Soluri de densitate a solului necesare. Umiditate admisă
Densitatea afectează rezistența și stabilitatea solurilor, cu impact simultan asupra lor și a factorilor climatici. Există unele valori minime de densitate care, în ceea ce privește acest tip de structură de inginerie ridicată pe teren și, în special, la tipul de suprafață a drumului asigură o stabilitate satisfăcătoare a solului. Aceste valori minime depind de condițiile climatice, de tipul terenului, de amplasarea stratului de sol în rambleu, de timpul anului în care sunt construite digurile și de umiditatea solului.
Având în vedere că este evidentă influența factorilor climatici și climatici, densitățile minime care asigură o stabilitate suficientă a solurilor ar trebui să difere în zonele climatice-climatice. Pentru condițiile climatice specifice, o anumită densitate a solului este tipică, care este stabilită în diguri rutiere cu trecerea timpului sub influența sarcinilor și a factorilor climatici climatici. Astfel de densități dobândesc soluri de la sol care nu sunt suficient de compactate în timpul procesului de erecție, ci în condiții de climă umedă și soluri care, deși erau bine compacte, au avut o umiditate mai scăzută.
Aceste prevederi rezultă din modelele de deformări ale solului descrise mai sus sub acțiunea umezelii și a temperaturii negative. Pentru a determina o astfel de densitate specifică, au fost realizate mai multe studii în anii treizeci, care au fost efectuate de NN Ivanov, M. J. și N. Telegin Khlebnikov pe drumurile și căile ferate BD Heystverom. Mai târziu, chiar și în perioada postbelică, astfel de studii au fost extinse și efectuate în mod semnificativ în diferite zone rutiere și climatice. Acestea au fost promovate de sondajele de masă ale rețelei rutiere din Rusia, condusă de Soyuzdornii, sucursala Leningrad și KhADI. O parte din această lucrare a fost efectuată în legătură cu cercetarea privind compactarea solului. Rezultatul a fost o mare cantitate de material, ceea ce a permis să se stabilească densitatea caracteristică a solului subgrade, care se realizează datorită funcționării drumurilor în 10-20 de ani sau mai mult după construcția. Aceste densități caracteristice ale solului sunt denumite de obicei "gospodării" (Tabelul 15). Fiecare din tabelul următor. 15 valori, de regulă, este o medie de 20-70 definiții.
Valoarea ridicării relative a înghețului ar trebui să servească drept bază pentru separarea solurilor în soluri de fag și ne-hepatică. Solurile care pot fi compactate într-o stare în care creșterea relativă a înghețului pentru un anumit tip de acoperire este mai mică decât este permisă, pot fi atribuite solurilor non-hepatice. În caz contrar, solurile sunt argiloase. Sigiliul nu le conferă suficientă stabilitate și, prin urmare, sunt supuse înlocuirii parțiale sau complete. Pentru solurile non-hepatice, maximul maxim admis de îngheț ar trebui să servească drept criteriu pentru alegerea limitei inferioare a densităților necesare. Evident, aceste densități ar trebui să fie de așa natură încât să excludă posibilitatea depășirii suprafețelor rutiere permise de îngheț.
Ținând cont de considerentele de mai sus, normele de densitate a solului în rampele drumurilor au fost incluse în SNiP (Tabelul 17). Acest tabel prezintă valorile minime necesare ale coeficienților de compactare, adică densitățile relative pentru care valorile densității standard maxime sunt luate ca unitate.
Densitatea solului împărtășită, chiar dacă este mare, și, prin urmare, este reținută prin creșterea rezistenței terasament a grosimii pavajului poate fi redusă, economisind astfel realizat în media. În același timp, este imposibil să se solicite ca aceste norme să depășească neapărat aceste standarde, deoarece cu o umiditate insuficientă a solului acest lucru este asociat cu mari dificultăți și, uneori, cu cheltuieli considerabile. Experiența arată că realizarea IV-V zonele climatice rutier de aceeași densitate, care sunt necesare pentru zona II, este posibilă numai după umiditate a solului artificial, ceea ce mărește costul sigiliului în 3-4 ori. De aceea, în fiecare caz, este necesar să se decidă ce este mai favorabilă: solul și umidificarea ulterior se sigilează la densități mari sau sigilați cu densitatea minimă admisibilă este prezentat în Tabelul. 17 și un dispozitiv de pavaj cu o grosime mai groasă decât cazul precedent.
