ค่าสัมประสิทธิ์การบดอัดของดิน การกำหนดความหนาแน่นของดิน การกำหนดปริมาณความชื้นที่เหมาะสมและความหนาแน่นสูงสุดของโครงกระดูกดินโดยใช้วิธีการบดอัดมาตรฐาน ความหนาแน่นของดินที่เหมาะสมที่สุด

(GOST 22733-77)

วัตถุประสงค์ของงาน:

สร้างการพึ่งพาความหนาแน่นของดินแห้งกับปริมาณความชื้นเมื่อทำการอัดตัวอย่าง

อุปกรณ์:

1. อุปกรณ์ Soyuzdornia สำหรับการบดอัดดินมาตรฐาน 2. เครื่องชั่งสำหรับวัดมวลชิ้นส่วนอุปกรณ์ที่มีค่าจำกัด 10 กก. และข้อผิดพลาด 1 กรัม 3. เครื่องชั่งในห้องปฏิบัติการเพื่อกำหนดความชื้นในดินโดยมีข้อผิดพลาด 0.01 กรัม 4. ครกพอร์ซเลนพร้อมสากยาง 5. ตู้อบแห้ง; 6. ตะแกรงมีรูขนาด 10 มม. 7. เครื่องดูดความชื้น; 8. กระบอกตวง 100 และ 500 มล. 9. เวอร์เนียคาลิปเปอร์; 10. มีดห้องปฏิบัติการ 11. ชั่งน้ำหนักขวด

การเตรียมอุปกรณ์สำหรับการทำงาน:

การเตรียมอุปกรณ์สำหรับการทดสอบจะต้องดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:

ติดตั้งกระบอกสูบลงในกระทะโดยไม่ต้องยึดด้วยสกรู

ติดตั้งวงแหวนที่ด้านข้างของกระบอกสูบ

กระบอกสูบถูกยึดสลับกับสกรูของกระทะและวงแหวน

ตรวจสอบขนาดของกระบอกสูบด้วยคาลิปเปอร์ ในกรณีนี้เส้นผ่านศูนย์กลางภายในและความลึกควรเท่ากับ 100 และ 127 มม. ตามลำดับ

กำหนดมวล m 4 ของภาชนะที่ประกอบ (ทรงกระบอกพร้อมถาดและวงแหวน) โดยมีข้อผิดพลาดสูงสุด 1 กรัมและบันทึกข้อมูลในบันทึก

วางภาชนะที่ประกอบของอุปกรณ์ไว้บนฐานที่มั่นคงและคงที่ โดยมีน้ำหนักอย่างน้อย 50 กก.

ความก้าวหน้าของงาน.

1. ตัวอย่างดินที่มีน้ำหนัก m 3 = 2.5 กก. ก่อนหน้านี้ทำให้แห้งจนแห้งและบดในครกและสากด้วยปลายยาง จากนั้นร่อนผ่านตะแกรงขนาด 10 มม. จากเมล็ดพืชที่ผ่านตะแกรง จะต้องเก็บตัวอย่าง 30 กรัมเพื่อหาปริมาณความชื้น W 1

2. ตัวอย่างจะถูกทำให้ชื้นเพิ่มเติมตามปริมาณความชื้นเริ่มต้น (W 3) ซึ่งเท่ากับ 4% สำหรับดินทรายและกรวด และ 8% สำหรับดินเหนียว ปริมาณน้ำ Q ที่ต้องใช้ในการเติมน้ำให้กับตัวอย่างดินจะถูกกำหนดโดยสูตร

โดยที่ W 1 คือปริมาณความชื้นของตัวอย่างดินก่อนความชื้นเพิ่มเติม

3. เติมน้ำตามปริมาณที่ต้องการและผสมดินให้ละเอียด

4. ตัวอย่างดินที่เตรียมไว้จะถูกโหลดเป็นชั้น ๆ ลงในกระบอกสูบของอุปกรณ์โดยกดดินด้วยการงัดแงะ แต่ละชั้นควรสูง 5-6 ซม. และบดอัดด้วยแรง 40 ครั้ง ในขณะที่แท่งงัดแงะอยู่ในแนวตั้ง ก่อนวางชั้นที่สาม ให้วางหัวฉีดไว้บนกระบอกสูบ หลังจากการบดอัด หัวฉีดจะถูกถอดออก และตัดดินให้เรียบโดยปลายกระบอก ความหนาของชั้นดินที่ตัดไม่ควรเกิน 10 มม. สำหรับความหนาที่มากขึ้น ต้องทำการทดสอบซ้ำ

5. หามวลภาชนะที่มีดิน (ม.5) โดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 1 กรัม และคำนวณความหนาแน่นของตัวอย่างดินเปียก γ โดยมีข้อผิดพลาดไม่เกิน 0.01 กรัม/ซม.3 โดยใช้สูตร

(19)

โดยที่ V คือความจุของกระบอกสูบเท่ากับ 1,000 cm3

6. ถอดกระทะและวงแหวน เปิดกระบอกสูบและนำตัวอย่างดินที่อัดแน่นออก โดยนำตัวอย่าง 30 กรัมหนึ่งตัวอย่างจากส่วนบน ส่วนกลาง และส่วนล่างเพื่อตรวจสอบปริมาณความชื้น

7. ดินที่ดึงออกจากกระบอกสูบจะถูกเติมลงในดินที่เหลืออยู่ในถ้วย บด ผสมและเพิ่มความชื้นของตัวอย่างแล้วจึงใส่ลงในอุปกรณ์ด้วย การทดสอบจะถือว่าสมบูรณ์หากดินหยุดอัดแน่นและเริ่มถูกบีบออกจากอุปกรณ์เมื่อรับน้ำหนัก

8. ผลการทดสอบจะถูกบันทึกไว้ในตารางที่ 11 ขึ้นอยู่กับค่าความหนาแน่นและปริมาณความชื้นของตัวอย่างบดอัดที่ได้รับจากการทดสอบ ความหนาแน่นของโครงกระดูกดิน γ sk ถูกกำหนดโดยมีข้อผิดพลาดสูงถึง 0.01 กรัม /ซม.3 ตามสูตร:

(20)

9. จากข้อมูลที่ได้รับกราฟจะถูกวาดในรูปที่ 5 ของการพึ่งพาความหนาแน่นของโครงกระดูกต่อความชื้นในดิน ค้นหาค่าสูงสุดของการพึ่งพาที่ได้รับและค่าที่สอดคล้องกันของความหนาแน่นสูงสุดของโครงกระดูกดิน γ สูงสุด และ ความชื้นที่เหมาะสม.W ขายส่ง

รูปที่ 7 แผนภาพของอุปกรณ์ Soyuzdornia สำหรับการบดอัดดินมาตรฐาน: 1. พาเลท; 2. กระบอกแยกที่มีความจุ 1,000 ซม. 3; 3. . แหวน; 4. หัวฉีด; 5. ทั่ง; 6. น้ำหนักบรรทุก 2.5 กก. 7. แกนนำ; 8. แหวนจำกัด; 9. สกรูยึด.

ตารางที่ 11.

การหาความหนาแน่นของดินแห้ง

ส่วนเทคโนโลยีการก่อสร้างถนน

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 9

วิธีการเร่งรัดการกำหนดความหนาแน่นมาตรฐานสูงสุดและความชื้นที่เหมาะสมที่สุดของดินที่เสริมความแข็งแรงด้วยวัสดุยึดเกาะอนินทรีย์

ที่ปริมาณความชื้นที่เหมาะสมของดินผสมกับสารยึดเกาะ สารยึดเกาะที่แข็งตัวเร็ว เช่น ซีเมนต์ จะทำให้ผลการทดสอบบิดเบี้ยว เวลาในการเริ่มแข็งตัวของซีเมนต์และดินขึ้นอยู่กับการกระจายตัวของดิน แร่วิทยา และ องค์ประกอบทางเคมี- องค์ประกอบของปูนซีเมนต์และปริมาณก็มีอิทธิพลเช่นกัน อิทธิพลของดินต่อธรรมชาติของการแข็งตัวของส่วนผสมดินซีเมนต์สามารถประเมินได้จากจำนวนอนุภาคของดินเหนียว ดังนั้นเมื่อทำการประมวลผลดินเหนียวด้วยซีเมนต์ กระบวนการชุบแข็งของส่วนผสมจะเริ่มเร็วกว่าการแปรรูปทราย

สารยึดเกาะประเภทเถ้าลอยที่ตั้งค่าช้ายังส่งผลต่อผลการทดสอบมาตรฐาน แม้ว่าจะในระดับที่น้อยกว่าก็ตาม

ในการเชื่อมต่อกับปรากฏการณ์ที่เกิดขึ้นได้มีการพัฒนาวิธีการเร่งพิเศษในการกำหนดความหนาแน่นมาตรฐานสูงสุดและปริมาณความชื้นที่เหมาะสมของส่วนผสมของดินที่มีสารยึดเกาะ ตามวิธีนี้ เสนอให้กำหนดความหนาแน่นสูงสุดของดินเสริมแรงโดยการบดอัดครั้งเดียวในอุปกรณ์บดอัดมาตรฐานที่มีปริมาณความชื้นที่เหมาะสมที่สุดหลังจากช่วงระยะเวลาหนึ่ง (เช่น 2 ชั่วโมง) หลังจากการเปียกหรือโดยการคำนวณ . ปริมาณความชื้นที่เหมาะสมที่สุดของส่วนผสมถูกกำหนดโดยการคำนวณตามค่าของปริมาณความชื้นที่เหมาะสมที่สุดของดินเดิม การคำนวณความหนาแน่นสูงสุดและปริมาณความชื้นที่เหมาะสมของดินเสริมแรงจะขึ้นอยู่กับพารามิเตอร์ของการบดอัดมาตรฐานของดินเดิม (ดูงานห้องปฏิบัติการหมายเลข 9)

อุปกรณ์ที่จำเป็น:

1. เครื่องชั่งทางเทคนิค 2. ขวดอลูมิเนียม 3, ตู้อบแห้งพร้อมเทอร์โมมิเตอร์และเทอร์โมสตัท; 4. เครื่องดูดความชื้นที่มีแคลเซียมคลอไรด์อบแห้ง (ไม่มีการดูดซึมความชื้น); 5. ไม้พาย

เทคนิคการปฏิบัติงาน:

1. วิธีการเร่งหาปริมาณความชื้นที่เหมาะสมและความหนาแน่นสูงสุดของส่วนผสมของดินที่มีสารยึดเกาะแร่ (ซีเมนต์, เถ้าลอยจากหินดินดาน)

ตามวิธีการที่ระบุไว้ใน งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 9 กำหนด W opt และ γ s.max ของดินหรือวัสดุดั้งเดิม

ปริมาณความชื้นที่เหมาะสมที่สุดของส่วนผสมของดินและสารยึดเกาะ W opt cm ถูกกำหนดโดยสูตร:

W เลือก cm = W เลือก +a, (21)

โดยที่ a คือปัจจัยการแก้ไขที่นำมาใช้ตามตารางที่ 13 (ขึ้นอยู่กับชนิดของวัสดุประสาน)

W เลือก – ปริมาณความชื้นที่เหมาะสมที่สุดของดินเริ่มแรก ความชื้นที่เหมาะสมสามารถกำหนดได้โดยการคำนวณตามปริมาณความชื้นของขอบเขตผลผลิต:

W เลือก = α W เสื้อ (22)

โดยที่ α – 0.75-0.7 – (ทรายและดินร่วนปนทรายเบา)

0.6-0.55 – (ดินร่วนปนทรายหนัก ดินร่วนเบา)

0.5-0.45 – (ดินร่วนหนักดินเหนียว);

หรือตามความชื้นของขอบเขตกลิ้ง (W р, %)

W เลือก = W р –в, (23)

โดยที่ – 1-2 (ดินร่วนปนทรายหนัก, ดินร่วนเบา), 2-3 (ดินร่วนหนัก, ดินเหนียว)

ความหนาแน่นสูงสุดของส่วนผสมของดินที่มีสารยึดเกาะแร่ธาตุ γ sc.max สามารถคำนวณได้โดยใช้สูตร:

γ s.สูงสุด ซม. = γ s.สูงสุด กก. (24)

โดยที่ k g คือปัจจัยการแก้ไขที่นำมาใช้ตามตารางที่ 14

γ sk.max คือความหนาแน่นสูงสุดของดินเดิม

ในการหาค่า γ sk.max cm จากการทดลอง ให้เก็บตัวอย่างดินจำนวน 2 กก. แล้วเติมสารยึดเกาะในปริมาณที่ต้องการลงในดิน หลังจากผสมดินกับสารยึดเกาะแล้ว ให้เติมน้ำลงในส่วนผสมตามปริมาณที่กำหนดโดยสูตร (21) โดยคำนึงถึงความชื้นในการดูดความชื้นของดินเดิม ผสมส่วนผสมให้เข้ากันอีกครั้งและเก็บไว้ในสภาพแวดล้อมที่ชื้นเป็นเวลาต่อไปนี้:

สำหรับส่วนผสมของดินและซีเมนต์ – 1.5 ชั่วโมง

สำหรับส่วนผสมของดินเหนียวกับดินหินดินดาน – 5-6 ชั่วโมง

สำหรับส่วนผสมของดินที่ไม่เหนียวเหนอะหนะและขี้เถ้า – 24 ชั่วโมง

หลังจากเวลาที่กำหนด ส่วนผสมจะถูกบดอัดในเครื่องบดขนาดมาตรฐานขนาดใหญ่ 1 ครั้ง (ตี 120 ครั้งต่อส่วนผสม 3 ชั้น) ค่าที่ได้รับของความหนาแน่นเฉลี่ยของโครงกระดูกนั้นถือเป็นความหนาแน่นสูงสุดของดินเสริม γ sk.max cm

ตารางที่ 12

ค่าสัมประสิทธิ์α

ตารางที่ 13

ค่าสัมประสิทธิ์เค

งานห้องปฏิบัติการหมายเลข 10

วัตถุประสงค์ของการบดอัดดินเทียมคือการเพิ่มความแข็งแรง ลดการซึมผ่านของน้ำ และความสูงของเส้นเลือดฝอย รวมถึงลดความไม่สม่ำเสมอและเร่งการทรุดตัว การบดอัดของดินจำนวนมากที่มีน้ำและอากาศอยู่ในรูพรุนส่วนใหญ่ไม่ได้เกิดจากการแทนที่ของน้ำ แต่เนื่องจากการแทนที่ของอากาศเมื่ออนุภาคเข้าใกล้กัน ดังนั้นกระบวนการบดอัดจึงได้รับอิทธิพลอย่างมากจากความชื้นในดิน เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นถึงขีดจำกัด ความหนาแน่นของดินจะเพิ่มขึ้นพร้อมกับการใช้พลังงานอัดแน่นเท่าเดิม เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นอีก ความหนาแน่นจะลดลงตามปริมาณงานที่ใช้ไปเท่าเดิม (ดูรูปที่ 5)

ความหนาแน่นของดินแห้งมักถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้ระดับการบดอัดของดิน ρ ดี.

ข้าว. 6. การพึ่งพาความหนาแน่น ρ ดีตามจำนวนครั้งที่พัดและมีความชื้นคงที่

ในสภาพห้องปฏิบัติการ การกำหนดความชื้นที่เหมาะสมและความหนาแน่นสูงสุดที่สอดคล้องกันจะดำเนินการโดยใช้อุปกรณ์บดอัดมาตรฐาน (รูปที่ 7) การบดอัดมาตรฐานนี้สอดคล้องกับปริมาณความชื้นและความหนาแน่นที่ได้รับเมื่อบดอัดดินด้วยลูกกลิ้งน้ำหนักปานกลางในสภาพอุตสาหกรรม

สาระสำคัญของวิธีการบดอัดมาตรฐานคือการกำหนดความชื้นในดินที่เหมาะสม เลือกซึ่งสามารถบรรลุการบดอัดที่ยิ่งใหญ่ที่สุด (ค่าสูงสุดของความหนาแน่นของดินในรูปแบบแห้ง ρ ดี- ในอุปกรณ์ SoyuzdorNII การทดสอบแยกชุดจะดำเนินการกับการบดอัดของดินแบบชั้นต่อชั้น (ในสามชั้น) โดยมีความชื้นเพิ่มขึ้นอย่างสม่ำเสมอ w แต่ด้วยจำนวนครั้งคงที่ (120 ครั้ง เช่น 40 ครั้ง) พัดสำหรับแต่ละชั้น) ของน้ำหนัก 2.5 กก. ตกอย่างอิสระจากความสูง 300 มม. สำหรับดินทรายและกรวด การทดสอบครั้งแรกจะดำเนินการที่ปริมาณความชื้นเริ่มต้นที่ 4% และในการทดสอบครั้งต่อไป ปริมาณความชื้นจะเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง 1-2% ในทำนองเดียวกันสำหรับดินเหนียวการทดสอบจะดำเนินการที่ความชื้นเริ่มต้น 8% และเพิ่มขึ้น 2-3% ในภายหลัง

ข้าว. 7. อุปกรณ์บดอัดมาตรฐาน SoyuzdorNII

การทดสอบดินดำเนินการตามลำดับต่อไปนี้:

– ตัวอย่างดินที่เตรียมไว้ซึ่งมีน้ำหนัก 2.5 กก. จะถูกโหลดเป็นชั้น ๆ ลงในกระบอกสูบของอุปกรณ์ และแต่ละชั้นจะถูกบดอัดด้วยแรง 40 ครั้ง

ในกรณีนี้แกนงัดแงะจะอยู่ในแนวตั้ง (ก่อนวางชั้นที่สามจะมีหัวฉีดวางอยู่บนกระบอกสูบ)

– หลังจากบดอัดชั้นที่สามแล้ว หัวฉีดจะถูกถอดออก และส่วนที่ยื่นออกมาของตัวอย่างจะถูกตัดให้เรียบโดยปลายกระบอก

– ความหนาแน่นของตัวอย่างดินเปียกถูกกำหนดโดยสูตร:

ที่ไหน ม. 0– มวลของภาชนะที่ประกอบแล้ว (ทรงกระบอกพร้อมถาดและวงแหวน) กรัม

ม. 1– มวลภาชนะพร้อมดิน, g;

วี– ความจุกระบอกสูบ ซม. 3;

– เปิดกระบอกสูบและนำตัวอย่างหนึ่งตัวอย่าง (มีน้ำหนักอย่างน้อย 30 กรัม) จากส่วนบน กลาง และล่างของตัวอย่างเพื่อตรวจสอบความชื้นในดิน (ดูงานที่ 2)

จากนั้นโดยการเติมน้ำจำนวนหนึ่ง (ดูภาคผนวก 2) ความชื้นในดินจะเพิ่มขึ้นและทำการทดสอบในภายหลัง การทดสอบควรถือว่าเสร็จสิ้นเมื่อปริมาณความชื้นของตัวอย่างเพิ่มขึ้นในการทดสอบการบดอัดสองหรือสามครั้งถัดไป ค่าความหนาแน่นของตัวอย่างดินที่ถูกบดอัดจะลดลงอย่างต่อเนื่อง

ขึ้นอยู่กับค่าความหนาแน่นและความชื้นของตัวอย่างอัดแน่นที่ได้รับจากการทดสอบความหนาแน่นของดินในสภาวะแห้งจะถูกกำหนด:

กราฟของการพึ่งพาความหนาแน่นของดินแห้งต่อความชื้นถูกสร้างขึ้น (ดูรูปที่ 5) ค่าสูงสุดของการพึ่งพาที่ได้รับและค่าที่สอดคล้องกันของความหนาแน่นสูงสุดของดินแห้ง ( ρ สูงสุด) ด้วยความแม่นยำ 0.01 g/cm3 และความชื้นที่เหมาะสม ( เลือก) ด้วยความแม่นยำ 0.1%

ความหนาแน่นสูงสุดที่ได้จากการบดอัดมาตรฐานจะถูกใช้เป็นค่าเริ่มต้นเมื่อประเมินความหนาแน่นของการบดอัดดินเทียม

อัตราส่วนความหนาแน่นของดินแห้งต่อความหนาแน่นของดินแห้งสูงสุด ρ สูงสุดเรียกว่าค่าสัมประสิทธิ์การบดอัดมาตรฐาน:

ความหนาแน่นของเขื่อนขั้นต่ำที่ต้องการถูกกำหนดโดยการคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์ K แท็บ (K แท็บ = K s)นำมาใช้ตาม SNiP 2.05.02-85 ขึ้นอยู่กับตำแหน่งของชั้นดินตามความสูงของคันดิน, ประเภทของการเคลือบ, เขตภูมิอากาศของถนนและสภาพของคันดิน

เมื่อทำงานจำเป็นต้องกำหนดความชื้นที่เหมาะสมและความหนาแน่นสูงสุด: ผลกระทบของเขื่อน จบขั้นสุดท้ายท้องถนน; อุปกรณ์ ทางเท้าถนนและรองพื้นดินในฐานรากของโครงสร้าง

ในห้องปฏิบัติการ ครูจะทำการทดลองสาธิตการบดอัดดินที่ค่าความชื้นหนึ่งค่า เพื่อสร้างที่พึ่ง ρ ง =ฉ(ญ)ใช้ข้อมูลจากตารางที่ 13

1. ตามที่ครูสั่ง ตามข้อมูลการกำหนดโดยตรงโดยใช้วิธีการที่อธิบายไว้ข้างต้น (ดูภาคผนวก 2) หรือตามที่ระบุในตาราง ใช้ 13 ค่ามวลของภาชนะที่มีดิน m 1 และความชื้น w สำหรับการทดลองหกชุดกำหนดค่าความหนาแน่นของดินในสภาวะแห้ง (สูตร 23) บันทึกผลลงในสมุดรายวัน (แบบ 13)

2. สร้างเส้นโค้งการบดอัดมาตรฐาน (แบบ 14)

3. กำหนดค่าความหนาแน่นสูงสุดของดินแห้งและความชื้นที่เหมาะสม เลือก- บันทึกผลลงในสมุดรายวัน (แบบ 15)

ตารางที่ 13

บันทึก:

น้ำหนักของภาชนะที่ประกอบ ม. 0=3600 ก.; ความจุกระบอกสูบ วี=1000ซม.3.

เนื่องจากเมื่อการเชื่อมต่อโครงสร้างของดินหยุดชะงักคุณสมบัติของดินจึงเปลี่ยนไปจึงจำเป็นต้องศึกษาสถานะของดินด้วยโครงสร้างที่ไม่ถูกรบกวน ในการทำเช่นนี้ในกระบวนการสำรวจทางวิศวกรรมและธรณีวิทยาจะมีการเลือกเสาหินจากหลุมและบ่อน้ำ - ตัวอย่างดินขนาดใหญ่ที่มีโครงสร้างไม่ถูกรบกวน ตัวอย่างที่มีขนาดเล็กกว่านั้นจะถูกนำมาจากหินใหญ่ก้อนเดียวเหล่านี้ในห้องปฏิบัติการ และมีลักษณะเฉพาะหลักสามประการที่ได้รับการพิจารณาจากการทดลอง:

· ความหนาแน่น(มวลปริมาตร) ดินρ โครงสร้างตามธรรมชาติ (ไม่ถูกรบกวน) เท่ากับอัตราส่วนมวลของตัวอย่างดินต่อปริมาตร

· ความหนาแน่น(มวลปริมาตร) อนุภาคของแข็งของดินρ เท่ากับอัตราส่วนของมวลของอนุภาคของแข็งต่อปริมาตร

· ปริมาณความชื้นในดินตามธรรมชาติω เท่ากับอัตราส่วนของมวลน้ำที่บรรจุอยู่ในนั้นต่อมวลของอนุภาคของแข็ง

ข้าว. 1.3. โครงการ ส่วนประกอบ(ส่วนประกอบ) ของตัวอย่างดิน

ให้เราเลือกตัวอย่างปริมาตร V = 1 cm3 จากดินแล้วแบ่งจิตใจออกเป็นสองส่วน: ส่วนหนึ่งครอบครองโดยอนุภาคของแข็ง, ปริมาตร V1 และอีกส่วนครอบครองโดยรูขุมขนที่อยู่ระหว่างอนุภาคเหล่านี้, ปริมาตร V2 (รูปที่ 1.3) . โดยทั่วไปพื้นที่ที่ถูกครอบครองโดยรูขุมขนสามารถแบ่งออกเป็นสองส่วน โดยส่วนหนึ่งถูกครอบครองโดยน้ำ และอีกส่วนหนึ่งถูกครอบครองโดยทางอากาศ ให้มวลของอนุภาคของแข็งในปริมาตร V เป็น g 1 และมวลของน้ำ - g 2 (มวลอากาศไม่ส่งผลต่อผลการคำนวณ)
ตามคำจำกัดความ

