Степень уплотнения важна для обеспечения устойчивости и долговечности таких проектов. Уплотненный грунт снижает проницаемость почвы, ограничивая гидравлическую проводимость и эрозию. В результате целостность дорожного полотна (например) не будет так легко скомпрометирована потоком подземных вод и оседанием грунта.

Тест Проктора можно использовать для определения оптимального содержания влаги при уплотнении грунта, такого как основания дорог, фундаментные подушки и насыпи.

Необходимое оборудование для проведения теста на уплотнение грунта

Вы можете провести тест на уплотнение грунта по Проктору со следующим оборудованием:

• 4-дюймовая форма объемом 1/30 куб. -высокий съемный воротник и база
• Стандартный уплотняющий молот Proctor весом 5,5 фунтов, который может падать с высоты 12 дюймов
• Две банки с содержанием влаги
• Цифровые весы
• Распылитель
• Металлическая ложка
• Нож
• Стальная линейка
• Большая емкость для смешивания
• Градуированный цилиндр (250 мл)
• Экстрактор проб
• Контролируемая печь

Этапы проведения теста Проктора

В дополнение к правильному оборудованию важно соблюдать правильную процедуру тестирования при измерении плотности почвы. Вы можете увидеть тест в действии в этом видео из Университета Миссури.

Лабораторные испытания образцов почвы служат прогностическими моделями того, как почва будет вести себя в полевых условиях после уплотнения. Размер частиц может повлиять на тесты на уплотнение. Американское общество испытаний и материалов (ASTM) не проводит испытаний на плотность почвы, состоящей более чем на 30% из негабаритного заполнителя, а любые испытания, доступные в различных лабораториях, сложны и дороги в проведении. Негабаритные материалы классифицируются как все, что задерживается в сите 3/4 дюйма.

Ниже приведены стандартные методы испытаний для определения характеристик уплотнения почвы:

1. Взвесьте пустую форму

Начните с взвешивания пустой формы Проктора. Снимите воротник, прежде чем положить форму на весы, затем запишите пустой вес в листе данных. Затем отдельно взвесьте чашки с содержанием влаги и запишите их вес.

2. Запишите высоту и диаметр формы

С помощью штангенциркуля запишите размеры формы, чтобы определить объем. Сделайте три измерения диаметра через равные промежутки и усредните их вместе; затем сделайте то же самое с высотой, чтобы определить точное измерение.

3. Переместите почву в большую чашу для смешивания

Возьмите образец воздушно-сухой почвы, которую вы хотите измерить, и взвесьте примерно 2000 граммов (4,4 фунта) на весах.

4. Рассчитайте количество воды, которое нужно добавить в почву

Количество воды, которое вы должны добавить в почву, определяется с помощью следующего уравнения: Сначала вычтите начальное содержание влаги (вся вода, оставшаяся в высушенной на воздухе почве). ) от конечной влажности. Умножьте результат на вес грунта. Это даст вам вес воды.

Это можно выразить следующим образом:

Вес воды = вес почвы, или 2000 грамм x (конечное содержание влаги минус начальное содержание влаги). В одном примере конечное или целевое содержание влаги составляет 15%, а начальное содержание влаги составляет 2,5%.

В этом примере количество воды, необходимое для добавления в почву для теста, составляет 250 мл (где мл эквивалентно граммам).

5. Налейте воду в пульверизатор

Наберите воду из-под крана и отмерьте ее мерным цилиндром; как только вы получите нужное количество, вылейте содержимое в бутылку с распылителем.

6. Распылите воду на почву

Добавьте воду в почву из пульверизатора, перемешайте все содержимое в емкости для смешивания и регулярно перемешивайте почву, пока не получите однородную консистенцию и цвет всей пробы. Отложите образец на 15-30 минут.

7. Закрепите ошейник обратно на форме

Для подготовки к следующему этапу теста поместите ошейник обратно на форму Проктора и закрепите его.

8. Поместите часть почвы в пресс-форму

Используйте ложку, чтобы добавлять почву в форму, пока у вас не будет достаточно, чтобы при уплотнении она заполнила чуть более одной трети формы для уплотнения.

9. Установите форму на твердую поверхность

Выберите прочную поверхность, например, бетонный пол.

10. Используйте молоток Проктора для уплотнения формы

Вы должны равномерно распределять удары по поверхности почвы, чтобы обеспечить равномерное уплотнение всего образца почвы. Бросьте молоток Проктора на образец почвы 25 раз. 5,5-фунтовый молот Проктора, также известный как трамбовщик, устанавливается на высоту 12 дюймов для каждого удара. Этот процесс уплотнения уменьшает количество воздушных пустот в образце.

11. Разрыхлите поверхность образца

Отнесите уплотненную почву обратно на исходную рабочую зону и разрыхлите почву, используя ложку, чтобы сделать небольшие царапины на поверхности, готовясь к добавлению второго слоя почвы. Это обеспечит хорошее сцепление нового слоя с первым.