Cele de mai sus a arătat o posibilitate schematică a creșterii rezistenței și stabilității de umiditate a solului, care este mai mică decât optimă de compactare a solului la densități la care volumul porilor ocupat de aer, are aceeași valoare ca și umiditatea optimă în sol. Astfel de densități pot fi găsite folosind următoarea relație:
unde # 948; și - densitățile solului necesare pentru umiditate scăzută și optimă; # 916; - densitatea specifică a solului, g / cm3; W și Wo - umiditatea și umiditatea optimă a solului,%.
Densitatea apei, egală cu una, nu a fost introdusă în formulă, în legătură cu care există o discrepanță aparentă în dimensiune. Densitățile necesare ale solului # 948; și # 948; 0 poate fi exprimată atât în cantități absolute (g / cm3), cât și în unități relative.
În SUA, normele de densitate sunt diferențiate numai pe tipuri de soluri. Solurile sunt separate în funcție de valorile maxime ale densității obținute ca urmare a compactării solului în aparatul Proctor. Cu cât densitatea maximă a solului este mai mică, cu atât este mai mare coeficientul de compactare necesar. Atunci când densitatea maximă este modificată de la 1,91 la 1,65 g / cm3, factorul de compactare crește de la 0,98 la 1,02. La ridicarea rambleelor autostrăzilor și a altor structuri de inginerie la pământ, de exemplu baraje, costurile de compactare a solurilor nu sunt practic limitate și, prin urmare, rularea lor se efectuează până la "eșec" complet. O rolă superioară este trecută prin stratul de etanșare pe anvelope pneumatice cu o greutate de 200 tone. Dacă nu există deformări ale terenului, se consideră că garnitura este suficientă. Se presupune că costul de compactare a solurilor se va întoarce întotdeauna în viitor, datorită stabilității lor ridicate.
În Germania, unde metoda Proctor a fost introdusă relativ recent, normele de densitate a solului din diguri sunt diferențiate în funcție de tipul de acoperiri care trebuie făcute și de tipurile de soluri. Adâncimea stratului este, de asemenea, luată în considerare. Normele sunt derivate pentru a conferi solului o rezistență și o stabilitate suficientă în sarcini de transport. Efectele înghețate din cauza climatului relativ blând nu sunt luate în considerare. Se recomandă ca straturile superioare ale digului (până la 0,2 m), aranjate din soluri lipite și necoezive sub acoperiri din beton ciment, să aibă un factor de compactare de 1,03.
În Anglia, densitatea necesară a solurilor este determinată de volumul porilor. ocupat de aer. Aceste volume nu trebuie să depășească 5% pentru straturile superioare ale digurilor și 10% pentru cele inferioare. În ultimul caz, coeficientul de compactare este mic - este aproape de 0,90. O astfel de densitate scăzută poate asigura o stabilitate satisfăcătoare a solurilor numai în condițiile climatice specifice acestei țări, care determină umiditatea constantă a solurilor și absența înghețului. Densitatea determinată de coeficientul de compactare de 0,90 pentru solurile cu umiditate ridicată este stabilită și în Japonia. În această țară, zonele umede sunt larg răspândite. Umiditatea ridicată face dificilă realizarea unei astfel de densități scăzute.
În Franța, densitatea necesară a solurilor în rambleuri pentru un strat superior cu grosimea de 0,5 m este determinată de factorul de compactare egal cu unitatea, iar pentru straturile rămase ale mormântului - 0,90. În acest caz, solurile sunt testate într-un aparat Proctor normal. Această densitate este considerată suficientă datorită adâncimii foarte mici a înghețului.
În Italia, este comună testarea solurilor în aparatul Proctor modernizat. Densitatea necesară este determinată de coeficientul de compactare egal cu 0,95, care corespunde densității maxime obținute la compactarea solurilor în aparatul convențional Proctor. Răspândirea largă a solurilor coezive, aparent, a fost motivul pentru cerințele mai mari pentru densitățile solului.
Din comparația făcută în diferite țări ale regulilor de densitate a solului se poate observa că toate acestea reflectă condițiile climatice locale, și mai uniformă trecut, mai puțin diferențierea este permisă în normele. Valorile superioare ale coeficienților acceptați de compactare, deși uneori (de exemplu, în SUA și Germania de Vest) se apropie de valorile lor critice, dar nu le depășesc. În majoritatea țărilor, cerințele mai mari corespund părților superioare ale digurilor, care se află sub influența încărcăturii de la autovehicule în mișcare.
