Удельный вес грунта таблица: Удельный и объемный вес грунта: формула, средние значения

Удельный и объемный вес грунта: формула, средние значения

Skip to content

В строительстве часто используются такие математические модели, как удельный объемный вес грунта. Удельный вес — алгебраическое отношение веса почвосмеси, который был высушен при температурном значении в 100 градусов Цельсия до прекращения изменения массы, к объему. Объемный вес же — это весовое значение грунта в единице объема. Измеряются они в тоннах на кубический метр.

1.
От чего зависит вес грунта

2.
Формулы и методики расчета

3.
Средние значения для различных типов грунта

3.1.
Удельного веса

3.2.
Объемного веса

4.
Зачем нужно знать данные показатели

От чего зависит вес грунта

Для разнообразных целей реализуются различные характеристики массы земли. Среди них, например, можно выделить вес влажной почвы, грунта, находящегося под водой, сухой почвы и вес скелета. При этом существуют определенные факторы, которые влияют на числовое значение этих параметров.

Рассматриваемый становится тем больше, чем больше в почве содержится минералов, особенно тяжелых. Поэтому считается, что минеральный состав и примеси наибольшим образом влияют на значение.

Формулы и методики расчета

Существуют немало различных способов определения объемного, удельного весов. Для этого можно использовать математические формулы, а можно вспомогательные приборы.

Формула выбирается на основе того, насколько почва влажная. Поэтому можно выделить три способа расчета — для сухой почвы, для влажной, для той, что находится под водой.

Масса скелета почвы вычисляется по следующей формуле: О₁=У·(1-N)

где У — это удельный параметр, а N — значение пористости.

Для влажной почвы формула принимает вид:

О₂=О₁·(1+W),

где W — влажность по массе.

Значение почвы, находящейся под водой, применяется в расчете устойчивости оснований, откосов, в анализе суффозии и прочее.

При этом используется следующая формула:

О₃=О₁-М,

где М — объем воды, которая была вытеснена.

В вопросе определения второго параметра все несколько проще. Для этого нужно определить плотность анализируемой почвы, потому что:

γ=ρ·g,

где γ — удельный параметр, ρ — плотность земли, а g — ускорение свободного падения, которое численно равно 9,81 м/с².

Поэтому определение сводится к вычислению плотности почвы. Определить плотность можно двумя способами: с помощью прибора, математически. Плотность является отношением массы к объему. Поэтому если знать массу, объем исследуемой пробы почвы можно вычислить плотность.

Существует особый прибор — пикнометр, который выглядит как маленький сосуд из стекла с узким горлом и метками. Благодаря ему экспериментально устанавливают значения плотностей различных веществ и жидкостей.

Средние значения для различных типов грунта

Так как земли различных типов по большей части похожи по строению, эти параметры принимают близкие данные.

Удельного веса

Представим в табличном виде представленные данные об удельном параметре различных типов грунта.

Объемного веса

Общие средние значения по параметру можно представить в виде следующей таблицы.

Зачем нужно знать данные показатели

Данные показатели часто используются в строительстве. Они помогают определить прочность грунта, на который закладывается фундамент, и найти более подходящее расположение. Кроме того, эти числа дают возможность определить массу элементов строительства, зная только объем и выделенный параметр.

Понравилась ли Вам статья?

Нажмите на звездочку =)

Средний рейтинг 3.7 / 5. Голосов: 3

Стань первым! Голосов еще нет.

Нам очень жаль, что статья вам не понравилась!

Помогите нам улучшить контент!

Подскажите, пожалуйста, как мы можем ее улучшить?

Поиск

1.
От чего зависит вес грунта

2.
Формулы и методики расчета

3.
Средние значения для различных типов грунта

3. 1.
Удельного веса

3.2.
Объемного веса

4.
Зачем нужно знать данные показатели

&nbsp

Свежие записи

• Виды и область использования отстойников для воды
• Особенности ведения журнала движения отходов по Приказу 721
• Что такое ХПК сточных вод и для чего вычисляется этот показатель
• Что такое утилизационный сбор и кто его оплачивает
• Экологический мониторинг, определение, виды, методы проведения

Определение удельного веса грунта

Удельным
весом
грунта
γ
называется вес единицы объема грунта
ненарушенной структуры и естественной
влажности. Удельный вес грунта определяют
методом режущих колец. Удельный вес
грунта равен отношению массы грунта
природной
влажности m
к его объему V,
умноженному на ускорение свободного
падения g.

γ
=
ρ_n

g,
(1.3.)

где
ρ_n
—
плотность грунта,

ρ_n
=m/V
(1.4.)

Для
каждой разновидности грунта выполняют
не менее трех равноценных определений
удельного веса. За нормативное значение
удельного веса грунта принимают среднее
арифметическое из результатов равноценных
определений с точностью до двух знаков
после запятой. Пример определения
удельного веса грунта приведен в
табл.1.2.

Таблица
1.2.

Определение удельного веса грунта

Определение природной влажности грунта

Природной
влажностью

грунта w
называют отношение массы воды, содержащейся
в грунте, к массе грунта, высушенного
(до постоянной массы) при температуре
100 — 105° С. После определения начальной
массы грунта m,
бюкс с грунтом высушивают в сушильном
шкафу до практически полной потери
влажности (рис.1.1.). Далее, после охлаждения
в эксикаторе, определяют массу сухого
грунта m_с
и w
рассчитывают по формуле:

w
= m_в
/ m_с,
(1. 5.)

где
m_в
— масса воды, содержащейся в грунте;

m_с
—
масса скелета грунта.

Рис.1.1.
Общий вид сушильных шкафов

За
нормативное значение природной влажности
грунта принимают среднее арифметическое
значение результатов испытаний (не
менее трех), имеющих расхождение не
более 0,02 г/см³.
Пример определения природной влажности
приведен в табл.1.3.

Таблица
1. 3.

Определение природной влажности грунта

Определение пределов пластичности

Пластичность
грунта
— это
способность грунта изменять свою форму,
деформироваться,
под воздействием внешних воздействий
без образования трещин
и сохранять принятую форму после снятия
нагрузки. Пластичность имеет пределы:
верхний — влажность на границе текучести
w
_L,
нижний
– влажность на границе пластичности
(раскатывания) w_p.

Влажностью
на границе текучести

w
_L
называют влажность,
при которой в предварительно измельченный,
просеянный и затворенный водой грунт
«балансирный конус» Васильева погружается
под действием собственного веса за 5
секунд на глубину 10,0 мм
(до метки на конусе) (рис. 1.2).

1

2

4

2

3

6

5

Рис.
1.2. Приборы для определения предела
пластичности: 1
– эксикатор, 2 – бюксы, 3 – стаканчики
с конусом и подставкой, 4 – чашечка с
песком, 5 – дощечка, 6 – конус Васильева.

Влажностью
на границе раскатывания
w_p
называют влажность, при которой
предварительно измельченный, просеянный
и затворенный водой грунт раскатывается
в жгут, который
при толщине 3 мм крошиться на части
длиной 3 — 5 мм по всей его длине
жгута.

Численные
значения w
_L
и w
_p
определяют
по формуле (1.5) аналогично определению
природной
влажности грунта.

За
нормативное
значение пределов пластичности принимают
среднее арифметическое
из результатов равноценных определений.
Пример определения границ пластичности
в табл.1.4.

Таблица
1 .4.

Удельный вес почвы – Понимание методов ASTM / AASHTO

Важность удельного веса твердых частиц почвы

Удельный вес является фундаментальным свойством грунтов и других строительных материалов. Эта безразмерная единица представляет собой отношение плотности материала к плотности воды и используется для расчета плотности почвы, коэффициента пустотности, насыщенности и других свойств почвы. Приложения включают в себя проектирование фундаментов для сооружений, расчеты устойчивости грунтовых насыпей и оценки осадки инженерных грунтовых насыпей.

Определение удельного веса почвы

Традиционные методы определения удельного веса просты. Стандартные методы испытаний, описанные в руководстве по испытанию грунтов в лаборатории Инженерного корпуса армии США, и некоторые государственные DOT часто считаются подходящими для основных применений. Как и в случае с любым лабораторным тестом, эти методы требуют внимания к деталям, но их легко выполнить правильно и не требуется много специальных методов или оборудования.

ASTM D854 и аналогичный AASHTO T 100, Стандартные методы определения удельного веса твердых частиц почвы с помощью водного пикнометра ориентированы на проведение измерений с высокой степенью точности. Хотя требуемое оборудование не является сложным, процедуры обширны и дотошны, и выполнение теста по инструкции может быть проблемой. Практики должны знать о существенных различиях между методами испытаний. Надежные результаты испытаний зависят от строгого соблюдения изложенных методов и методов. В этом сообщении в блоге основное внимание будет уделено оборудованию и процедурам, используемым для выполнения метода ASTM/AASHTO.

