Уплотняемость и основные характеристики уплотненных грунтов

Уплотняемость грунтов определяется по методике стандартного уплотнения на метод лабораторного определения максимальной плотности. Уплотнение грунта по данному методу производится трамбованием при различной его влажности в приборе с объемом кольца около 1000 см3. Грунт уплотняют в три слоя с обеспечением 40 ударов груза массой 2,5 кг, сбрасываемого с высоты 30 см.

По результатам стандартного уплотнения строится график зависимости объемной массы скелета уплотненного грунта от влажности. С увеличением влажности объемная масса скелета грунта возрастает, при достижении некоторого максимального значения снижается.

Уплотняемость грунтов характеризуется максимальной плотностью уплотненного грунта и оптимальной влажностью. Максимальная плотность уплотненного грунта представляет собой наибольшее значение объемной массы скелета грунта, достигаемое при принятых режимах, методах и энергии уплотнения.

Оптимальной влажностью называют влажность, при которой достигается максимальная плотность уплотненного грунта и требуется наименьшая затрата работы для достижения максимальной плотности грунта при заданном режиме уплотнения.
Уплотнение грунтов производится до определенной степени плотности выражаемой через коэффициент уплотнения представляющий собой отношение заданного или фактически полученного значения объемной массы скелета уплотненного грунта  к его максимальному значению по стандартному уплотнению.

Каждому значению коэффициента уплотнения соответствует определенный диапазон допускаемого изменения влажности уплотняемого грунта, за который принимаются крайние значения влажности по кривой стандартного уплотнения.

При поверхностном уплотнении грунтов трамбованием максимальные напряжения от уплотняющего воздействия возникают на поверхности, а с глубиной уменьшаются. В соответствии с этим степень уплотнения и объемная масса скелета грунта по глубине уменьшается, и целесообразно выделять зону распространения и уплотненную зону грунта.

Уплотнение грунтов, как отмечалось выше, сопровождается повышением его степени плотности и соответствующим понижением уплотненной поверхности. Понижение уплотненной поверхности представляет собой разность отметок ее до и после уплотнения и определяется по результатам опытных работ.

Уплотнение грунтов происходит за счет накопления остаточных деформаций при циклических нагрузках и продолжается до определенного предела после передачи на грунт определенной работы. Дальнейшее увеличение работы без изменения режима уплотнения сопровождается в основном обратимыми деформациями, продавливанием уплотненной зоны без существенного повышения степени плотности грунта. Такое состояние грунта, при котором в процессе уплотнения практически не происходит повышение его степени плотности, называется уплотнением до отказа,  величина повышения объемной массы скелета грунта при единичном приложении нагрузки, выражаемая часто понижением уплотняемой поверхности от одного удара или прохода, называется отказом.

Исследования показывают, что уплотняемость грунтов зависит в основном от энергии уплотнения, вида уплотняющего воздействия, физико-механических характеристик грунтов и других факторов. С увеличением удельной энергии уплотнения максимальная объемная масса скелета уплотненного грунта  возрастает. Наибольшая уплотняемость грунтов достигается при ударной нагрузке. По эффективности воздействия на грунт и достижения заданного значения объемного веса скелета грунта ударная нагрузка по принятому методу стандартного уплотнения соответствует статической нагрузке 0,85—1,0 МПа.