Fiecare tip de mașină utilizat pentru compactarea solurilor are propria umiditate, la care se obține cel mai bun efect de etanșare. În același timp, efectul maxim este atins atunci când eforturile care se dezvoltă în sol sunt aproape de limitele lor de rezistență. Din aceste considerente sunt aleși parametrii mașinilor moderne de compactare a solurilor. Umiditatea corespunzătoare acestor tensiuni, care, cu alte lucruri egale, asigură obținerea densității maxime, puțin mai mică decât conținutul optim de umiditate și pe o medie este egală (0,85-0,9) W0. Prin urmare, ar trebui să se depună eforturi pentru compactarea la umiditatea solurilor în intervalul (0.85-1) W0. Munții trebuie să fie ridicați din soluri cu umiditate foarte diferită. În II, parțial în zonele rutiere și climatice III, iar în primăvara și vara timpurie, și în zonele IV și V, umiditatea naturală este apropiată de cea optimă, ceea ce facilitează foarte mult procesul de construcție.
Problema compactării solurilor care au umiditate mai mică decât cea optimă poate fi rezolvată prin umectarea acestora sau prin utilizarea unor mașini mai grele. Dificultăți mari sunt cauzate de compactarea solurilor cu umiditate excesivă, ceea ce se întâmplă în special în regiunile nord-vestică și nordică și în perioadele de toamnă și de iarnă în cea mai mare parte a teritoriului țării noastre.
În zonele umede se înțeleg solurile, al căror conținut de umiditate depășește valoarea maximă admisibilă. Valoarea maximă permisă este umiditatea la care poate fi încă atinsă densitatea necesară.
Când este compactat de mașini, abordarea particulelor de soluri și agregate ale acestor particule are loc ca urmare a îndepărtării aerului. Presarea apei este posibilă numai atunci când nisipurile sunt compactate prin vibrare, adică în cazuri relativ rare. În terenul compactat, un anumit volum rămâne întotdeauna ocupat de aerul blocat, care nu mai poate fi îndepărtat. Prin urmare, procentul maxim admisibil de umiditate a solului Wmax poate fi determinat prin formula
unde 1 - densitatea apei (# 916; 1 = 1 g / cm3); # 916; - densitatea particulelor de sol mineral; Va este volumul relativ al aerului prins; - densitatea solului necesară, definită ca # 948; 0 = K # 948; max; K este coeficientul de compactare; Max este densitatea standard maximă.
Determinarea volumului de aer blocat urmează solul cu umiditate ridicată, supus unei sarcini, care corespunde procesului de formare a pardoselii rutiere. Numeroase măsurători în condiții globale au arătat că, în majoritatea covârșitoare a cazurilor, în soluri cenușii și argiloase, volumul aerului prins este de 2-3%. Densitatea solului afectează acest volum, după cum se poate vedea din Fig. 43, obținut ca rezultat al studiilor efectuate pe nouă tipuri de soluri coezive care conțin particule de argilă cuprinse între 16 și 42%. La construirea graficului, sunt rezumate rezultatele a 270 de măsurători. Din grafic se poate observa că descreșterea cantității de aer captat și dimensiunile densităților care trebuie umplute cu soluri ale digurilor de drumuri (peste 0,95 # 948; max), volumul acestui aer este de aproximativ 3%. În solurile deconectate compact, volumul aerului prins ajunge la 6-9,5%. Aceste valori și pot fi luate la determinarea umidității maxime admisibile a solului conform formulei (37).
În laboratorul de sol din filiala Leningrad a Soyuzdorniya, de câțiva ani, solurile au fost investigate la cererea organizațiilor de producție. Conform rezultatelor cercetării, utilizând formula (37), a fost posibil să se determine pentru fiecare tip de sol umiditatea maximă admisă. Rezultatele acestei lucrări sunt rezumate în tab. 18, compilate pe baza datelor privind 270 de soluri diferite. Abaterea valorilor individuale de umiditate față de valoarea medie pentru tipurile individuale de soluri se situează în intervalul 3-10%.
Orice exces de umiditate a solului în comparație cu valorile maxime admise va conduce la subcompactare și, prin urmare, este inacceptabil. Prin urmare, pentru a exclude eventualele erori, tabelul nu prezintă valori medii, ci valori corespunzătoare limitei inferioare a deviațiilor aleatorii. Pentru argilos grele și argilă exces de umiditate admisibil era egal (0,05-0,07) Wo, care este aproape de precizia determinării sale, astfel încât acești primeri la densități necesare (1-0,98) # 948; max excesul de umezeală, pe de în comparație cu valoarea sa optimă nu ar trebui să fie permisă.
Trimiteți-le prietenilor: