Визначення основних характеристик ґрунту земляного полотна

При аналізі ґрунтових умов необхідно визначити придатність грунту для зведення земляного полотна. Для проектування технологічних процесів зведення земляного полотна необхідно визначити і розрахувати параметри ґрунту.

Щільність часток ґрунту ( ) визначають пікнометричним методом, методом ХАДІ або для навчальних розрахунків приймаємо згідно з таблицею 2.1.

 

Таблиця 2.1 - Характеристики ґрунтів

Вид ґрунту Значення	Пісок	Супісок	Легкий суглинок	Важкий суглинок	Глина
Щільність часток, ρs	2,65	2,68	2,70	2,71	2,72
Об’єм повітря, Vo	0,08	0,06	0,05	0,04	0,04
Границя текучості, Wt	-	16-26	26-34	34-42	≥42
Число пластичності, Wп		1-7	7-17	≥17

 

Розрахувати щільність сухого ґрунту:

 

, (2.1)

 

 

де – щільність часток ґрунту згідно таблиці 2.1, г/см³;

V _о – об’єм повітря затисненого в порах ґрунту при природній

вологості згідно табл. 2.1;

W _Т – границя текучості ґрунту, %.

Визначити оптимальну вологість ґрунту:

 

, (2.2)

 

де a – коефіцієнт, який враховує гранулометричний склад

ґрунту і щільність його часток. Значення a для навчальних розрахунків приймати рівним 0,56.

Визначити максимальну стандартну щільність сухого ґрунту (г/см³):

, (2.3)

 

Визначити мінімальну потрібну щільність ґрунту (г/см³):

 

, (2.4)

 

де К _у – найменший нормативний коефіцієнт ущільнення ґрунтів земляного полотна, прийнятий згідно з табл. 6.8 [3] або табл. В.1 додаток В.

Визначити відносний коефіцієнт ущільнення ґрунту К_від згідно табл. В.2 додаток В. Визначити характерні вологості ґрунтів:

 

(2.5)

 

де , – коефіцієнти, які характеризують допустимий інтервал вологості, при якому можливе ущільнення W ₁– W ₂ взяти згідно табл. 6.5 [3] або табл. В.3 додаток В;

= 0,9 – коефіцієнт згідно з табл. 6.4 [3], при вологості ґрунту меншій за W ₃, передбачають заходи з полегшення його ущільнення (дозволоження, ущільнення більш тонкими шарами).

Визначити вологість ґрунту в період будівництва земляного полотна:

 

, (2.6)

 

де – коефіцієнт, що характеризує вологість ґрунту в період

польових обстежень у частинах від максимальної величини.

Значення для різних регіонів України наведені у табл. 2.2.

Визначити потрібну вологість ґрунту:

 

, (2.7)

 

де Т – час між зволоженням та ущільненням ґрунту (12 годин);

a ₁, a ₂ – коефіцієнти, які враховують вплив різновиду ґрунту, температури повітря та швидкості вітру, приймаються за графіками (рис. 2.2-2.3).

 

Таблиця 2.2 - Зміна коефіцієнта γ_niв річному циклі

Дорожньо- кліматич на зона	Величини по місяцях
III	IV	V	VI	VII	VIII	IX	X	ХІ
У-І	-	0,90	0,86	0,60	0,60	0,60	0,70	0,70	0,90
У-ІІ	-	0,90	0,65	0,55	0,53	0,55	0,65	0,75	0,90
У-Ш	0,85	0,70	0,60	0,55	0,50	0,55	0,62	0,65	0,80
У-IV	0,75	0,65	0,58	0,53	0,49	0,53	0,60	0,60	0,70

 

Характерні вологості у порядку зростання показані на рис. 2.1.

 

W_i W_i W_i

---------------I-----------------------I------------------------I-------

W₁ W₃ W₂

 

I II III

 

Рисунок 2.1 – Зони щодо визначення дій з ґрунтом

 

I зона – якщо (W _і< W ₃ або W₁), то треба розрахувати кількість води для дозволоження шарів ґрунту, що ущільнюються (л/м³) за формулою:

, (2.8)

 

II зона - при вологості в межах (W ₁ або W ₃< W _і< W ₂), грунт

допускається використовувати без спеціальних заходів для доущільнення.

III зона - якщо W _і > W ₂, то необхідно визначити час підсушування ґрунту (годин) за формулою:

 

, (2.9)

0 4 8 12 16 20 24 Т, ◦С

1 – пісок; 2 – супісок; 3 – суглинок; 4 – глина

Рисунок 2.2 –Залежність коефіцієнту a ₁ від виду ґрунту і температури повітря

a 2 0,16   0,12   0,08   0,04

 

0 2 4 6 8 10 12 V, м/с

1 – пісок; 2 – супісок; 3 – суглинок; 4 – глина

 

Рисунок 2.3–Залежність коефіцієнту a ₂ від виду ґрунту і швидкості повітря

Після уточнення змінного об’єму земляних робіт слід зробити перерахунок витрати води на цей об’єм. Результати розрахунків зводимо в таблицю 2.3.

 

Таблиця 2.3 - Необхідна кількість води для дозволоження

ґрунту Q_в, та часу просихання Т_п

 

Місяці

Середньо-місячна температура повітря, °С

Швид-кість вітру, V, м/сек

Коефіцієнти

Wі

Wпот

Wопт

W1

W2

W3

Qв, л/м3

Тп, год

а1

а2

одно значення