Ресурс таблицы: aashtoresource.org

Лабораторное оборудование и аппаратура для измерения удельного веса

• Пикнометры: метод испытаний позволяет использовать мерную колбу или йодные колбы с пробкой. Обычно используются мерные колбы, но требуется тщательная доводка воды до калибровочной отметки. Пробка физически контролирует объем воды в закрытых колбах. Указана минимальная емкость 250 мл, иногда требуется колба емкостью 500 мл. Групповое изображение колб объемом 250 мл, 500 мл и (без названия) с пробками.
• Термометрическое устройство: термометр должен иметь точность показаний до 0,1°C с точностью ±0,5°C и быть стандартизированным для устройства, прослеживаемого NIST. Полнопогружные термометры не допускаются.
• Удаление захваченного воздуха: деаэрация воды и почвенной суспензии может осуществляться кипячением, применением частичного вакуума или обоими способами. Для нагрева пикнометра можно использовать нагревательную пластину или другое устройство. Для деаэрации необходим вакуумный насос или водяной аспиратор, создающий вакуум не менее 100 мм ртутного столба (приблизительно 26 дюймов) абсолютного давления. Цифровой манометр остаточного давления не является обязательным для контроля уровня вакуума.
• Эксикатор: эксикатор, оснащенный пластиной эксикатора и осушителем, необходим для охлаждения образца до комнатной температуры после сушки в печи.
• Изолированный контейнер: пикнометры должны храниться в изолированном контейнере для уравновешивания температуры во время калибровки и тестирования. Обычно достаточно пластикового или пенопластового контейнера, вмещающего от трех до шести пикнометров плюс контейнер с деаэрированной водой.
• Заправочная трубка для пикнометра: 9 шт.0021 при добавлении деаэрированной воды в пикнометр во время калибровки или тестирования важно избегать турбулентности или попадания воздуха в жидкость. Специальное устройство для наполнения пикнометра может быть изготовлено в соответствии с описанием в методе испытаний или иметь длину 1/4 дюйма внутреннего диаметра. прозрачная трубка, добавленная в промывочную бутыль, будет иметь тот же эффект.
• Блендер: смешивание почвы с водой в блендере или «другом подходящем устройстве» превращает образец в кашицу. Мы предлагаем мешалку для диспергирования почвы, обычно используемую для подготовки образцов почвы для ареометрического анализа. Для использования со смесителем доступен дисперсионный стакан без перегородок. Для заказа свяжитесь с нашим отделом обслуживания клиентов.
• Весы: Для этого испытания достаточно лабораторных весов, отвечающих требованиям ASTM D4753, грузоподъемностью не менее 1000 г и дискретностью 0,01 г.
• Сушильный шкаф: определение влажности и окончательное высушивание испытуемого раствора проводят в стандартном лабораторном сушильном шкафу, способном поддерживать постоянную температуру 110 ± 5°C.
• Тестовое сито: для этого метода тестирования требуются образцы с размерами частиц, прошедшими через сито ASTM E11 № 4 (4,75 мм).

Процедура определения удельного веса почвы

Калибровка пикнометра

Калибровка пикнометров является первым этапом метода ASTM/AASHTO. Этот процесс занимает много времени, но может выполняться на шести пикнометрах одновременно. Процедуру калибровки необходимо выполнить только один раз, если только масса пикнометра не отклоняется от калиброванного значения на 0,06 г или более.

Каждый шаг калибровки описан в методике испытаний, но вот основные моменты:

• Каждый чистый и сухой пикнометр взвешивают пять раз подряд. Стандартное отклонение усредненных весов не должно превышать 0,02 г.
• Пикнометры наполняют деаэрированной водой, помещают в изолированный контейнер и оставляют для достижения теплового равновесия не менее трех часов. Расположите контейнер рядом с весами, чтобы свести к минимуму манипуляции.
• По одному пикнометру вынимают из контейнера, держа его только за обод, и уровень воды доводят до калибровочной отметки.
• Если требуется дополнительная вода, она должна быть деаэрирована и термически уравновешена вместе с водой в пикнометре.
• Избыток воды можно удалить с помощью небольшой всасывающей трубки или бумажного полотенца.
• Измерьте и запишите массу каждого пикнометра с точностью до 0,01 г.
• Измерьте и запишите температуру в каждом пикнометре с точностью до 0,1°C.
• Повторите описанную выше процедуру пять раз для каждого пикнометра с трехчасовым периодом термического уравновешивания между каждым этапом.
• Рассчитайте и запишите калиброванный объем для каждого пикнометра.

Само собой разумеется, что вы должны тщательно следовать этим шагам, чтобы избежать их повторения!

