În lucrările de construcții legate de construcția de fundații în locurile cu un număr mare de debite de apă subterană, lutul este un material de construcție extrem de important. Acest tip de material este popular datorită proprietăților sale excelente de absorbție și reținere a apei. Chiar și atunci când este complet uscat, acest tip de sol continuă să rețină apa, transformând-o în cristale de gheață.
Loam are, de asemenea, porozitate ridicată, ceea ce îi conferă proprietatea la fel de importantă de a se extinde, mărind volumul solului. Prin urmare, este extrem de important să se determine mai mult sau mai puțin cu exactitate greutatea lutului înainte de a începe construcția.
Pentru a începe calculele corecte, este necesar să se determine ce înseamnă conceptul de greutate specifică. Greutatea specifică a argintului este raportul dintre greutatea particulelor solide și volumul lor ocupat. Deoarece lutul are porozitate ridicată, principalul factor care influențează greutatea specifică a acestui material va fi compoziția acestuia.
Tabel cu greutatea volumetrică a argintului de 1m3.
Din cele de mai sus rezultă că este imposibil să se efectueze un calcul corect și precis al unui astfel de parametru precum greutatea specifică a unui cub de argilă fără informațiile necesare. Cu toate acestea, valoarea medie este destul de simplu de calculat. Greutatea medie a lutului 1 m3 variază în general între 2580 și 2730 kg.
Pentru majoritatea lucrărilor de construcție, acest parametru este destul de suficient. Dar uneori este necesar un calcul mai precis. În aceste scopuri, mai jos este un tabel cu greutatea specifică a lutului:
| Compoziția de lut | Greutatea volumetrică a lutului | Densitate în vrac | Numărul de kilograme dintr-un cub |
| Plastic, moale fara impuritati | 1.70 | 1.5-1.6 | 1700 |
| Plastic, moale cu amestecuri de piatră zdrobită, deșeuri de construcții (până la 10%) și pietricele, precum și plastic, etanș fără impurități | 1.70 | 1700 | |
| Plastic, moale cu adaosuri de piatră zdrobită, deșeuri de construcții (mai mult de 10%) și pietricele, precum și plastic dur cu aditivi până la 10%, semi-dur și dur fără aditivi și cu aditivi până la 10% | 1.75 | 1750 | |
| Solide și semisolide cu un amestec de piatră spartă, deșeuri de construcții (mai mult de 10%), pietricele și pietriș | 1.95 | 1950 | |
| Regular cu porozitate 0,5 | 1.80-2.05 | 1800-2050 | |
| Regular cu porozitate 0,7 | 1.75-1.95 | 1750-1950 | |
| Regular cu porozitate 1.0 | 1.70-1.80 | 1700-1800 | |
| În vrac obișnuit | 1.40-1.70 | 1400-1700 | |
| Mediu obișnuit | 1.50-1.60 | 1500-1600 | |
| Obișnuit dens | 1.60-1.90 | 1600-1900 | |
| Greu obișnuit | 1.90-2.00 | 1900-2000 |
Ce vrem să învățăm astăzi? Cât cântărește 1 cub de pământ, greutatea a 1 m3 de pământ? Nicio problemă, puteți afla simultan numărul de kilograme sau numărul de tone, masa (greutatea unui metru cub, greutatea unui cub, greutatea unui metru cub, greutatea 1 m3) este indicată în Tabelul 1. Dacă cineva este interesat, puteți să treceți peste textul de mai jos și să citiți câteva explicații. Cum se măsoară cantitatea de substanță, material, lichid sau gaz de care avem nevoie? Cu excepția cazurilor în care este posibil să reducem calculul cantității necesare la numărarea mărfurilor, produselor, elementelor în bucăți (numărarea bucăților), este cel mai ușor pentru noi să determinăm cantitatea necesară în funcție de volum și greutate (masă). . În viața de zi cu zi, cea mai comună unitate de măsură a volumului pentru noi este 1 litru. Cu toate acestea, numărul de litri potrivit pentru calculele casnice nu este întotdeauna o modalitate aplicabilă de a determina volumul activităților comerciale. În plus, litrii în țara noastră nu au devenit o unitate de „producție” și comerț general acceptată pentru măsurarea volumului. Un metru