ความหนาแน่นของดินถูกกำหนดโดยการชั่งน้ำหนัก โดยส่วนใหญ่มักจะใช้ตัวอย่างที่นำมาในวงแหวนตัด บางครั้งเคลือบด้วยขี้ผึ้งหรือวิธีการอื่นๆ รวมถึงการตัดไม้ด้วยรังสีแกมมา ความหนาแน่นของอนุภาคของแข็งหาได้จากพิคโนมิเตอร์ ความชื้นในดินถูกกำหนดโดยการชั่งน้ำหนักตัวอย่างความชื้นตามธรรมชาติก่อนและหลังการอบแห้ง (จนถึงน้ำหนักคงที่) ที่อุณหภูมิ 105°C

บทบัญญัติทั่วไป เมื่อออกแบบและสร้างกำแพงที่ทำจากทรายและหินดินเหนียวจำเป็นต้องมั่นใจในเสถียรภาพและความแข็งแกร่งสูงสุด ซึ่งทำได้โดยการบดอัดหิน (การกลิ้ง การบดอัด การบดอัดด้วยแรงสั่นสะเทือน) ให้มีความหนาแน่นสูงสุดพร้อมความชื้นที่เหมาะสมที่สุด

ดินในคันดินเข้าแล้ว สภาพสามเฟส(ดิน + อากาศ + น้ำ) และการบดอัดของมันเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของอนุภาคในดินและมาพร้อมกับการกระจัดของอากาศออกจากรูขุมขน การบดอัดจะขึ้นอยู่กับความชื้นในดินโดยใช้ความพยายามเท่ากัน

ดินที่มีความชื้นต่ำจะถูกบดอัดได้ไม่ดี เนื่องจากมวลรวมของดิน (ก้อน) มีความแข็งแรงสูงและเกิดแรงเสียดทานระหว่างอนุภาคของดิน เพื่อป้องกันการเคลื่อนที่ซึ่งกันและกันในระหว่างกระบวนการบดอัด เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นถึงขีดจำกัด ความหนาแน่นของโครงกระดูกดินก็จะเพิ่มขึ้น ดินที่มีน้ำอิ่มตัวนั้นยากต่อการบดอัดด้วยเหตุผลอื่น ผลกระทบจากการบดอัด (การกระแทกของตัวกระทุ้ง ทางเดินของลูกกลิ้ง ฯลฯ) มักเกิดขึ้นเพียงระยะสั้น ดังนั้นภาระส่วนใหญ่จึงรับรู้ได้จากน้ำในรูพรุนซึ่งไม่มีเวลาบีบออกจากดินและโครงกระดูกของดินก็ไม่มีเวลามีส่วนร่วมในงาน

ความชื้นในดินที่ได้รับการบดอัดตามที่ระบุโดยมีการบดอัดน้อยที่สุดเรียกว่าเหมาะสมที่สุด

ที่ความชื้นที่เหมาะสมสามารถทำการบดอัดได้ดีที่สุดเนื่องจากในกรณีนี้ก้อนจะถูกทำลายค่อนข้างง่ายโดยมีสารหล่อลื่นอยู่บนหน้าสัมผัสในรูปของฟิล์มน้ำเคลื่อนที่สัมพันธ์กันและกระชับยิ่งขึ้น เข้าไปในปริมาตรดิน ที่ความชื้นที่เหมาะสม ปริมาตรรูพรุนส่วนหนึ่งจะถูกเติมด้วยอากาศ ซึ่งถูกบีบอัดและไม่รบกวนการบดอัด

ความชื้นที่เหมาะสมที่สุดขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของดิน ลักษณะของผลการบดอัด ความเข้มของดิน และปริมาณงานที่ใช้ในการบดอัด เช่น ความชื้นที่เหมาะสมของดินร่วนปนทรายคือ 9 – 15% , ดินร่วน 15-22% เป็นต้น ยิ่งผลการบดอัดมีความเข้มข้นมากขึ้น (เช่น ยิ่งน้ำหนักของลูกกลิ้งมากขึ้น) ความชื้นที่เหมาะสมก็จะยิ่งลดลง

บรรทัดฐานการก่อสร้าง (SNiP PD.5-72) กำหนดให้การบดอัดดินเมื่อวางคันดินในร่างกายจะต้องดำเนินการที่อุณหภูมิที่เหมาะสมที่สุด หากความชื้นต่ำกว่าที่เหมาะสมคุณต้องหันไปใช้ความชื้นในดินเทียม เหนือระดับที่เหมาะสมที่สุด - การอบแห้ง

อุปกรณ์.อุปกรณ์บดอัดมาตรฐาน (รูปที่ 4 ตารางที่ 11) ตะแกรงมีรูเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. เครื่องชั่งแบบจานและทางเทคนิคพร้อมชุดตุ้มน้ำหนัก ขวดสำหรับกำหนดความชื้น กระบอกตวง; ถาดอบด้วยดินแห้ง มีด; ตัก; ไม้พาย; ตู้อบแห้ง; ครกและสาก ถ้วยโลหะความจุ 3-4 ลิตรสำหรับเตรียมส่วนผสมดิน

ตารางที่ 11

ลักษณะของอุปกรณ์ซีลมาตรฐาน

ข้าว. 4. แผนผังของอุปกรณ์ Soyuzdorni สำหรับการปิดผนึกแบบมาตรฐาน

1 - ที่วางแก้ว; 2 - กระบอกแยก; 3 - หัวฉีด; 4 - วงแหวนจำกัด; 5 - ยืนด้วยตราประทับ; 6 - โหลด; 7 - แหวนหนีบ; 8 - สกรูยึด

งานเตรียมการ

1. เก็บตัวอย่างดินแห้งด้วยลม น้ำหนัก 3.0-3.5 กก.

2. หากมีก้อนเนื้ออยู่ในดินให้บดด้วยปูนก่อน

3. ตัวอย่างดินที่เลือกและบดแล้วจะถูกร่อนผ่านตะแกรงที่มีรูขนาด 5 มม.

4. ประกอบอุปกรณ์แล้ว เชื่อมต่อครึ่งหนึ่งของกระบอกสูบทำงานโดยวางกระบอกสูบชิ้นเดียวไว้และในรูปแบบนี้กระบอกสูบจะถูกยึดไว้ในถาดของอุปกรณ์โดยการขันสกรูให้แน่นเพื่อให้ระนาบการแยกส่วนตั้งฉากกับแกนของ สกรูยึด

5. ชั่งน้ำหนักอุปกรณ์ขนาดกะทัดรัดมาตรฐานเปล่าบนเครื่องชั่งแบบจาน

6. หล่อลื่นด้านในกระบอกสูบด้วยปิโตรเลียมเจลลี่ทางเทคนิค

ความก้าวหน้าของงาน.

1. ชั่งน้ำหนักตัวอย่างดินแห้งด้วยอากาศที่ร่อนผ่านตะแกรงจำนวน 3.0 กิโลกรัมลงในถ้วยโลหะ

2. กำหนดปริมาณน้ำที่ต้องเติมลงในตัวอย่างดินตั้งต้นเพื่อให้ได้ความชื้นดังนี้ 1, 6, 8, 10, 12, 14% โดยใช้สูตร

โดยที่ g คือมวลของดินที่จะชุบ g; W - ความชื้นที่ต้องการ - ว 1-ความชื้นของดินในสถานะเริ่มต้น, %

ในงานห้องปฏิบัติการเพื่อเพิ่มความชื้น 2-3% ให้เติมน้ำ 50 กรัม

3. ใช้บีกเกอร์เติมน้ำตามปริมาณที่ต้องการลงในถ้วยพร้อมดินขณะเคลื่อนย้ายอย่างระมัดระวังจนชุ่มอย่างสม่ำเสมอ

4. ปริมาตรการทำงานของกระบอกสูบของอุปกรณ์นั้นเต็มไปด้วยดินชุบน้ำหมาด ๆ ถึงหนึ่งในสามของความสูงของกระบอกสูบ

5. ใส่หมัดด้วยก้านและเครื่องงัดแงะเข้าไปในกระบอกสูบ

6. ทำการบดอัดมาตรฐาน (ดูตารางที่ II)

7. ถอดแกนที่มีการงัดแงะออกและเติมดินลงในกระบอกสูบได้สูงถึงสองในสามของความสูง การบดอัดจะดำเนินการคล้ายกับขั้นตอนที่ 6

8. ถอดก้านออกพร้อมกับงัดแงะ ติดตั้งหัวฉีด และวางดินปริมาตรใหม่ลงในกระบอกสูบ ควรหยุดการวางดินเมื่อพื้นผิวดินเกินขอบด้านบนของกระบอกแยกประมาณ 10 มม. การบดอัดดินจะคล้ายกับขั้นตอนที่ 6

9. หลังจากการบดอัดเสร็จสิ้น แท่งที่มีการงัดแงะจะถูกถอดออกจากกระบอกสูบ หัวฉีดและดินที่ยื่นออกมาจะถูกตัดออกอย่างระมัดระวังด้วยมีดตามขอบด้านบน

10. อุปกรณ์ที่มีดินบดอัดจะชั่งน้ำหนักบนเครื่องชั่งแบบจานด้วยความแม่นยำ I g

11. เทดินจากกระบอกสูบกลับเข้าไปในถ้วย ผสมแล้วนำตัวอย่างที่มีน้ำหนัก 10-15 กรัมมาตรวจสอบความชื้นโดยใช้วิธีเทอร์โมสแตติก

12. ผลการทดลองบันทึกไว้ในตารางที่ 12

13. ดินทั้งหมดผสมกันทั้งหลังการทดลองและครั้งแรก

14. การดำเนินการที่อธิบายไว้ในย่อหน้า 3-12 ทำซ้ำ 5 ครั้ง เติมน้ำครั้งละ 50 กรัม

ผลการพิจารณา

I. ตามคำจำกัดความนี้ สำหรับการทดลองแต่ละครั้ง ให้หาความชื้น ความหนาแน่นเปียก และความหนาแน่นของโครงกระดูกดินโดยใช้สูตร:

ความชื้นในดิน

อยู่ไหน - มวลดินเปียก g; กรัมกับ -มวลดินแห้ง g; กรัมข - ชั่งน้ำหนักน้ำหนักขวดกรัม

ความหนาแน่นของดิน

ที่ไหน ป 1- มวลของกระบอกสูบพร้อมดินบดอัด, กก. ร 2 -มวลกระบอกสูบเปล่า, กิโลกรัม; วี- ปริมาตรกระบอกสูบ m3; ความหนาแน่นของโครงกระดูกดิน

2. กราฟถูกสร้างขึ้นจากการพึ่งพาความหนาแน่นของโครงกระดูกดินกับปริมาณความชื้นในระหว่างการบดอัด (รูปที่ 5) กราฟสเกล

ความหนาแน่น - สมบัติทางกายภาพของดิน วัดปริมาณโดยอัตราส่วนของมวลต่อปริมาตรที่ถูกครอบครอง คุณสมบัติทางกายภาพที่แสดงลักษณะความสัมพันธ์ระหว่างมวลและปริมาตรของหินหรือแร่ธาตุเรียกว่า หนาแน่น.ความหนาแน่นถูกใช้เป็นตัวบ่งชี้การคำนวณโดยตรงเมื่อคำนวณความดันในครัวเรือน, ความดันบนกำแพงกันดิน, เมื่อคำนวณความเสถียรของความลาดชันและทางลาดของแผ่นดินถล่ม, การทรุดตัวของโครงสร้าง, การกระจายความเค้นในดินฐานรากใต้ฐานราก, เมื่อกำหนดปริมาตรของงานขุด ฯลฯ .