Подготовка образца

Этот метод определения удельного веса применяется к грунтам, прошедшим через сито № 4 (4,75 мм). Для почв, содержащих более крупные частицы, ASTM C127 определяет удельный вес фракции, удерживаемой на тестовом сите № 4. Испытание может быть проведено либо на влажных, либо на высушенных в печи образцах, в зависимости от требуемого метода.

Метод А, влажная процедура, предпочтителен, а для некоторых высокопластичных, мелкозернистых или органических почв требуется. Точный размер испытуемого образца заранее не определен. Таблица в методе испытаний определяет диапазон рекомендуемой массы образца на основе классификации почв по ASTM D2487.

• Убедитесь, что пустой пикнометр находится в пределах 0,06 г калиброванной массы. Для метода А почву необходимо диспергировать, добавляя воду и перемешивая ее в суспензию с помощью блендера или аналогичного устройства.
• Суспензия переносится в пикнометр. В методе B для почв, высушенных в печи, сухой образец помещают непосредственно в пикнометр, добавляют воду, пикнометр взбалтывают до образования суспензии.
• Суспензия деаэрируется кипячением, применением вакуума или их комбинацией. Этот процесс может занять от одного до двух часов и требует частого или постоянного перемешивания в зависимости от метода. Механическая мешалка обеспечивает необходимый уровень перемешивания, устраняя необходимость постоянного внимания.
• Затем добавляется деаэрированная вода, чтобы приблизить уровень к конечному калиброванному объему.
• Пикнометр с подготовленным образцом помещают в изотермический контейнер на ночь и дают ему достичь теплового равновесия.

Измерение массы и температуры

Последним этапом проведения испытаний на удельный вес является определение массы и температуры суспензии.

• Пикнометр вынимают из контейнера, касаясь только обода, чтобы избежать нарушений теплового равновесия, и помещают на изолированный блок.
• Выполняется окончательная регулировка калиброванного уровня воды, и пикнометр взвешивается на лабораторных весах.
• Температура с точностью до 0,1°C регистрируется с помощью того же устройства, которое используется для калибровки пикнометра.

Расчет удельного веса почвы

Всю суспензию промывают в тарированном сосуде и сушат в печи для определения сухой массы твердых частиц почвы. Высушенный образец почвы можно охладить в эксикаторе, а затем взвесить с точностью до 0,01 г.

• Окончательный удельный вес рассчитывается по формулам удельного веса почвы в методе испытаний, а также по таблицам плотности воды и температурного коэффициента.
• Уравнения включают поправки, учитывающие значения удельного веса для фракции крупнее размера сита №4.

Мы надеемся, что это руководство по методу и оборудованию ASTM D854/AASHTO T 100 помогло вам понять разницу между этим и некоторыми другими используемыми методами испытаний. Посетите нашу страницу Оборудование для измерения удельного веса почвы, чтобы ознакомиться со всеми предложениями. Пожалуйста, свяжитесь с экспертами Gilson по тестированию, чтобы обсудить ваше приложение.

Удельный вес почвы | Удельный вес почвы

Содержание сообщения

Что такое

Удельный вес почвы

к весу из равного объема из дистиллированной воды .

Это важный параметр в механике грунтов для расчет отношения вес-объем .

Этот удельный вес, G” i s определяется как

Gs = удельный вес (или плотность) только образца почвы / удельный вес (или плотность) или воды

Общие значения для удельного веса для разных почв , приведенные в таблице . Этот метод из определения удельного веса почвы , приведенный здесь, применим для почв состоит из из частиц меньшего размера , чем 4,75 мм (сито № 4 США).

Общий диапазон удельного веса почвы для различных почв

Удельный вес почвы обычно варьируется от от 2,60 до 2,90 . Органическое вещество и пористые частицы могут иметь значения удельного веса ниже 2,0 и почва , которая имеет тяжелый вещества или частицы могут иметь значения выше 3,0.

9023
– 2,67

Подробнее: Испытание на содержание воды в почве – процедура, результат и отчет (1980)

Аппаратура

1. Флакон с удельным весом (500 мл).
2. Термометр с градуировкой по шкале O.soC
3. Весы чувствительные up to 0. 01 g
4. Distilled water
5. A vacuum pump or aspirator )
6. Evaporating dishes
7. Spatula
8. Plastic squeeze bottle
9. Drying oven

Оборудование для этого эксперимента показано на рис. 3-1.

