондированием, порядок обработки, журнал испытаний приведены в ГОСТ 19912-81 для стандартного оборудования УБП-15 и справедливы для испытаний песков легкими забивными зондами.

Для испытания грунтов динамическим зондированием могут применяться ЛЗЗ конструкции МИСИ (рис. 12.1, табл. 12.1).

Рис. 12.1. Конструкция легких забивных зондов (ЛЗЗ)

1 - конический наконечник; 2 - рабочая штанга с делениями через 1 см и маркировкой через 10 см; 3 - наковальня; 4 - молот; 5 - ограничитель подъема молота; 6 - центрирующая рукоятка;

7 - направляющая штанга; 8 - визирное кольцо.

Таблица 12.1

Основные параметры легких забивных зондов (ЛЗЗ)

Параметры	Модификации зондов
ЛЗЗ-2	ЛЗЗ-3
Конический наконечник:
угол при вершине конуса, градусы	60	60
диаметр основания конуса, мм	18	18
Рабочая штанга зонда:
диаметр, см	10	10
длина, см	100	70
Ударное устройство:
масса молота, кг	5,0	2,5
высота падения молота, см	20	20
работа одного удара молота, МПа	0,1	0,05
Масса зонда в сборе без молота, кг	2,0	1,0
Общая длина зонда, см	155	100
Критическая глубина зондирования, см	15-20	5-10

Примечание. Кроме приведенных в таблице модификаций ЛЗЗ существует ЛЗЗ-1 с массой молота 10,0 кг и диаметром конического наконечника 36 мм, применяемый при контроле гравелистых песков.

Основной модификацией легких забивных зондов, рекомендуемой к широкому использованию в практике контроля качества укладки грунтов, является ЛЗЗ-3. Его применение целесообразно во всех случаях, когда мощность контролируемого слоя песка не превышает 0,5-0,7 м. При контролировании слоя песка большей мощности (до 1 м) следует применять ЛЗЗ-2. Использование ЛЗЗ-2 целесообразно также в случае, когда контролируются пески, обладающие высокой плотностью, или пески неоднородного гранулометрического состава, содержащие 15% крупнообломочных включений размером до 10 мм.

Зондирование следует выполнять путем последовательной забивки зонда в грунт свободнопадающим молотом. При этом фиксируется глубина погружения зонда h, см от определенного числа ударов молота (залога). Зондирование рекомендуется проводить при частоте ударов молота не более, чем 15-20 ударов в минуту. При определении плотности рыхлых (в частности свеженамытых и свежеотсыпанных) грунтов фиксирование глубины погружения зонда следует проводить после каждого удара молота. При контролировании плотных грунтов, в которых осадка зонда от каждого удара составляет менее 0,5 см, зондирование целесообразно вести залогами по 5-10 ударов.

Зондирование залогами ведется только после установления верхней границы "рабочей зоны" контроля плотности песка, соответствующей критической глубине зондирования.

Зондирование выполняется непрерывно до достижения заданной глубины или до резкого уменьшения (возрастания) показателя динамического зондирования, о чем говорит значительное возрастание (уменьшение) осадки зонда от каждого удара. В намывных песках увеличение осадок соответствует высоким значениям влажности, при которых проводить контроль их плотности укладки не рекомендуется, а уменьшение осадок - переходу зонда в ранее уложенный слой.