cub, sau în versiunea sa prescurtată - un cub, s-a dovedit a fi o unitate de volum destul de convenabilă și populară pentru utilizare practică. Suntem obișnuiți să măsurăm aproape toate substanțele, lichidele, materialele și chiar gazele în metri cubi. Este chiar convenabil. La urma urmei, costurile, prețurile, tarifele, ratele de consum, tarifele, contractele de furnizare ale acestora sunt aproape întotdeauna legate de metri cubi (cubi) și mult mai rar de litri. Nu mai puțin importantă pentru activitățile practice este cunoașterea nu numai a volumului, ci și a greutății (masei) substanței care ocupă acest volum: în acest caz vorbim despre cât cântărește 1 metru cub (1 metru cub, 1 metru cub, 1 m3). Cunoașterea masei și volumului ne oferă o idee destul de completă a cantității. Vizitatorii site-ului, când întreabă cât cântărește 1 cub, indică adesea anumite unități de masă în care ar dori să afle răspunsul la întrebare. După cum am observat, cel mai adesea ei doresc să știe greutatea unui cub (1 metru cub, 1 metru cub, 1 m3) în kilograme (kg) sau tone (t). În esență, aveți nevoie de kg/m3 sau t/m3. Acestea sunt unități strâns legate care definesc cantitatea. În principiu, este posibilă o conversie independentă destul de simplă a greutății (masei) de la tone la kilograme și invers: de la kilograme la tone. Cu toate acestea, după cum a arătat practica, pentru majoritatea vizitatorilor site-ului ar fi o opțiune mai convenabilă afla imediat cate kilograme cantareste 1 cub (1 m3) de sol sau cate tone cantareste 1 cub (1 m3) de sol, fără a converti kilogramele în tone sau invers - numărul de tone în kilograme pe metru cub (un metru cub, un metru cub, un m3). Prin urmare, în Tabelul 1 am indicat cât cântărește 1 metru cub (1 metru cub, 1 metru cub) în kilograme (kg) și tone (t). Alegeți singur coloana din tabel de care aveți nevoie. Apropo, când întrebăm cât cântărește 1 metru cub (1 m3), ne referim la numărul de kilograme sau la numărul de tone. Totuși, din punct de vedere fizic, ne interesează densitatea sau greutatea specifică. Masa unei unități de volum sau cantitatea de substanță conținută într-o unitate de volum este densitatea în vrac sau greutatea specifică. În acest caz, densitatea în vrac și greutatea specifică a solului. Densitatea și greutatea specifică în fizică sunt de obicei măsurate nu în kg/m3 sau tone/m3, ci în grame pe centimetru cub: g/cm3. Prin urmare, în Tabelul 1, greutatea specifică și densitatea (sinonime) sunt indicate în grame pe centimetru cub (g/cm3)
Avand in vedere ca solul este un mediu dispersat complex format din particule solide minerale si spatiul porilor umpluti in termenii cei mai generali cu apa (fluidul porilor) si aer, conceptul de densitate ca marime fizica este de asemenea complex si devine definit doar daca este indicat precis despre densitatea cărora fazele solului se discută.
În continuare, experimentul este efectuat în modul obișnuit descris mai devreme. Pentru a determina volumul de sol curat, este necesar să se scadă volumul ocupat de parafină din volumul total găsit de sol cerat. Volumul parafinei este ușor de determinat prin cântărirea probei înainte și după epilare și luând în considerare greutatea specifică a parafinei în sine, de obicei apropiată de 9 kN/m 3.
Greutatea specifică a monoliților mari de soluri coezive este determinată cu suficientă precizie prin măsurarea directă a monolitului, căruia i s-a dat forma geometrică corectă, de exemplu, cilindrică, și cântărirea lui ulterioară. În practică, pentru a determina greutatea specifică a solului umed (și uscat), se folosește adesea un inel metalic cu o muchie ascuțită cu un diametru de până la 15 cm și o înălțime de până la 5... 10 cm. o probă, inelul este presat în sol. Volumul probei în acest caz este determinat de volumul intern al cilindrului.
