Способ определения плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии и устройство для его осуществления

НАЦИОНАЛЬНЫЙ ЦЕНтР ИНТЕЛЛЕКТУАЛЬНОИ СОБСТВЕННОСТИ(54) СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ПЛОТНОСТИ КРУПНООБЛОМОЧНОГО ГРУНТА В ПЛОТНОМ СОСТОЯНИИ И УСТРОИСТВО ДЛЯ ЕГО(71) Заявитель Республиканское унитарное предприятие Белорусский до рожный научно-исследовательский институт БелдорНИИ (ВУ)(72) Автор Штабинский Владислав Владиславович (ВУ)(73) Патентообладатель Республиканское унитарное предприятие Белорусский дорожный научно-исследовательский институт БелдорНИИ (ВУ)1. Способ определения плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии,включающий укладку сухого грунта в Цилиндр, уплотнение образца вибрированием и определение плотности грунта, как отношение массы уплотненного образца к объему Цилиндра, отличающийся тем, что укладку и уплотнение сухого грунта осуществляют в три слоя, причем уплотнение каждого слоя выполняют в течение 60-90 секунд вибрированием с амплитудой колебаний 0,35-0,5 мм.2. Устройство для определения плотности крупнообломочного грунта, включающее установленный на вибростоле Цилиндр с насадкой и пригрузом, отличающееся тем, что Цилиндр установлен с возможностью вертикального перемещения в обойме, прикрепленной к вибростолу, причем диаметр пригруза с удельной нагрузкой 2,0-2,4 кН/м 2 меньще внутреннего диаметра Цилиндра в 1,1-1,2 раза, а высота Цилиндра не превыщает его внутренний диаметр.(56) ВШ 18126 Везйшшип бег Вйсше пгсшыпбгег Вббеп Ьег 1 ос 1 ег 5 гег ипб бгсшезгет Ьаегип. 1989. пп. 4.1, 6.1, 6.3, 6.3.2.Изобретение относится К строительству автомобильных дорог, в частности К контролю качества уплотнения крупнообломочных грунтов, укладываемых в слои земляного полотна и дорожной одежды. Изобретение может быть использовано также при контроле качества уплотнения конструктивных слоев, укладываемых на строительной площадке из щебеночнь 1 х и гравийных материалов, в т.ч. из щебеночно-гравийно-песчань 1 х смесей.Известен способ определения максимальной плотности крупнообломочного грунта,включающий укладку влажного грунта в цилиндр большого размера и уплотнение его трамбовкой определенной массы, падающей с заданной высоты 1.Недостатком известного способа является большая трудоемкость и длительность испытаний, так как испытания по определению максимальной плотности крупнообломочного грунта проводятся в цилиндрах большого объема при разных значениях влажности.Наиболее близким к заявляемому изобретению является способ определения плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии, включающий укладку сухого грунта в цилиндр с насадкой в один слой и уплотнение его вибрированием с пригрузом на вибростоле с частотой колебаний 50 Гц и амплитудой 1,4-1,7 мм в течение 5 мин. При этом цилиндр жестко закрепляют на вибростоле с помощью зажимного устройства, а пригруз с удельной нагрузкой 10 кН/м 2 укладывают на уплотняемый грунт в цилиндре практически без зазора от его стенок 2.Однако недостатком данного способа является тот факт, что определяемая по испь 1 таниям величина плотности сухого грунта в плотном состоянии меньше фактической, достигаемой в реальных условиях на строительной площадке при уплотнении конструктивных слоев из крупнообломочных грунтов с помощью вибрационных катков.Задачей, решаемой изобретением, является повышение точности определения плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии и снижение трудоемкости испытаний.Поставленная задача решается таким образом, что в способе определения плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии, включающем укладку сухого грунта в цилиндре, уплотнение образца вибрированием и определение плотности грунта, как отношение массы уплотненного образца к объему цилиндра, укладку и уплотнение сухого грунта осуществляют в три слоя, причем уплотнение каждого слоя выполняют в течение 60-90 секунд вибрированием с амплитудой колебаний 0,35-0,5 мм.