ลักษณะต่อไปนี้ใช้ในการวิจัยทางธรณีเทคนิค: ความหนาแน่นของอนุภาคดินแข็ง ความหนาแน่นของดิน ความหนาแน่นของดินแห้ง ความหนาแน่นของดินใต้น้ำ ความหนาแน่นของโครงกระดูกของดินแห้ง เป็นต้นที่ใช้กันมากที่สุดคือบรรทัดแรกของตัวบ่งชี้

ความหนาแน่นของดิน p , กรัม/ซม. 3 , กก./ลบ.ม. 3 , หรือความหนาแน่นของดินเปียก คือ มวลต่อหน่วยปริมาตรของดินที่มีความชื้นตามธรรมชาติและ ไม่ถูกรบกวนด้วยการเพิ่ม:

เพื่อตรวจสอบความหนาแน่นของดินให้ใช้ ทางตรงและทางอ้อมวิธีการ วิธีการโดยตรงรวมถึงวิธีการที่ใช้การวัดมวลและปริมาตรของดินโดยตรง ซึ่งโดยปกติแล้วจะเป็นตัวอย่างขนาดเล็ก วิธีการระบุความหนาแน่นในสภาวะห้องปฏิบัติการตามเอกสารด้านกฎระเบียบปัจจุบันแสดงไว้ในตาราง 1 4.5. ข้อเสียของพวกเขาคือปริมาณดินเล็กน้อยในตัวอย่างที่วัดได้ (ได้รับค่า "จุด") และความจำเป็นในการแยกออกจากเทือกเขา วิธีการทางอ้อมจะขึ้นอยู่กับการหาความหนาแน่นของดินโดยไม่ต้องวัดมวลและปริมาตรของดินโดยตรง สิ่งเหล่านี้ส่วนใหญ่รวมถึงวิธีการเจาะทะลุและนิวเคลียร์ (รังสีแกมมา) ซึ่งทำให้สามารถตรวจสอบความหนาแน่นของดินในเทือกเขาได้โดยตรง มีประสิทธิผลมาก มีความแม่นยำเพียงพอสำหรับการใช้งานจริง และสามารถใช้สำหรับการวัดเดี่ยวหรือหลายค่าได้ ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญสำหรับการสังเกตแบบอยู่กับที่

ตารางที่ 4.5

วิธีการหาลักษณะความหนาแน่นของดิน

ลักษณะเฉพาะ	วิธีการกำหนด	ดิน (พื้นที่บังคับใช้ของวิธีการ)
ความหนาแน่น	แหวนตัด	ตัดหรือไม่คงรูปร่างได้ง่ายโดยไม่ต้องใช้วงแหวน แช่แข็งแบบฟรีและมีพื้นผิวไครโอเจนิกขนาดใหญ่
	การชั่งน้ำหนักตามพินัยกรรมของตัวอย่างแว็กซ์	ดินเหนียวเหนียว ไม่แข็งตัว แตกหักง่ายหรือตัดยาก
	ชั่งน้ำหนักในของเหลวที่เป็นกลาง
	วิธีการเชิงปริมาตร	ดินแข็งเป็นหินและหยาบ
	วิธีรังสีแกมมา	ดินทั้งหมด
ความหนาแน่นของดินแห้ง	คำนวณแล้ว	ดินทั้งหมด
ความหนาแน่นของอนุภาคดิน	พิคโนเมตริกกับน้ำ	ดินทุกชนิด ยกเว้นดินเค็มและดินบวม
	เดียวกัน. ด้วยของเหลวที่เป็นกลาง	เค็มและบวม
	วิธีพิคโนมิเตอร์สองวิธี	เค็ม
สูงสุด ความหนาแน่น	การบดอัดดินทีละชั้น	ดินทราย ดินเหนียว ดินหยาบ (เฉพาะกรวด)

การหาความหนาแน่นโดยใช้วิธีวงแหวนตัด - เมื่อใช้วิธีการตัดแหวน จะมีการเลือกแหวนตัด-ตัวอย่างซึ่งได้รับการหล่อลื่น ข้างในวาสลีนหรือจาระบีบางๆ ระนาบที่ทำความสะอาดด้านบนของตัวอย่างดินจะถูกปรับระดับโดยการตัดส่วนที่เกินออกด้วยมีด วางขอบของวงแหวนไว้บนนั้น และวงแหวนจะถูกกดลงในดินเล็กน้อยโดยใช้การกดสกรูหรือด้วยตนเองผ่านหัวฉีด เพื่อยึด ขอบเขตของตัวอย่างทดสอบ จากนั้นดินที่อยู่นอกวงแหวนจะถูกตัดให้มีความลึก 5...10 มม. ใต้ขอบตัดของวงแหวน ทำให้เกิดเป็นเสาที่มีเส้นผ่านศูนย์กลางใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางภายนอกของวงแหวน 1...2 มม. เมื่อมีการตัดดินเป็นระยะๆ โดยใช้แรงกดเล็กน้อยจากการกดหรือสิ่งที่แนบมา ให้วางวงแหวนไว้บนเสาดิน เพื่อหลีกเลี่ยงการบิดเบือน หลังจากเติมวงแหวนแล้ว ให้ตัดดินใต้ขอบตัดของวงแหวน 8...10 มม. แล้วแยกออกจากกัน ดินที่ยื่นออกมาเกินขอบของวงแหวนจะถูกตัดออกด้วยมีดพื้นผิวของดินจะถูกทำความสะอาดด้วยขอบของวงแหวนและปลายจะถูกปิดด้วยแผ่น ชั่งน้ำหนักวงแหวนพร้อมดินและแผ่น และคำนวณความหนาแน่นด้วยความแม่นยำ 0.01 กรัม/ซม. 3

วิธีการหาความหนาแน่นของดินโดยการชั่งน้ำหนักตัวอย่างแว็กซ์ในน้ำ ใช้เพื่อกำหนดปริมาตรของเสาหินขนาดเล็กในสภาพห้องปฏิบัติการ ตัวอย่างดินถูกตัดออกด้วยปริมาตรอย่างน้อย 50 ซม. 3 ให้มีรูปร่างโค้งมนหลังจากนั้นจึงมัดด้วยด้ายบางที่แข็งแรงและมีปลายอิสระยาว 15...20 ซม. ซึ่งมีห่วงสำหรับ ห้อยลงมาจากตาชั่ง

ตัวอย่างดินที่ผูกด้วยด้ายจะถูกชั่งน้ำหนักและคลุมด้วยเปลือกพาราฟิน จุ่มลงในพาราฟินเป็นเวลา 2...3 วินาทีที่ให้ความร้อนจนถึงอุณหภูมิ 57...60 °C ในกรณีนี้ ฟองอากาศที่พบในเปลือกพาราฟินที่แช่แข็งจะถูกกำจัดออกโดยการเจาะเข้าไปและทำให้บริเวณที่เจาะเรียบด้วยเข็มที่ให้ความร้อน การดำเนินการนี้ซ้ำจนกระทั่งเกิดเปลือกพาราฟินที่มีความหนาแน่นสูง

เพื่อป้องกันไม่ให้เปลือกพาราฟินแตกร้าว ควรทาพาราฟินทันทีที่พาราฟินละลาย การแว็กซ์ตัวอย่างจะต้องกระทำอย่างระมัดระวัง การกดทับบนพื้นผิวรวมถึงการกดทับจากหินที่ตกลงมาควรปิดด้วยพาราฟินหลอมเหลวโดยใช้แปรง

เมื่อวางตัวอย่างในน้ำ ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าฟองจะไม่ตกค้างอยู่ข้างใต้ ตัวอย่างแว็กซ์ที่เย็นแล้วจะถูกชั่งน้ำหนักก่อนแช่ในน้ำ จากนั้นจึงชั่งน้ำหนักในภาชนะที่บรรจุน้ำ ในการดำเนินการนี้ ให้ติดตั้งขาตั้งสำหรับภาชนะที่มีน้ำอยู่เหนือเครื่องชั่งเพื่อป้องกันไม่ให้สัมผัสกับเครื่องชั่ง (หรือถอดระบบกันสะเทือนออก เพื่อปรับสมดุลของเครื่องชั่งด้วยน้ำหนักเพิ่มเติม) ตัวอย่างจะถูกแขวนไว้จากตัวโยกและหย่อนลงในภาชนะที่มีน้ำ ปริมาตรของภาชนะและความยาวของเกลียวต้องแน่ใจว่าตัวอย่างแช่อยู่ในน้ำจนมิด ในกรณีนี้ ตัวอย่างไม่ควรสัมผัสด้านล่างและผนังของภาชนะ เมื่อวางตัวอย่างในน้ำ ต้องใช้ความระมัดระวังเพื่อให้แน่ใจว่าไม่มีฟองอากาศติดอยู่ข้างใต้ตัวอย่าง

อนุญาตให้ใช้ วิธีการชั่งน้ำหนักแบบย้อนกลับ: วางภาชนะที่มีน้ำบนสเกลหน้าปัดแล้วชั่งน้ำหนัก จากนั้น ตัวอย่างที่แขวนจากขาตั้งจะถูกจุ่มลงในของเหลว และจะชั่งน้ำหนักภาชนะที่มีน้ำและตัวอย่างที่แช่อยู่ในนั้นอีกครั้ง เครื่องชั่งควรได้รับการรองรับโดยขาตั้งหรือแท่นเหนือคอนเทนเนอร์ เพื่อให้มีระยะห่างเพียงพอระหว่างขาตั้งและด้านบนของคอนเทนเนอร์ (รูปที่ 4.8) เดนซิโตมิเตอร์ยังสามารถใช้เพื่อกำหนดความหนาแน่นได้อีกด้วย ภาชนะบรรจุจะต้องเต็มไปด้วยน้ำจนเกือบถึงด้านบน และตัวอย่างทดสอบจะต้องจุ่มลงในน้ำจนสุดเพื่อให้สารแขวนลอยอยู่ในน้ำโดยไม่ต้องสัมผัสกับด้านล่างหรือผนังของภาชนะบรรจุ

ข้าว. 4.8. วิธีการหาความหนาแน่นโดยการชั่งน้ำหนักในน้ำ

ตัวอย่างที่ชั่งน้ำหนักแล้วจะถูกนำออกจากน้ำ ซับด้วยกระดาษกรอง และชั่งน้ำหนักเพื่อตรวจสอบความแน่นของเปลือก หากมวลของตัวอย่างเพิ่มขึ้นมากกว่า 0.02 กรัมเมื่อเทียบกับต้นฉบับ ควรปฏิเสธตัวอย่างและทำการทดสอบซ้ำกับตัวอย่างอื่น

ความหนาแน่นของดิน ร, g/cm 3 คำนวณโดยสูตร

ที่ไหน ม- มวลตัวอย่างดินก่อนแวกซ์, g; ม- มวลของตัวอย่างดินแวกซ์, g; ตร.ม- ผลลัพธ์ของการชั่งน้ำหนักตัวอย่างในน้ำ (ความแตกต่างในมวลของตัวอย่างแว็กซ์และน้ำที่ถูกแทนที่), g; ร.ร- ความหนาแน่นของพาราฟิน ถ่ายได้เท่ากับ 0.900 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร พี ว -ความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิทดสอบ g/cm3

เมื่อใช้วิธีการชั่งน้ำหนักแบบย้อนกลับ ความหนาแน่นของดินจะถูกคำนวณโดยใช้สูตร

ที่ไหน ม-น้ำหนักตัวอย่างดินก่อนแวกซ์, g, ร.ร- ความหนาแน่นของพาราฟิน มีค่าเท่ากับ 0.900 กรัมต่อลูกบาศก์เซนติเมตร 3 ; พี ว- ความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิทดสอบ g/cm3 ที่ -มวลของภาชนะที่มีน้ำ g; ปี่- มวลของภาชนะที่มีน้ำและตัวอย่างแว็กซ์ที่แช่อยู่ในนั้น g.