Процедура определения удельного веса

Расчет удельного веса грунта

1. Хорошо очистите бутыль удельного веса и высушите ее.
2. Осторожно наполните бутылки деаэрированной дистиллированной водой до отметки 500 мл .
3. Определите вес бутылки и воды , наполненной до отметки 500 мл (W1).
4. Вставьте термометр в бутыль с водой и определите температура воды T = T1 ºC.
5. Засыпьте примерно 100 г сухой земли в чашу для выпаривания .
6. В случае связного грунта добавьте воду (деаэрированную и дистиллированную) в грунт и смешайте ее с формой в виде гладкой пасты . Держите его замоченным примерно 1 час хотя бы в чашке для выпаривания .
7. Теперь, Засыпьте эту почву (если она гранулированная) или почвенную пасту (если она когезивная) в бутылку с объемным удельным весом .
8. Добавьте дистиллированной воды в гравитационную бутыль , содержащую почву (или почвенную пасту), чтобы она наполнилась примерно на две трети .
9. Удалить избыток воздуха из водно-почвенной смеси . Это можно сделать следующим образом:
10. Аккуратно Кипячение Удельный вес Бутылка с смесь почва-вода примерно 15-20 минут . Сопровождайте кипячение непрерывным перемешиванием колбы . (В противном случае не используйте сильное пламя, почва может выкипеть.)
11. Второй вариант заключается в вакуумировании с помощью вакуумного насоса или аспиратора до тех пор, пока весь захваченный воздух не выйдет.
12. Это самый важный шаг для тестирования . Если это захваченный воздух не удален полностью это может привести к ошибке результата.
13. Доведите температуру смеси вода-почва в бутылке до комнатной температуры , т.е. )
14. Теперь налейте дистиллированную воду в бутыль до дна мениска касается отметки 500 мл. Кроме того, очистите верхнюю и боковую стороны бутылки и удалите лишнюю воду.
15. Найдите объединенный вес бутылки + почвы + воды как (W2).
16. В качестве меры предосторожности проверьте температуру почвы и воды в колбе , чтобы узнать, соответствует ли она T1± 1 ºC или нет.
17. Пустая почва и вода в чашке для выпаривания . Очистите бутыль так, чтобы на стороне не осталось частиц грязи .
18. Перенести выпарную посуду в печь на сушку на постоянный вес.
19. Определите массу сухого грунта в чашке для выпаривания (Ws).

Подробнее: 7 Испытание кирпича для определения качества кирпича

Формула удельного веса почвы

Удельный вес почвы может быть рассчитан с использованием по формуле ,

G = масса почвы / масса равного объема воды Удельный вес образца почвы

Рассчитать удельный вес

          G =   Масса почвы / Масса равного объема воды

Где,

Масса почвы = Ws

Масса того же объема воды, Ww = (W1 + Ws) – W2

Gs (T 1 º C)
= Ws / Ww

Specific Gravity of Soil at Various Temperature

Temperature (T 1º C)	A	Temperature (T 1º В)	A
16	1. 0007	24	0.9991
17	1.0006	25	0.9988
18	1.0004	26	0.9986
19	1.0002	27	0.9983
20	1.0000	28	0.9980
21	0.9998	29	0.9977
22	0.9996	30	0.9974
23	0.9993

For more accurate results it is recommended to conduct тесты 3 раза на одном и том же образце почвы . Возьмите среднее из 3 значений эти значения не должны различаться более чем на от 2 до 3%.

Расчет образца для удельной тяжести почвы показан в таблице, приведенной ниже :

Деталь почвы: Светло -коричневый песчаный ил

Объем бутылки: 500111

. мл.

Температура испытания: 23 ºC.

Плотность воды (23ºC) =  0,9993 (Таблица 3)       .

6666666666666666646464464646464646464464646464644646464646464646464446тели

46446446446446464646464646464646646464646464646464646464664466446тели.

Описание	Образец — 1	Образец — 1	Образец — 1
МАССА из бутылки + заполненной водой, (W1) (G)
Mass of Bottle +soil + Water, (W2) (g)	722.0	738.3	709.93
Mass of dry Soil, Ws (g)	99.00	103.0	72,0
Mass  of equal volume of water as the soil sample Ww (g) = (W1 + Ws) – W2	37.00	38.7	34. 07
Specific Gravity of Soil (G) = Ws / Ww	2.68	2.66	2.70
Average Value	2.68

From the above table , we can say that the specific gravity пробы почвы 2,68.

(Примечание: удельный вес любого элемента является параметром без единиц измерения)

Обсуждение лабораторного отчета удельного веса грунта

Лабораторный отчет удельного веса грунта Скачать

Удельный вес почвы определяется как отношение веса данного объема материала к весу равного объема дистиллированной воды.

Удельный вес почвы

Удельный вес почвы определяется как отношение веса данного объема материала к весу равного объема дистиллированной воды.