При этом в устройстве для осуществления способа, включающем установленный на вибростоле цилиндр с насадкой и пригрузом, цилиндр установлен с возможностью вертикального перемещения в обойме, прикрепленной к вибростолу, причем диаметр пригруза с удельной нагрузкой 2,0-2,4 кН/м 2 меньше внутреннего диаметра цилиндра в 1,1-1,2 раза,а высота цилиндра не превышает его внутренний диаметр.Способ осуществляют в следующем порядке. По центру вибростола устанавливают предварительно взвешенный цилиндр, заполняют его на 0,4 высоты сухим материалом(крупнообломочным грунтом) и сверху укладывают пригруз. Включают привод вибросто 2ла И производят вибрирование материала первого слоя с частотой колебаний 50 Гц и амплитудой 0,35-0,50 мм в течение, например, 90 с. После уплотнения первого слоя пригруз извлекают, заполняют цилиндр материалом на 0,8 высоты, укладывают пригруз и повторяют операцию уплотнения еще в течение 90 с. Аналогичным образом уплотняют третий слой материала, поверхность которого до уплотнения выходит в насадку на 0,8 ее высоты. После уплотнения третьего слоя снимают пригруз и насадку и металлической линейкой удаляют излишки материала вровень с краями цилиндра. Цилиндр с уплотненным материалом взвешивают на весах и определяют плотность сухого материала в плотном состоянии как отношение массы уплотненного образца к объему цилиндра.Испытания проводят не менее двух раз и за искомую величину плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии принимают среднее арифметическое значение.На фиг. 1 изображено устройство для осуществления заявляемого способа, разрез Б-Б на фиг. 2 на фиг. 2 - вид по разрезу А-А на фиг. 1.Устройство для осуществления заявляемого способа включает цилиндр 1 с насадкой 2 и пригрузом 3, который укладывают на поверхность каждого уплотняемого слоя материала 4. Для фиксации цилиндра 1 по центру вибростола 5 служит обойма 6, которая крепится к вибростолу 5 с помощью болтов 7. Цилиндр 1 установлен в обойме 6 с возможностью вертикального перемещения, т.е. между внутренней поверхностью обоймы 6 и наружной поверхностью цилиндра 1 имеется зазор 8. Для испытаний используется цилиндр, у которого внутренний диаметр больше или равен высоте.С устройством для осуществления заявляемого способа работают в следующей последовательности. Крепят болтами 7 обойму 6 по центру вибростола 5. Устанавливают цилиндр 1, например, объемом 10 л, с внутренним диаметром и высотой 234 мм. Для уплотнения используют пригруз 3 массой 7,1 кг (удельная нагрузка 2,4 кН/м 2). При этом диаметр пригруза 3 составляет 195 мм, что в 1,2 раза меньше внутреннего диаметра цилиндра 1. При вибрировании цилиндр 1 с насадкой 2 и уложенным в него материалом 4 и пригрузом 3 совершает свободные вертикальные перемещения относительно поверхности вибростола 5, в результате чего происходит переупаковка частиц грунта и уплотнение грунта в цилиндре.Переупаковке частиц и получению плотной структуры грунта в цилиндре способствуют режим уплотнения, меньшая по сравнению с прототипом удельная нагрузка, создаваемая пригрузом (2-2,4 кН/м 2), а также размер пригруза по плоскости опирания его на уплотняемь 1 й образец грунта. Уменьшение диаметра пригруза в 1,1-1,2 раза по сравнению с внутренним диаметром цилиндра позволяет смоделировать поведение грунта при его уплотнении вибрационным катком.Таким образом, предлагаемый способ определения плотности крупнообломочного грунта в плотном состоянии и устройство для его осуществления позволяют смоделировать процесс уплотнения грунта вибрационным катком и получить величину плотности грунта, близкую к плотности, получаемой в уплотняемом слое на строительной площадке. При этом значительно снижается трудоемкость проведения испытаний по сравнению с прототипом.Национальный центр интеллектуальной собственности. 220034, г. Минск, ул. Козлова, 20.