Greutatea specifică a solurilor argiloase umede este de obicei de 19,5...21,0 kN/m3. Greutatea specifică a solurilor granulare uscate, necoezive variază de obicei între 15,8 și 16,5 kN/m3.
Volumul solurilor nisipoase necoezive este determinat în două stări: cel mai afânat și cel mai dens. Determinarea se realizează prin plasarea nisipului într-un recipient de măsurare, iar nisipurile sunt testate uscate sau sub apă. Slăbirea maximă necesară a nisipului se realizează prin turnarea cu atenție a acestuia într-un recipient, iar densitatea maximă se realizează prin strângerea cu grijă a acestuia până când masa este constantă sau prin așezarea recipientului cu nisip pe o masă vibrantă.
Performanța lucrărilor de excavare este foarte influențată de proprietățile fizice și mecanice ale solurilor: densitatea medie, umiditatea, puterea de aderență internă a particulelor, capacitatea de afânare. Se disting următoarele tipuri de soluri.
Nisipuri- un amestec liber de granule de cuarț și alte minerale cu dimensiunea particulelor de 0,25...2 mm, format ca urmare a intemperiilor rocilor.
lut nisipos- nisipuri cu un amestec de 5... 10% argila.
Pietriş- roci formate din boabe individuale laminate cu un diametru de 2...40 mm, uneori cu un amestec de particule de argilă.
Argile- roci formate din particule extrem de mici (sub 0,005 mm), cu un mic amestec de particule de nisip fin.
Loamuri- nisipuri ce contin 10...30% argila. Loamurile sunt împărțite în ușoare, medii și grele.
Pământuri asemănătoare loessului- conțin mai mult de 50% particule de praf cu un conținut scăzut de particule de argilă și var. În prezența apei, solurile asemănătoare loessului devin umede și își pierd stabilitatea.
Nisipuri mișcătoare- soluri nisipos-argiloase, foarte saturate cu apa.
Plantați soluri- diverse soluri cu un amestec de 1 ... 20% humus.
Solurile stâncoase- constau din roci dure.
Solurile sunt împărțite în categorii în funcție de dificultatea lor și de modul de dezvoltare a acestora (Tabelul 1).
În timpul dezvoltării, solul se afânează și crește în volum. Volumul terasamentului va fi mai mare decât volumul săpăturii din care a fost prelevat solul. Solul din terasament, sub influența propriei greutăți sau a impactului mecanic, este compactat treptat, prin urmare valorile procentului inițial de creștere a volumului (afânare) și procentul de afânare reziduală după tasarea solului sunt diferite. (Masa 2).
Tabelul 1. Categorii și metode de dezvoltare a solului
Categoria solului |
Tipuri de soluri |
Densitate, kg/m3 |
Metoda de dezvoltare |
|
Nisip, lut nisipos, pământ vegetal, turbă |
Manuale (lopeți), mașini |
||
|
Lut usor, loess, pietris, nisip cu piatra sparta, lut nisipos cu deseuri de constructii |
Manuale (lopeți, târăți), mașini |
||
|
Argilă uleioasă, argilă grea, pietriș grosier, pământ vegetal cu rădăcini, argilă cu piatră zdrobită sau pietricele |
Manuale (lopeți, târnăcopi, rangă), mașini |
||
|
Argilă grea, argilă uleioasă cu piatră zdrobită, argilă de șist |
Manual (lopeți, târnăcopi, range, pene și ciocane), mașini |
||
|
Loess întărit dens, resturi, roci de cretă, șisturi, tuf, calcar și rocă de coajă |
Manual (rangi și târăți, ciocane-pilot), exploziv |
||
|
Granite, calcare, gresii, bazalt, diabaze, conglomerat cu pietricele |
Exploziv |
Tabelul 2. Creșterea volumului solului în timpul afânării
Tabelul 3. Abruptitatea maximă a pantelor de șanțuri și gropi, grade.