สำหรับดินที่มีหินหนาแน่นและกึ่งหินที่มีความพรุนเป็นเศษส่วนของเปอร์เซ็นต์หรือ 1...2% สามารถกำหนดน้ำหนักปริมาตรได้โดยไม่ต้องแวกซ์

วิธีการแทนที่ของเหลว - ควรวางภาชนะโลหะไว้บนฐานและเติมน้ำให้อยู่ในระดับที่สูงกว่าระดับที่กาลักน้ำรองรับ มีการติดตั้งตัวรับสำหรับน้ำที่ถูกแทนที่ไว้ด้านล่างปลายทางออกของกาลักน้ำ

ต้องชั่งน้ำหนักตัวอย่างดินและตัวรับให้ใกล้เคียงที่สุด 0.1 กรัม ช่องว่างบนพื้นผิวทั้งหมดจะต้องเต็มไปด้วยวัสดุที่ไม่ละลายน้ำ ไม่ควรเติมเต็มความหดหู่จากหินที่ร่วงหล่น หากจำเป็น สามารถปิดตัวอย่างให้สมบูรณ์ได้ด้วยการแช่พาราฟินหลอมเหลวซ้ำๆ ตัวอย่างแว็กซ์จะต้องเย็นลงและชั่งน้ำหนักให้เหลือ 0.1 กรัมที่ใกล้ที่สุด

ข้าว. 4. 9.

ตัวอย่างดินควรแช่อยู่ในภาชนะจนมิด ควรเปิดวาล์วบนกาลักน้ำเพื่อให้ของเหลวที่ถูกแทนที่ไหลเข้าไปในภาชนะ จากนั้นควรชั่งน้ำหนักภาชนะที่บรรจุของเหลวให้ใกล้เคียงที่สุด 0.1 กรัม

เราใช้ส่วนที่เป็นตัวแทนของตัวอย่างที่ปราศจากพาราฟิน ดินน้ำมัน หรือผงสำหรับอุดรูเพื่อตรวจสอบปริมาณความชื้น

วิธีการชั่งน้ำหนักตัวอย่างในของเหลวที่เป็นกลาง ใช้เพื่อกำหนดความหนาแน่นของดินละเอียดที่แช่แข็งด้วยพื้นผิวแช่แข็งแบบชั้นบางและแบบตาข่ายละเอียดที่มีความหนาของชั้นแร่ไม่เกิน 0.5 ซม. ตัวอย่างจะถูกชั่งน้ำหนักในภาชนะที่มีความจุ 1,000 ซม. 3 สองในสาม เต็มไปด้วยของเหลวที่เป็นกลาง ในระหว่างการทำงาน อุณหภูมิของของเหลวและความหนาแน่นของของเหลวจะวัดจากแขนโยก เครื่องชั่งทางเทคนิคเอาถ้วยธนูด้านซ้ายออก และปรับสมดุลตาชั่งด้วยถุงยิงที่ห้อยอยู่บนตะขอของธนูด้านซ้าย ตัวอย่างดินแช่แข็งที่มีปริมาตรน้อยกว่า 50 ซม. 3 มัดด้วยด้ายไนลอนห้อยจากต่างหูด้านซ้ายของเครื่องชั่งแล้วชั่งน้ำหนัก วางภาชนะที่มีของเหลวเป็นกลางไว้บนขาตั้งเครื่องชั่งทางด้านซ้าย จากนั้นตัวอย่างดินที่แช่แข็งจะถูกบรรจุลงในของเหลวที่ความลึกอย่างน้อย 5...7 ซม. แล้วชั่งน้ำหนักอีกครั้ง เมื่อชั่งน้ำหนัก ตัวอย่างดินที่แช่แข็งจะต้องไม่สัมผัสกับด้านล่างและผนังของภาชนะ หลังจากการชั่งน้ำหนักเสาหินที่แช่แข็งในอากาศแล้วในของเหลวที่เป็นกลาง จะพิจารณาความหนาแน่นรวมของดินที่แช่แข็ง ความแม่นยำในการวัดความหนาแน่นคือ 0.02 g/cm3

ของเหลวที่เป็นกลางที่ใช้ในการกำหนดปริมาตรของดินต้องมีจุดเยือกแข็งต่ำกว่าอุณหภูมิเยือกแข็งของดิน ไม่ทำปฏิกิริยากับดินและไม่ละลายน้ำแข็ง โดยทั่วไปน้ำมันก๊าด กลีเซอรีน โทลูอีน และแนฟทาจะถูกใช้เป็นของเหลวที่เป็นกลาง ความหนาแน่นของของเหลวเหล่านี้ถูกกำหนดโดยไฮโดรมิเตอร์

วิธีการวัดตัวอย่างรูปทรงเรขาคณิตปกติ (วิธีปริมาตร) ใช้ในการหาความหนาแน่นของดินที่เป็นหินและแข็งตัว เมื่อเลือกเสาหินจะมีรูปทรงที่แน่นอนซึ่งทำให้สามารถกำหนดปริมาตรของดินในองค์ประกอบที่ไม่ถูกรบกวนได้ ตัวอย่างดินที่เลือกจะถูกชั่งน้ำหนักและติดตั้ง ความหนาแน่นของดินทั้งหมดและหลังจากทำให้แห้งจนได้น้ำหนักคงที่แล้ว- ความหนาแน่นของโครงกระดูกดินโดยปกติเมื่อพิจารณาความหนาแน่นของดิน หินใหญ่ก้อนเดียวจะได้รับรูปร่างของลูกบาศก์หรือขนานกัน เพื่อกำหนดค่าโดยประมาณ รใช้เสาหิน (ที่มีปริมาตรอย่างน้อย 50 ซม. 3) ที่สกัดจากหลุมเจาะ เพื่อวัดเส้นผ่านศูนย์กลาง ความสูง (ด้วยความแม่นยำ 0.01 ซม.) และมวล

ข้าว. 4.10. การหาความหนาแน่นของดินโดยวิธีการทดแทนปริมาตร: ก - การใช้โพลีเอทิลีนที่บุอยู่ในรู: ช่วยด้วยอุปกรณ์โหลดทราย: c - อุปกรณ์ที่มีกระบอกยาง

วิธีรู (วิธีปริมาตร) ใช้เพื่อกำหนดความหนาแน่นรวมของหินที่กระจัดกระจายแช่แข็งด้วยพื้นผิวการแช่แข็งขนาดใหญ่และแบบ Schlieren และสำหรับหินเนื้อหยาบ (รูปที่ 4.10) วิธีการนี้ใช้เมื่อทำงานในเหมืองเปิด ด้านล่างของการขุดจะปรับระดับและทำความสะอาด เกิดการยุบตัวที่ก้นหลุม - หลุมที่มีขนาดอย่างน้อย 30 x 30 x 30 ซม. ดินที่เลือกจากหลุมจะถูกชั่งน้ำหนักในระดับถ้วยด้วยความแม่นยำ 1.0 กรัม หลังจากเลือกดินแล้ว รูถูกบุด้วยฟิล์มสังเคราะห์ (รูปที่ 4.10, ก)จากนั้นจึงเติมน้ำลงในหลุมหรือกลบด้วยทรายแห้งที่มีขนาดเม็ด 0.5 ถึง 3.0 มม. ทรายที่ใช้วัดต้องสม่ำเสมอและสะอาด วัดปริมาตรของทรายหรือปริมาตรน้ำที่ต้องใช้ในการเติมหลุม และจึงกำหนดปริมาตรของดินที่นำออกจากหลุม เมื่อพิจารณามวลของดินและปริมาตรแล้วจึงคำนวณความหนาแน่นรวมของดิน

วิธีไอโซโทปรังสี ส่วนใหญ่จะใช้สำหรับการวัดความหนาแน่นของดินในสภาพธรรมชาติ มีสองวิธีในการวัดความหนาแน่นโดยใช้รังสีแกมมา: วิธีแกมมาสโคปิก และวิธีรังสีแกมมาแบบกระจาย ไอโซกอนของซีเซียม-137 และโคบอลต์-60 ส่วนใหญ่จะใช้เป็นแหล่งรังสีแกมมา

วิธีแกมมาสโคปิกขึ้นอยู่กับการลดทอนความเข้มของลำแสงแกมมาควอนตัม ขึ้นอยู่กับความหนาแน่นของสารที่ลำแสงผ่านไป ในทางปฏิบัติ มีการใช้วิธีแกมมาสโคปิกสามรูปแบบ: เอ -แหล่งกำเนิดรังสีแกมมาและเครื่องตรวจจับจะถูกวางไว้ในหลุมเจาะขนานกันในพื้นดิน ข- เครื่องตรวจจับรังสีตั้งอยู่บนพื้นผิวและแหล่งกำเนิดอยู่ในพื้นดิน วี- แหล่งกำเนิดรังสีและเครื่องตรวจจับตั้งอยู่ทั้งสองด้านของวัตถุที่กำลังศึกษา (ตัวอย่าง หินใหญ่ก้อนเดียว ฯลฯ) วิธีแกมมาสโคปิกใช้สำหรับตรวจวัดความหนาแน่นของดินที่ระดับความลึก 1.5...2.0 ม.

วิธีรังสีแกมมาแบบกระจายใช้สำหรับวัดความหนาแน่นของดินในหลุมเจาะ ถ้าแหล่งกำเนิดของควอนตัมแกมมาและเครื่องตรวจจับถูกวางไว้ในบ่อน้ำที่อยู่ห่างจากบ่อนั้น รังสีแกมมาส่วนหนึ่งที่ตกลงมาจากบ่อลงไปในดินเนื่องจากการกระเจิงของอะตอมในดินด้วยอิเล็กตรอนจะกลับคืนสู่บ่อและถูกบันทึกโดย เครื่องตรวจจับ ในการวัดความหนาแน่นโดยใช้วิธีไอโซโทปรังสี อุตสาหกรรมในประเทศได้ผลิตเครื่องวัดความหนาแน่นของความชื้นไอโซโทปรังสี UR-70 และเครื่องวัดความหนาแน่นของพื้นผิว PPGR-1 ซึ่งมีไว้สำหรับการวัดหลุมเจาะที่ความลึก 30 ม. เพื่อวัดความหนาแน่นของชั้นบนสุดของ ดินที่ระดับความลึก 0.3 ม. จะใช้เครื่องวัดความหนาแน่นประเภท IOMR-2 ความแม่นยำของการวัดความหนาแน่นจะแตกต่างกันไปภายใน ±(0.02...0.04) g/cm 3 ขึ้นอยู่กับประเภทของอุปกรณ์ ระยะเวลาการวัด ณ จุดหนึ่งไม่เกิน 3 นาที

โดยทั่วไป ความหนาแน่นของดินที่กระจัดกระจายอยู่ระหว่าง 1.30 ถึง 2.20 g/cm3 ดินที่มีพันธะตกผลึกแบบแข็งระหว่างอนุภาคมีความหนาแน่นสูงซึ่งค่านี้มีความพรุนต่ำจะเข้าใกล้ค่าของอนุภาคของแข็ง ดังนั้น ความหนาแน่นของหินอัคนีจึงแปรผันภายใน 2.50...3.40 กรัม/ซม.3 (เพิ่มขึ้นจากหินที่เป็นกรดเป็นเบสและอัลตราเบสิก) หินโคลนและหินทราย - 2.20-2.55; หินปูน - 2.40-2.65; มาร์ล - 2.10...2.60; หินทราย - 2.10-2.40 g/cm3 ความหนาแน่นของพีทที่รดน้ำเนื่องจากความหนาแน่นของโครงกระดูกต่ำจะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.02 ถึง 1.10 กรัม/ซม. 3

ค่าความหนาแน่นของดินขึ้นอยู่กับองค์ประกอบของแร่ธาตุ ความชื้น และลักษณะขององค์ประกอบ (ความพรุน): เมื่อปริมาณแร่ธาตุหนักเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของดินก็เพิ่มขึ้น และด้วยการเพิ่มขึ้นของเนื้อหาของสารอินทรีย์ ลดลง; เมื่อความชื้นเพิ่มขึ้นความหนาแน่นของดินจะเพิ่มขึ้น: สำหรับความพรุนที่กำหนดนั้นจะสูงสุดหากรูขุมขนเต็มไปด้วยน้ำ เมื่อความพรุนเพิ่มขึ้น ความหนาแน่นของดินก็ลดลง