12. Добавьте еще грунта в верхнюю часть формы

Добавьте еще грунта из чаши для смешивания. На этот раз добавьте достаточно, чтобы общее количество заполнило чуть более двух третей высоты формы с прикрепленным воротником при уплотнении.

13.

Повторите шаги 9 и 10

Снова уплотните почву на твердой поверхности, используя молоток Проктора, как и раньше.

14. Снимите манжету

Вернувшись на свое основное рабочее место, поставьте форму на стол и снимите манжету. Почва должна заполнить всю форму и немного выступать за край.

15. Используйте линейку для обрезки излишков почвы

Используйте линейку для соскабливания излишков почвы, чтобы поверхность была на одном уровне с верхней частью обода. Вы можете увидеть некоторые пустоты на поверхности. Заполните их остатками материала из кастрюли и снова соскоблите.

16. Взвесьте форму без манжеты

Удалите все свободные частицы почвы, скопившиеся на основании, и взвесьте форму и почву без манжеты.

17. Извлеките образец из формы

Снимите основание формы и поместите форму, все еще содержащую почву, в экстрактор. Накачивая ручку экстрактора, вы сможете удалить почву из формы, не повредив образец.

18. Разрезать грунт ножом

Разделить образец ножом вдоль, а затем на кусочки, достаточно маленькие, чтобы поместиться в контейнерах для влаги.

19. Взвешивание кусочков почвы сверху и снизу

Удалите меньшие образцы сверху и снизу, поместите их во влагосборники и взвесьте. Использование этих конкретных участков образца поможет вам определить влажность.

20. Поместите банки в духовку на 24 часа.

Поместите банки в духовку и оставьте их там на 24 часа для просушки. Через 24 часа их можно снять и записать сухую массу почвы. Затем можно рассчитать вес сухой единицы и содержание влаги в образце.

Стандартный и модифицированный тест Проктора на уплотнение

Существует две версии теста Проктора: стандартный тест Проктора (ASTM D698/AASHTO T99) и так называемый модифицированный тест Проктора (ASTM D1557/AASHTO T180). , который был введен в 1950-х гг. В новом тесте учитывались достижения в области технологий с использованием тяжелой техники, такой как более крупные грузовики, более высокая интенсивность движения по шоссе и более крупные самолеты, которые могли производить более сильное уплотнение почвы.

Стандартный и модифицированный тесты Проктора проводятся аналогичным образом. Для модифицированного теста на уплотнение Проктора молот Проктора тяжелее — 10 фунтов вместо 5,5 фунтов — и падает с большей высоты — 18 дюймов вместо 12. Результатом будет более низкое оптимальное содержание влаги и более высокая максимальная плотность почвы.

В обоих тестах используется стандартная 4-дюймовая форма, но можно использовать и более крупную 6-дюймовую форму. Однако для этой более крупной формы количество ударов молотком увеличено с 25 до 56 (в некоторых вариантах теста используются три слоя грунта, а не два).0003

Стандартный тест Проктора дает уплотнение 12 400 фут-фунт-сила/фут3, а модифицированный тест дает уплотнение 56 000 фут-фунт-сила/фут3. Аббревиатура ft-lbf обозначает силу в футо-фунтах, также известную как количество энергии, необходимой для перемещения объекта весом один фунт на один фут в линейном направлении.

Оба теста все еще используются, и тот, который вы выберете, будет основан на спецификациях проекта и цели, для которой он будет использоваться.

Причины для проведения теста Проктора

Тест Проктора можно использовать для определения максимального уровня уплотнения по весу, которого может достичь почва при оптимальном содержании воды. Эта информация может быть использована при выполнении инженерно-геологических работ в таких проектах, как дорожное полотно и взлетно-посадочные полосы.

Тест Проктора может дать вам представление о максимальном весе, который данный тип почвы может уплотнить при определенном количестве воды. В определенный момент уплотнения вода начнет вытеснять частицы почвы, что даст вам понять, что вы превысили оптимальный уровень влажности (или оптимальный уровень содержания воды).

Точка на кривой до того, как это произойдет, является максимальным уплотнением почвы или максимальной плотностью в сухом состоянии.

Результаты испытаний

Повторение теста Проктора несколько раз позволит вам построить кривую уплотнения на основе результатов. Такая кривая отображает вес единицы сухого вещества по одной оси и содержание воды по другой, что позволяет определить максимальный вес единицы сухого вещества и оптимальное содержание воды для этого веса.

Удельный вес или плотность во влажном состоянии образца уплотненного грунта можно определить путем деления массы грунта, не включая форму, на объем формы. В свою очередь, вы можете узнать сухую плотность почвы в образце, разделив это число на процент влажности, деленное на 100, и прибавив 1.9.0003

Заключение

Достижение надлежащего уровня уплотнения имеет решающее значение для успеха несущего инженерного проекта. Различные типы почвы имеют разные оптимальные уровни влажности, поэтому важно заранее протестировать почву, характерную для вашего проектного участка.

Тест на уплотнение по Проктору дает вам возможность сделать это. Это удобный способ подготовиться к уплотнению и последующей укладке на микроуровне, прежде чем приступать к полномасштабному проекту.