Solurile |
Abruptul pantei la adâncimea de excavare, m |
||
1,5 |
3 |
5 |
|
|
În vrac |
|||
|
Nisip și pietriș ud |
|||
|
Argilos: |
|||
|
lut |
|||
|
Loess uscat |
|||
|
Morenă: |
|||
|
nisipos, lut nisipos |
|||
|
argilos |
|||
Când se dezvoltă și se așează solul afânat, săpăturile și terasamentele formează versanți naturali de abrupte diferită. Cea mai mare abruptă a pantelor de șanțuri și gropi construite fără elemente de fixare trebuie luată conform tabelului. 3. Prin asigurarea abruptului natural al versanților se asigură stabilitatea terasamentelor de pământ și a săpăturilor.
Gravitație specifică sol γ este greutatea unei unități de volum de sol cu structură netulburată și umiditate naturală. Greutatea specifică a solului este determinată prin metoda inelelor de tăiere. Greutatea specifică a solului este egală cu raportul dintre masa solului umiditatea naturală m la volumul său V, înmulțit cu accelerația gravitației g .
γ = ρ n g, (1.3.)
Unde ρ n- densitatea solului, ρ n = m/ V (1.4.)
Pentru fiecare tip de sol se efectuează cel puțin trei determinări echivalente ale greutății specifice. Valoarea standard a greutății specifice a solului este considerată ca fiind media aritmetică a rezultatelor determinărilor echivalente precise cu două zecimale. Un exemplu de determinare a greutății specifice a solului este dat în Tabelul 1.2.
Tabelul 1.2.
Determinarea greutății specifice a solului
|
Greutate, G |
Dimensiunile inelelor |
Densitatea solului ρ n =m/v, g/cm 3 |
Greutatea specifică a solului γ n =ρ n g, kN/m 3 |
||||||
|
sticla goala m 1 |
sticla cu Grunto m 2 |
sol, m=m 2 -m 1 | |||||||
|
din experienta | |||||||||
Umiditatea naturală solw este raportul dintre masa de apă conținută în sol și masa solului uscat (la masa constantă) la o temperatură de 100 - 105 ° C. După determinarea masei inițiale a solului m, sticla cu pământ se usucă într-un dulap de uscare până la pierderea aproape completă a umidității (Fig. 1.1.). În continuare, după răcirea într-un desicator, se determină masa de sol uscat m CuȘi w calculat prin formula:
w= m V /m Cu , (1. 5.)
Unde m V- masa de apa continuta in sol;
m Cu- masa scheletului solului.
Fig.1.1. Vedere generală a dulapurilor de uscare
Valoarea standard a umidității naturale a solului se consideră a fi media aritmetică a rezultatelor testelor (cel puțin trei), având o discrepanță de cel mult 0,02 g/cm 3 . Un exemplu de determinare a umidității naturale este dat în Tabelul 1.3.
Tabelul 1. 3.
Determinarea umidității naturale a solului
Determinarea limitelor plastice
Plasticitatea solului - Aceasta este capacitatea solului de a-și schimba forma, de a se deforma, sub influența influențelor externe fără formarea de fisuri și de a-și păstra forma adoptată după îndepărtarea sarcinii. Plasticitatea are limite: superioară - umiditatea la limita de randament w L, inferior – umiditatea la limita plasticității (rularea) w p .
Umiditatea la punctul de curgere w L este umiditatea la care „conul de echilibru” al lui Vasilyev este scufundat în sol pre-zdrobit, cernut și amestecat cu apă sub propria greutate în 5 secunde până la o adâncime de 10,0 mm (până la marcajul de pe con) (Fig. 1.2).
Orez. 1.2. Dispozitive pentru determinarea limitei de plasticitate: 1 – desicator, 2 – sticle, 3 – căni cu con și suport, 4 – cană cu nisip, 5 – scândură, 6 – conul lui Vasilyev.
Umiditatea la limita rulării w p Ei numesc umiditatea la care pământul pre-zdrobit, cernut și amestecat cu apă este rulat într-o frânghie, care, cu o grosime de 3 mm, se sfărâmă în bucăți de 3 - 5 mm lungime pe toată lungimea frânghiei.
Valori numerice w LȘi w p determinată prin formula (1.5) similar cu determinarea umidității naturale a solului.
Media aritmetică a rezultatelor determinărilor echivalente este luată ca valoare standard a limitelor de plasticitate. Un exemplu de determinare a limitelor plasticității în Tabelul 1.4.