ความหนาแน่นของส่วนสำคัญของหินตะกอนขึ้นอยู่กับระดับความพรุนและความชื้นที่มากขึ้น และองค์ประกอบแร่ในระดับที่น้อยกว่ามาก ซึ่งอธิบายได้จากการเปลี่ยนแปลงที่หลากหลายของความพรุน (ความชื้นและความอิ่มตัวของก๊าซ) ของหินเหล่านี้ ความแตกต่างอย่างมากในความหนาแน่นของส่วนประกอบที่เป็นของแข็ง ของเหลว และก๊าซ และความหนาแน่นที่ค่อนข้างคงที่ของแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหินที่พบมากที่สุด ความหนาแน่นของดินของหินอัคนี หินแปร และส่วนใหญ่ หินเคมีเจนิกถูกกำหนดโดยองค์ประกอบแร่เป็นหลัก เนื่องจากความพรุนของหินเหล่านี้มักจะไม่มีนัยสำคัญ

ความหนาแน่นของอนุภาคดินแข็ง ปล. g/cm3 หรือ kg/m3 หมายถึงมวลของส่วนประกอบที่เป็นของแข็ง (แทนด้วยแร่ธาตุหรือส่วนประกอบอินทรีย์) ต่อหน่วยปริมาตรของดิน แทนด้วยส่วนประกอบที่เป็นของแข็งเท่านั้น:

ขนาด ความหนาแน่นของอนุภาคดินถูกกำหนดโดยองค์ประกอบของแร่ธาตุ การมีอยู่ของสารอินทรีย์และแร่ธาตุอินทรีย์ และแสดงถึงความหนาแน่นเฉลี่ยถ่วงน้ำหนักของส่วนประกอบของดินเหล่านี้ในกรณีที่ไม่มีช่องว่างและความชื้น

การหาความหนาแน่นของอนุภาคดินแข็งโดยใช้วิธีพิคโนเมตริก - ตัวอย่างดินในสภาวะแห้งด้วยลมจะถูกบดด้วยปูนพอร์ซเลน โดยนำตัวอย่างโดยเฉลี่ยที่มีน้ำหนัก 100...200 กรัมมาแบ่งเป็นสี่ส่วนแล้วร่อนผ่านตะแกรงที่มีตาข่ายหมายเลข 2 ส่วนที่เหลือบนตะแกรงจะถูกบดใน ครกและร่อนผ่านตะแกรงเดียวกัน จากตัวอย่างค่าเฉลี่ยแบบผสม ให้เก็บตัวอย่างดินในอัตรา 15 กรัมต่อความจุพิคโนมิเตอร์ทุกๆ 100 มิลลิลิตร แล้วทำให้แห้งด้วยน้ำหนักคงที่ ดินพรุหรือพีทส่วนที่ชั่งน้ำหนักแล้วควรนำมาจากตัวอย่างโดยเฉลี่ยในอัตรา 5 กรัมของดินแห้งต่อทุกๆ 100 มิลลิลิตรของความจุพิคโนมิเตอร์ ซึ่งในกรณีนี้ควรมีอย่างน้อย 200 มิลลิลิตร อนุญาตให้ใช้ดินในสภาวะอากาศแห้งโดยพิจารณาความชื้นในการดูดความชื้น

ชั่งน้ำหนักพิคโนมิเตอร์ที่เติมน้ำกลั่น 1/3 ลงไป จากนั้นเทตัวอย่างดินแห้งผ่านช่องทางชั่งน้ำหนักอีกครั้งเขย่าและต้มในอ่างทราย ระยะเวลาของการเดือดแบบเงียบ ๆ (จากช่วงเวลาที่เริ่มเดือด) ควรเป็น: สำหรับทรายและดินร่วนปนทราย - 0.5 ชั่วโมงสำหรับดินร่วนและดินเหนียว - 1 ชั่วโมง หลังจากเดือด ควรทำให้พิคโนมิเตอร์เย็นลงจนถึงอุณหภูมิห้องและเติมน้ำกลั่นลงไป เครื่องหมายวัดที่คอเพื่อให้วงเดือนด้านล่างชิดกัน พิคโนมิเตอร์ถูกเช็ดออกด้านนอกและชั่งน้ำหนัก จากนั้นเทเนื้อหาของ pycnometer เทน้ำกลั่นลงไป เก็บไว้ในอ่างน้ำที่อุณหภูมิเดียวกันแล้วชั่งน้ำหนัก

ความหนาแน่นของอนุภาคดิน />„ g/cm คำนวณโดยใช้สูตร

โดยที่ mo คือมวลของดินแห้ง g; m1 คือมวลของพิคโนมิเตอร์ที่มีน้ำและดินหลังจากต้มที่อุณหภูมิทดสอบ g; ตร.ม- มวลของพิคโนมิเตอร์กับน้ำที่อุณหภูมิเดียวกัน g; rn,- ความหนาแน่นของน้ำที่อุณหภูมิเดียวกัน g/cm3

กรณีใช้ดินในสภาวะอากาศแห้ง ให้คำนวณ w 0 โดยใช้สูตร

ที่ไหน ม- มวลของตัวอย่างดินที่อากาศแห้ง g; ร- ความชื้นในดินดูดความชื้น, %

เมื่อพิจารณาค่า p ดิน ควรคำนึงถึง: ความเป็นไปได้ของการละลายของเกลืออย่างง่ายในระหว่างกระบวนการกำหนด ซึ่งส่งผลให้ค่าประมาณต่ำไป ปลเพื่อหลีกเลี่ยงสิ่งนี้เมื่อพิจารณาความถ่วงจำเพาะของดินเค็มน้ำจะถูกแทนที่ด้วยของเหลวที่เป็นกลาง (น้ำมันก๊าด, น้ำมันเบนซิน, โทลูอีน ฯลฯ ) ความเป็นไปได้ของการบีบอัดชั้นน้ำรอบอนุภาคดินคอลลอยด์ที่รุนแรงซึ่งเกิดจากแรงดึงดูดของโมเลกุลส่งผลให้ค่าที่ประเมินไว้สูงเกินไป เพื่อป้องกันสิ่งนี้ ควรใช้ของเหลวที่มีแรงตึงผิวต่ำ (โทลูอีน ไซลีน ฯลฯ) ความเป็นไปได้ที่จะกำจัดอากาศที่ถูกดูดซับบนพื้นผิวของอนุภาคไม่สมบูรณ์ ส่งผลให้ค่าประมาณต่ำไป

ตามความหนาแน่นของแร่ธาตุที่ก่อตัวเป็นหินที่พบมากที่สุด ความหนาแน่นของอนุภาคของแข็งในดินส่วนใหญ่จะแตกต่างกันไปตั้งแต่ 2.50 ถึง 2.80 กรัม/ซม.3 มันจะเพิ่มขึ้นตามปริมาณแร่ธาตุหนักในดินที่เพิ่มขึ้น ดังนั้นหินพื้นฐานและหินอัลตราเบสิกจึงมีความหนาแน่นสูงกว่าหินที่เป็นกรด (เช่น หินแกรนิต 2.63...2.75 กรัม/ซม.3) สูงกว่าหินที่เป็นกรดอย่างมีนัยสำคัญ (เช่น หินแกรนิต 2.63...2.75 กรัม/ซม.3 ) ปกติ 2.65...2.67 กรัม/ซม. 3) ในตาราง ตารางที่ 4.6 แสดงค่าโดยประมาณของความหนาแน่นของอนุภาคของดินที่กระจัดกระจายซึ่งไม่มีเกลือที่ละลายน้ำได้และสารอินทรีย์ โดยปกติแล้วค่าเฉลี่ยที่ระบุมักจะใช้ในกรณีที่ไม่มีการกำหนดความหนาแน่นของอนุภาคของแข็งโดยตรงเพื่อคำนวณชุดตัวบ่งชี้คุณสมบัติของดินโดยเฉพาะความพรุนและค่าสัมประสิทธิ์ความพรุน

ตารางที่ 4.6

ค่าความหนาแน่นของอนุภาคของดินที่กระจัดกระจาย

การปรากฏตัวของอินทรียวัตถุจะช่วยลดความหนาแน่นของอนุภาคดินแข็งได้อย่างมากเนื่องจากความหนาแน่นของพวกมันต่ำเมื่อเทียบกับส่วนประกอบของแร่ นั่นคือเหตุผลว่าทำไมความหนาแน่นของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งของพีท ดินที่ปกคลุมไปด้วยพีท และดินจึงต่ำกว่ามากเมื่อเทียบกับดินแร่

โดยพีท ปลแตกต่างกันไปตั้งแต่ 1.20 ถึง 1.89 g/cm3 สำหรับพีทเถ้าปกติ - สูงถึง 1.84 g/cm3 สำหรับดินพรุ - สูงถึง 2.08 g/cm3 ค่าต่างๆ เป็นเรื่องปกติมากขึ้น หน้า 3ในช่วงตั้งแต่ 1.4 ถึง 1.6 g/cm" โดยถือว่า 1.5 g/cm" ในการคำนวณ ค่าต่ำสุดของตัวบ่งชี้ที่มีค่าปริมาณเถ้าที่คล้ายกันจะถูกบันทึกไว้สำหรับพีทของกลุ่มไม้และพีท มีซากไม้มากที่สุดอยู่ในพรุของกลุ่มตะไคร่น้ำ

เนื่องจากความซับซ้อนในการพิจารณา จึงสามารถคำนวณความหนาแน่นของอนุภาคพีทได้โดยใช้สูตร

โดยคำนึงถึงความหนาแน่นของอนุภาคอินทรีย์ ปล op G = 1.5 g/cm 3 ความหนาแน่นเฉลี่ยของอนุภาคแร่ r ใน * w= 2.65 g/cm 3 ดังนั้นสูตรจะลดความซับซ้อน:

ตารางที่ 4.7

การวัดความหนาแน่นมาตรฐานสำหรับอนุภาคของดินเค็ม

ความหนาแน่นของโครงกระดูกดิน พี ดี , g/cm3 หรือ kg/m3 คือมวลของส่วนประกอบที่เป็นของแข็งต่อหน่วยปริมาตรของดิน ที่ทำให้แห้งที่อุณหภูมิ 105 °C โดยมีโครงสร้างตามธรรมชาติ (ไม่ถูกรบกวน):

ค่าความหนาแน่นของโครงกระดูกดินใช้ในการคำนวณความพรุน ค่าสัมประสิทธิ์ความพรุน และเพื่อระบุระดับการบดอัดของดินเหนียวในโครงสร้างคันดิน

ความหนาแน่นของโครงกระดูกดินถูกกำหนดโดยการทดลองหรือบ่อยกว่านั้นคำนวณจากค่าความหนาแน่นของดิน (พี)และความชื้น (u-) ตามสูตร:

โดยความหนาแน่นของโครงกระดูก พีดีดินทั้งหมดแบ่งออกเป็นพันธุ์ (ตารางที่ 2.2)

ข้าว. 4.11. แบบจำลองในอุดมคติสำหรับการวางอนุภาคของดินทรายที่หลวมและหนาแน่น

ระดับความหนาแน่นของดิน รหัส-เมื่อสร้างเขื่อน เขื่อน เขื่อนดิน และโครงสร้างดินขนาดใหญ่อื่น ๆ จำเป็นต้องทราบความหนาแน่นของดินที่มีองค์ประกอบหลวมและหนาแน่น ดินทรายอาจแตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญตามระดับความหนาแน่นหรือลักษณะขององค์ประกอบ ตัวอย่างเช่น ขึ้นอยู่กับลักษณะของการบรรจุลูกบอลที่มีขนาดเท่ากัน ความพรุนของระบบอาจแตกต่างกันไปจาก 47.64% โดยการบรรจุเป็นลูกบาศก์หลวมที่สุดถึง 25.95% โดยมีการบรรจุแบบจัตุรมุขที่มีความหนาแน่นมากที่สุด (รูปที่ 4.11) ในดินทรายและดินปนทรายจริง เนื่องจากขนาดของอนุภาคที่แตกต่างกัน ความพรุนจึงแตกต่างกันไปในช่วงที่กว้างกว่า - ตั้งแต่ 8... 10 ถึง 80%

สำหรับดินทรายซึ่งไม่สามารถระบุความหนาแน่นของโครงกระดูกด้วยโครงสร้างตามธรรมชาติได้จริงเสมอไป การตรวจวัดมักจะดำเนินการกับตัวอย่างที่แห้งด้วยอากาศซึ่งมีองค์ประกอบที่ถูกรบกวนในสองสถานะ: หลวมมากและหนาแน่นมาก

