Гидростатический метод контроля плотности и влажности грунтов

Гидростатический метод контроля плотности и влажности грунтов основан на том, что отобранный образец уплотненного грунта подвергают взвешиванию в воде. В СССР изготовляют соответствующий модернизированный прибор Н. П. Ковалева, основанный, как и хорошо известный его же прибор, на использовании закона Архимеда (рис. 16.10). Пользуясь прибором определяют: плотность влажного и сухого грунтов, естественную и оптимальную влажность с соответствующими значениями плотности, а также предел его текучести. По результатам испытания строят кривую зависимости плотности грунта от влажности.

Прибор состоит из поплавкового приспособления включающего корпус 7, к верхней крышке которого припаяна трубка 3 с четырьмя шкалами (рис. 16.11).

Рис. 16.10. Пробобратель для отбора образцов грунтов :
1 — шток; 2— сбрасываемая гиря; 3 — пятка штока; 4 — режущее кольцо-цилиндр; 5 — крышка режущего кольца — цилиндра; 6 — отверстие в крышке для нижнего конца штока

Рис. 16.11. Модернизированный плотномер-влагомер Н. П. Ковалева :
а — прибор; б — шкала для отсчетов (ρ — плотность влажных грунтов; рс — плотность сухого грунта; r — для гумусового грунта; n — для песчаного; г — для глинистого)

Одна шкала служит для определения плотности влажных грунтов изменяющейся в пределах 1,4— 2,2 г/см³ и три шкалы — для измерения плотности сухих гумусовых, песчаных и глинистых грунтов в предела; 1,2—2,2 г/см³. Сверху трубку закрывают крышкой 2, на которую при определении его плотности помещают пробу грунта 1. Внутрь трубки укладывают тарировочный груз 6. К низу корпуса поплавка с помощью трех стоек 8 прикреплен поддон 9 в виде массивного диска, обеспечивающего устойчивость поплавка в вертикальном положении. При определении плотности диск служит для установки сосуда 1. Для создания щели, через которую могли бы поступать вода в сосуд и выходить воздух, ко дну корпуса поплавка приварены три уголка 8.

Для отбора и уплотнения проб применяют режущий цилиндр 4 и ударник, состоящий из пятки 3, стержня 1 и гири 2. В пятке имеется отверстие 6, в которое вставляется стойка, по которой поднимают и опускают гирю (см. рис. 16.11).

Принцип определения плотности состоит в гидростатическом взвешивании пробы грунта в кольце путем ее размельчения в воде. Максимальную плотность и соответствующую оптимальную влажность можно определять и непосредственно в полевых условиях с отбором образцов. Точность определения степени уплотнения зависит от содержания в грунте песчаных зерен крупнее 2 мм. Но при отборе проб режущим кольцом все же нарушается сложение грунта, особенно песчаного, что тоже влияет на точность испытания. При использовании прибора в полевых условиях требуется вода, что относится к его недостаткам.