จะใช้เพื่อหาปริมาณความหนาแน่นขององค์ประกอบทราย ตัวบ่งชี้ความหนาแน่นสัมพัทธ์หรือระดับความหนาแน่น (รหัส)กำหนดโดยสูตร

ที่ไหน จ- ค่าสัมประสิทธิ์ความพรุนสำหรับองค์ประกอบตามธรรมชาติหรือประดิษฐ์ emax คือค่าสัมประสิทธิ์ความพรุนในโครงสร้างที่มีความหนาแน่นสูง e min - ค่าสัมประสิทธิ์ความพรุนในองค์ประกอบที่หลวมมาก

ที่จะนับ ฉันดีจำเป็นต้องมีข้อมูลเกี่ยวกับผลลัพธ์ของการกำหนดค่าภาคสนาม จและสำหรับดินนี้ ให้หาค่า emax และ e min ในสภาวะห้องปฏิบัติการ ในการค้นหา e นาที โดยปกติแล้วดินที่ร่วนจะถูกเทลงในภาชนะสำหรับตรวจวัด และเพื่อหาค่า emax จะมีการใช้วิธีการบดอัดดินแบบไดนามิกในภาชนะสำหรับตรวจวัด

แต่ระดับความหนาแน่น บัตรประจำตัวประชาชนทรายแบ่งตามตาราง 2.3. ที่ //> = 0 ดินอยู่ในสถานะหลวมที่สุด และเมื่อ บัตรประจำตัวประชาชน= ดิน 1 ดินมีองค์ประกอบหนาแน่นที่สุด

ดินที่มีส่วนประกอบของเกรนต่างกันจะมีค่า emax และ e min ที่แตกต่างกันอย่างมีนัยสำคัญ และเมื่อค่าความหยาบเพิ่มขึ้นก็จะลดลง ค่าจำกัดของค่าสัมประสิทธิ์ความพรุน nt จะได้รับอิทธิพลน้อยกว่าจากรูปร่างของอนุภาค เมื่อความกลมและทรงกลมเพิ่มขึ้น พวกมันจะลดลง ดังนั้นโดยใช้ค่าความหนาแน่นสัมพัทธ์เป็นลักษณะของความหนาแน่นที่เติม บัตรประจำตัวโดยคำนึงถึงทั้งองค์ประกอบของเกรนและรูปร่างของอนุภาค ทำให้เป็นเกณฑ์วัตถุประสงค์สูงสุดของความหนาแน่นรวม

เพื่อกำหนดลักษณะของดินอัดแน่นให้ใช้ วิธีการหาความหนาแน่นสูงสุดซึ่งประกอบด้วยการสร้างการพึ่งพาความหนาแน่นของโครงกระดูกดินกับปริมาณความชื้นของมันเมื่อทำการอัดตัวอย่างด้วยค่าใช้จ่ายคงที่ในการทำงานสำหรับการบดอัดและในการพิจารณาจากการพึ่งพานี้ค่าสูงสุดของความหนาแน่นของโครงกระดูกดิน (รอมห์).ความชื้นที่ทำให้โครงกระดูกดินมีความหนาแน่นสูงสุดคือ ความชื้นที่เหมาะสม ว้าว

วิธีการทางห้องปฏิบัติการเพื่อกำหนดความหนาแน่นสูงสุด (วิธีการบดอัดมาตรฐาน) ประกอบด้วยการสร้างการพึ่งพาความหนาแน่นของดินแห้งกับปริมาณความชื้นเมื่อทำการบดอัดตัวอย่างดินด้วยงานบดอัดคงที่และความชื้นในดินเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่อง

การติดตั้ง (รูปที่ 4.12) สำหรับการทดสอบดินโดยใช้วิธีการบดอัดมาตรฐานควรรวมถึง: อุปกรณ์สำหรับการบดอัดดินด้วยเครื่องจักรหรือแบบแมนนวลโดยมีน้ำหนักตกจากความสูงคงที่ แบบฟอร์มตัวอย่างดิน การออกแบบอุปกรณ์บดอัดดินต้องให้แน่ใจว่าน้ำหนักบรรทุก (2500 ± 25) กรัมตกลงไปตามแกนนำจากความสูงคงที่ (300 ± 3) มม. ต่อเส้นผ่านศูนย์กลางทั่งตีเหล็ก (99.8 ± 0.2) มม. อัตราส่วนของมวลของน้ำหนักต่อมวลของแกนนำพร้อมทั่งตีเหล็กไม่ควรเกิน 1.5 ที่ วิธียานยนต์ซีลอุปกรณ์ต้องมีกลไกในการยกของให้สูงคงที่และตัวนับแรงกระแทก การติดตั้งจะต้องวางบนพื้นแนวนอนแข็ง (คอนกรีตหรือโลหะ) ที่มีน้ำหนักอย่างน้อย 50 กก. ความเบี่ยงเบนของพื้นผิวจากแนวนอนไม่ควรเกิน 2 มม./ม.

แม่พิมพ์สำหรับตัวอย่างดินควรประกอบด้วยชิ้นส่วนทรงกระบอก ถาด แหวนหนีบ และหัวฉีด ส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ควรมีความสูง (127.4 ± 0.2) มม. และเส้นผ่านศูนย์กลางภายใน (100.0 + 0.3) มม. ความต้านทานแรงดึงของโลหะของส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ต้องมีอย่างน้อย 400 MPa ส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์อาจเป็นของแข็งหรือประกอบด้วยสองส่วนที่ถอดออกได้

ในการทดสอบดินโดยใช้วิธีการบดอัดมาตรฐาน จะใช้ตัวอย่างดินที่มีองค์ประกอบที่ถูกรบกวน โดยเลือกจากการทำงานของเหมือง (หลุม หลุม หลุมเจาะ ฯลฯ) หินโผล่หรือเทือกเขาที่เก็บไว้

มวลของตัวอย่างดินที่มีองค์ประกอบที่ถูกรบกวนและความชื้นตามธรรมชาติที่จำเป็นสำหรับการเตรียมตัวอย่างดินจะต้องมีอย่างน้อย 10 กก. หากมีอนุภาคขนาดใหญ่กว่า 10 มม. ในดิน และอย่างน้อย 6 กก. หากไม่มีอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 มม. . ตัวอย่างดินที่มีองค์ประกอบรบกวนที่ส่งไปทดสอบจะถูกทำให้แห้งที่อุณหภูมิห้องหรือในเตาอบจนแห้งด้วยอากาศ การอบแห้งดินแร่ที่ไม่เหนียวเหนอะหนะในเตาอบแห้งสามารถทำได้ที่อุณหภูมิไม่เกิน 100 °C แบบเหนียว - ไม่เกิน 60 °C ในระหว่างกระบวนการทำให้แห้ง ดินจะถูกกวนเป็นระยะ มวลรวมของดินจะถูกบด (โดยไม่บดอนุภาคขนาดใหญ่) ในอุปกรณ์บดหรือในปูนพอร์ซเลน

ข้าว. 4.12. อุปกรณ์สำหรับการบดอัดดินมาตรฐาน: a - อุปกรณ์จาก NPO Geotek LLC (140]); b - อุปกรณ์ Soyuzdornia (มีแว่นตาสองใบ) c - แผนภาพของอุปกรณ์ Soyuzdorniy f28f: I - พาเลท; 2 - กระบอกสูบแยกส่วนความจุ 1,000 ซม.*:

3 แหวน; 4 หัวฉีด; 5 ทั่ง: 6 น้ำหนัก 2.5 กก. 7 แกนนำ; 8 - วงแหวนจำกัด; 9 - สกรูยึด

ชั่งน้ำหนักดินและร่อนผ่านตะแกรงที่มีรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. และ 10 มม. ในกรณีนี้มวลดินทั้งหมดจะต้องผ่านตะแกรงที่มีรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 20 มม. จากนั้นจึงชั่งน้ำหนักอนุภาคขนาดใหญ่ที่กรองออกแล้ว หากมวลของอนุภาคดินที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 มม. คือ 5% ขึ้นไป การทดสอบเพิ่มเติมจะดำเนินการโดยใช้ตัวอย่างดินที่ผ่านตะแกรงขนาด 10 มม. หากมวลของอนุภาคดินที่มีขนาดใหญ่กว่า 10 มม. น้อยกว่า 5% ให้กรองดินเพิ่มเติมผ่านตะแกรงที่มีรูขนาดเส้นผ่านศูนย์กลาง 5 มม. และกำหนดปริมาณของอนุภาคที่มีขนาดใหญ่กว่า 5 มม. ในกรณีนี้ จะทำการทดสอบเพิ่มเติมกับตัวอย่างดินที่ผ่านตะแกรงขนาด 5 มม.

ตัวอย่างจะถูกนำมาจากอนุภาคขนาดใหญ่ที่ผ่านการคัดกรองเพื่อตรวจสอบปริมาณความชื้นและความหนาแน่นเฉลี่ยของอนุภาคของแข็ง ตัวอย่างจะถูกเก็บจากดินที่ผ่านตะแกรงเพื่อตรวจสอบปริมาณความชื้นในการดูดความชื้น คำนวณเนื้อหาของอนุภาคขนาดใหญ่ในดิน ถึง, % โดยมีความแม่นยำ 0.1% ตามสูตร

(4.1)

ที่ไหน เอ็มทีเอ- มวลของอนุภาคขนาดใหญ่ที่ผ่านการคัดกรอง g; ว ก- ความชื้นของดินที่ร่อนในสภาวะอากาศแห้ง %; ที อาร์ -มวลของตัวอย่างดินในสภาวะอากาศแห้ง g; มัน. - ความชื้นของอนุภาคขนาดใหญ่ที่กรองแล้ว %

จากดินที่ร่อนแล้ว ให้เก็บตัวอย่างดินมาทดสอบโดยใช้วิธีควอเตอร์ริ่ง (/Ir") น้ำหนัก 2,500 กรัม อนุญาตให้ทำการทดสอบทั้งหมดโดยใช้ตัวอย่างที่เลือกเพียงตัวเดียวตัวอย่างที่เก็บมาจะถูกใส่ในถ้วยทดสอบโลหะ

ปริมาณน้ำ ถาม, g สำหรับความชื้นเพิ่มเติมของตัวอย่างที่เลือกกับปริมาณความชื้นของการทดสอบครั้งแรกให้คำนวณโดยใช้สูตร

(4.2)

ที่ไหน ม ร "- มวลของตัวอย่างที่ถ่าย, g; ว-ความชื้นในดินสำหรับการทดสอบครั้งแรก กำหนดตาม gab 4.8, - w g -ปริมาณความชื้นของดินที่ร่อนในสภาพแห้งด้วยอากาศ %

ตารางที่ 4.8

ค่าความชื้นในดินสำหรับการทดสอบครั้งแรก

ปริมาณน้ำที่คำนวณได้จะถูกใส่เข้าไปในตัวอย่างดินที่เลือกในหลายขั้นตอน โดยผสมดินด้วยไม้พายโลหะ จากนั้นตัวอย่างดินจะถูกถ่ายโอนจากถ้วยไปยังเครื่องดูดความชื้นหรือภาชนะที่ปิดสนิท และเก็บไว้ที่อุณหภูมิห้องเป็นเวลาอย่างน้อย 2 ชั่วโมง สำหรับดินที่ไม่เหนียวเหนอะหนะและอย่างน้อย 12 ชั่วโมงสำหรับดินเหนียว

ส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ (ชั่งน้ำหนักล่วงหน้า) วางอยู่บนพาเลทโดยไม่ต้องยึดด้วยสกรู มีการติดตั้งแหวนหนีบที่ด้านบนของส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ ส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์จะถูกยึดสลับกับ สกรูของพาเลทและวงแหวนและพื้นผิวด้านในถูกเช็ดด้วยปิโตรเลียมเจลทางเทคนิค วางแม่พิมพ์ที่ประกอบไว้บนแผ่นฐานและตรวจสอบความทนทานของแกนนำและส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์และ ฟรีวีลโหลดไปตามแกนนำ

การทดสอบดำเนินการโดยการเพิ่มความชื้นในดินของตัวอย่างทดสอบอย่างต่อเนื่อง ในระหว่างการทดสอบครั้งแรก ความชื้นในดินจะต้องสอดคล้องกับค่าที่ระบุในตาราง 4.11. ในการทดสอบครั้งต่อไป ควรเพิ่มความชื้นในดิน 1...2% สำหรับดินที่ไม่เหนียวเหนอะหนะ และ 2...3% สำหรับดินเหนียว

ปริมาณน้ำที่จะทำให้ตัวอย่างทดสอบชุ่มชื้นถูกกำหนดโดยสูตร (4.2) โดยถือเป็น ว กและ วความชื้นระหว่างการทดสอบครั้งก่อนและครั้งถัดไปตามลำดับ

ตัวอย่างดินได้รับการทดสอบตามลำดับต่อไปนี้: ตัวอย่างจะถูกถ่ายโอนจากเครื่องดูดความชื้นไปยังถ้วยโลหะและผสมให้เข้ากัน ชั้นดินหนา

โหลดขนาด 5...6 ซม. ลงในแบบฟอร์มตัวอย่างที่ประกอบขึ้น และพื้นผิวของมันถูกบดอัดเบา ๆ ด้วยมือ การบดอัดจะดำเนินการโดยรับน้ำหนัก 40 ครั้งจากความสูง 30 ซม. บนทั่งตีที่ยึดกับแกนนำ การดำเนินการที่คล้ายกันนี้เกิดขึ้นกับดินทั้งสามชั้นแต่ละชั้นที่ใส่ลงในแม่พิมพ์ตามลำดับ ก่อนที่จะโหลดชั้นที่สองและสาม พื้นผิวของชั้นที่บดอัดก่อนหน้านี้จะถูกคลายออกด้วยมีดให้มีความลึก 1... 2 มม. ก่อนที่จะวางชั้นที่สาม จะมีการติดตั้งหัวฉีดบนแม่พิมพ์ หลังจากบดอัดชั้นที่สามแล้ว ให้ถอดหัวฉีดออกและตัดส่วนที่ยื่นออกมาของดินฟลัชออกด้วยปลายของแม่พิมพ์ ความหนาของชั้นที่ยื่นออกมาของดินที่ตัดต้องไม่เกิน 10 มม. หากส่วนที่ยื่นออกมาของดินเกิน 10 มม. จำเป็นต้องทำการระเบิดเพิ่มเติมในอัตราหนึ่งครั้งต่อส่วนเกิน 2 มม.

รอยกดที่เกิดขึ้นหลังจากทำความสะอาดพื้นผิวของตัวอย่าง เนื่องจากการสูญเสียอนุภาคขนาดใหญ่ จะถูกเติมดินด้วยตนเองจากส่วนที่เหลือของตัวอย่างที่เลือกและปรับระดับด้วยมีด

ชั่งน้ำหนักส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ด้วยดินอัดแน่น (ไมล์)และคำนวณความหนาแน่นของดิน พี ( , g/cm 3 ตามสูตร

และที่ไหน ม.- มวลของส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ที่มีดินอัดแน่น g; ม. -มวลของส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ที่ไม่มีดิน, g; วี-ความจุแม่พิมพ์ ซม."

ตัวอย่างดินที่ถูกบดอัดจะถูกเอาออกจากส่วนทรงกระบอกของแม่พิมพ์ และนำตัวอย่างจากส่วนบน กลาง และล่างของตัวอย่างเพื่อตรวจสอบความชื้นในดิน ดินที่นำออกจากแม่พิมพ์จะถูกเติมลงในส่วนที่เหลือของตัวอย่างในถ้วย บดและผสม ขนาดของมวลรวมไม่ควรเกินขนาดอนุภาคที่ใหญ่ที่สุดของดินที่กำลังทดสอบ

หลังจากเติมน้ำแล้ว ให้ผสมดินให้ละเอียด คลุมด้วยผ้าชุบน้ำหมาดๆ ทิ้งไว้อย่างน้อย 15 นาทีสำหรับดินที่ไม่เหนียวเหนอะหนะ และอย่างน้อย 30 นาทีสำหรับดินเหนียว การทดสอบดินครั้งที่สองและครั้งต่อๆ ไปควรดำเนินการตามขั้นตอนที่ระบุไว้ข้างต้น

การทดสอบควรถือว่าสมบูรณ์เมื่อปริมาณความชื้นของตัวอย่างเพิ่มขึ้นในระหว่างการทดสอบสองครั้งถัดไป มีค่ามวลและความหนาแน่นของตัวอย่างดินบดอัดลดลงอย่างต่อเนื่องและเมื่อในระหว่าง ผลกระทบ น้ำถูกบีบออกหรือดินเหลวถูกปล่อยออกทางรอยต่อของเชื้อรา การบดอัดของดินที่เป็นเนื้อเดียวกันในองค์ประกอบแกรนูเมตริกและการระบายน้ำจะหยุดลงหลังจากมีน้ำปรากฏขึ้นในข้อต่อของแม่พิมพ์ โดยไม่คำนึงถึงจำนวนครั้งของการบดอัดในระหว่างการบดอัดตัวอย่าง

ขึ้นอยู่กับค่าความหนาแน่นและความชื้นของดินที่ได้รับจากการทดสอบต่อเนื่อง ค่าความหนาแน่นของดินแห้ง g/cm 3 คำนวณด้วยความแม่นยำ 0.01 g/cm 3 โดยใช้สูตร

ที่ไหน ปี่ -ความหนาแน่นของดิน g/cm "; wi - ความชื้นของดินในการทดสอบครั้งต่อไป %

ผลการทดสอบจะแสดงในรูปแบบของกราฟการพึ่งพาความหนาแน่นของดินแห้งต่อความชื้น (รูปที่ 4.13) การใช้จุดสูงสุดของกราฟสำหรับดินเหนียวจะพบค่าความหนาแน่นสูงสุดและค่าที่สอดคล้องกันของความชื้นที่เหมาะสมที่สุด

ข้าว. 4.13. กราฟสำหรับระบุความหนาแน่นสูงสุดและปริมาณความชื้นที่เหมาะสม: a) ดินเหนียว: b) ดินไม่เหนียวเหนอะหนะ

สำหรับดินที่ไม่เหนียวเหนอะหนะ กราฟการบดอัดมาตรฐานอาจไม่มีค่าสูงสุดที่เด่นชัดอย่างเห็นได้ชัด ในกรณีนี้ ค่าของความชื้นที่เหมาะสมจะอยู่ที่ 1.0... น้อยกว่าความชื้น 1.5% และ "„ ซึ่งน้ำถูกบีบออกมา ค่าของความหนาแน่นสูงสุดจะถูกนำมาตามลำดับที่สอดคล้องกัน ในกรณีนี้ กรณี 1.0% ใช้สำหรับกรวด ทรายหยาบ และขนาดกลาง 1.5% - สำหรับทรายละเอียดและมีฝุ่น

หากดินมีอนุภาคขนาดใหญ่ที่ถูกเอาออกจากตัวอย่างก่อนการทดสอบ ให้คำนึงถึงอิทธิพลขององค์ประกอบด้วย ปรับค่าที่กำหนดของความหนาแน่นสูงสุดของดินแห้งตามสูตร

โดยที่ p* คือความหนาแน่นของอนุภาคขนาดใหญ่ g/cm 3 ; ถึง- ปริมาณอนุภาคขนาดใหญ่ในดิน %

ค่าความชื้นในดินที่เหมาะสมที่สุด ว้าว,% กำหนดโดยสูตร

เพื่อควบคุมความถูกต้องของการทดสอบดินเหนียวให้สร้าง "แนวป้องกันอากาศเป็นศูนย์"แสดงให้เห็นการเปลี่ยนแปลงความหนาแน่นของดินแห้งจากความชื้นเมื่อรูพรุนด้วยน้ำจนเต็ม คู่ตัวเลข อาร์แอลและ วที่จะสร้าง "เส้นกั้นเขตอากาศเป็นศูนย์"ที่ความหนาแน่นของอนุภาคดิน หน้า 5กำหนดโดยระบุค่าความชื้นโดยใช้สูตร

โดยที่ p คือความหนาแน่นของอนุภาคในดิน g/cm; p และคือความหนาแน่นของน้ำ เท่ากับ 1 กรัม/ซม.

ส่วนด้านล่างของกราฟการบดอัดมาตรฐานไม่ควรตัดกัน "แนวป้องกันอากาศเป็นศูนย์"

จำนวนการทดสอบดินติดต่อกันที่มีความชื้นในดินเพิ่มขึ้นควรมีอย่างน้อย 5 ครั้งและเพียงพอที่จะระบุได้ ค่าสูงสุดความหนาแน่นของดินแห้งตามตารางการบดอัดมาตรฐาน ความคลาดเคลื่อนที่ยอมรับได้ระหว่างผลลัพธ์ของการพิจารณาแบบคู่ขนาน. ได้รับภายใต้เงื่อนไขการทำซ้ำไม่ควรเกิน 1.5% สำหรับค่าสูงสุดของความหนาแน่นของดินแห้ง และ -10% สำหรับความชื้นที่เหมาะสมที่สุด .

เพื่อตรวจสอบความหนาแน่นสูงสุดและความชื้นในดินที่เหมาะสม (ตามมาตรฐาน BS, ASTM และมาตรฐานต่างประเทศอื่นๆ) จะใช้วิธี Proctor และวิธีการ Modified Proctor ขั้นตอนการทดสอบโดยใช้วิธี Proctor และการประมวลผลคล้ายคลึงกับวิธีข้างต้น ข้อกำหนดสำหรับดินและอุปกรณ์ก็คล้ายกัน: เส้นผ่านศูนย์กลางของอนุภาคไม่เกิน 20 มม. น้ำหนักค้อนตามมาตรฐาน BS คือ 2.5 กก. (หรือ 4.5 กก.) ความสูงตก 300 มม. (หรือ 450 มม.) ตามมาตรฐาน ASTM น้ำหนักค้อนคือ 2.5 กก. (หรือ 4.5 กก.) ความสูงตกกระแทก 305 มม. (หรือ 457 มม.) ความแตกต่างระหว่างมาตรฐานของรัสเซียกับของต่างประเทศคือเส้นผ่านศูนย์กลางของค้อนในอุปกรณ์ต่างประเทศคือ 50 มม. ในขณะที่อุปกรณ์ในประเทศเส้นผ่านศูนย์กลางของค้อนจะสอดคล้องกับเส้นผ่านศูนย์กลางภายในของแก้ว 99.8 มม. ค้อนสำหรับการบดอัดดินแบบแมนนวลและแบบอัตโนมัติจาก ELE รวมถึงกราฟสำหรับกำหนดความหนาแน่นสูงสุดและความชื้นในดินที่เหมาะสมที่สุด ตามมาตรฐาน BS จะแสดงในรูป 4.14.

การนำค่าความหนาแน่นสูงสุดและปริมาณความชื้นที่เหมาะสมที่สุดสำหรับดินประเภทหลักที่กำหนดโดยวิธีการบดอัดมาตรฐานไปเป็นค่าที่ได้รับโดยวิธีของ Proctor นั้นจะดำเนินการโดยการคูณด้วยค่าสัมประสิทธิ์การเปลี่ยนแปลงที่กำหนดในตาราง 4.9.

ข้าว. 4.14. วิธีการคุมกำเนิด: - นายธงผู้ควบคุมการบดอัดดินด้วยตนเอง

6 - กลไกการบดอัดดินอัตโนมัติ ลงในกราฟเพื่อกำหนดความหนาแน่นสูงสุดและความชื้นในดินที่เหมาะสม (136)

ตารางที่ 4.9

ค่าสัมประสิทธิ์การลดความหนาแน่นสูงสุดและค่าความชื้นในดินที่เหมาะสมให้เป็นค่าที่ได้จากวิธี Proctor

	ประเภทของดิน
วิธีการทดสอบดิน					ดินร่วนและดินเหนียว
					Rgtx	W 0 ไพ พิตแม็กซ์
วิธีการมาตรฐานของพรอคเตอร์
วิธีการแก้ไข Proctor

ผลการทดสอบจะแสดงในรูปแบบของกราฟการพึ่งพาความหนาแน่นของดินแห้งต่อความชื้น (รูปที่ 4.14) ความชื้นที่เหมาะสมที่สุดจะถือเป็นความชื้นที่สอดคล้องกับความหนาแน่นสูงสุด