Грунттарды тығыздау. Грунттардың оптимал ылғалдылығы және оны анықтау
Грунттың оптимал ылғалдығы депең аз күш жұмсап грунттың ең үлкен (максимал) тығыздығына қол жеткізу ылғалдығы айтылады.
Аз ылғалды грунттар және суға қаныққан грунттар жақсы тығыздалынбайды. Біріншісінде бір-бірімен біріккен, грунт агрегаттары берік болғандықтан, қатты бөлшектерінің арасында үйкеліс күштері пайда болып, олар грунттың тығыздалуына кедергі жасайды. Суға қаныққан грунттарда сыртқы күш алдымен кеуекті суға беріліп, олар грунттан суды сығып шығаруға үлгірмейді.
Ал оптимал ылғалдықта біріккен агрегаттар оңай майдаланып грунттың бөлшектері өте тығыз жайғасады.
Грунттың оптимал ылғалдығы грунттың құрамына, тығыздау күшінің мөлшері мен түріне және грунтты тығыздауға жұмсалған жұмысқа байланысты.
Егер ылғалдық оптимал ылғалдықтан аз болса онда грунтты суландырып ылғалдаймыз.
Оптимал ылғалдықты анықтау принципі
Грунттың тығыздалу дәрежесінің көрсеткіші бұл грунт тығыздығына шама мөлшері. Әртүрлі ылғалдықтағы грунт үлгісін нығыздау арнайы стандарт бойынша нығыздау (таптау) құралында өткізіледі.
Мұнда грунт скелетінің тығыздығы анықталады, одан кейін грунт тығыздығы мен ылғалдыққа байланысты график құрылады. Бұл графиктен грунттың оптимал ылғалдығы анықталады (сурет – 1).
Стандарт бойынша тығыздалған грунт скелетінің тығыздығы
мен ылғалдық арасындағы байланыс графигі
Грунтты стандарт бойынша таптайтын (нығыздайтын)
құралдың түзілуі (құрамы)
Бұл құрал бір-бірімен жалғанған металдан жасалған екі цилиндрден құралған: жұмысшы (2) және резервтегі (3) цилиндрлер (сурет – 2).
Бұл цилиндрлер бір-біріне тең. Жұмысшы (алмалы) цилиндр түпке (7) қысатын винттермен бекітіледі (8). Цилиндрге салынған грунтты таптау үшін тоқпақ (6) қолданылады. Бұл тоқпақ жоғары h биіктіктен (5) тасталып Пуансон арқылы (Н) грунтқа соққы береді. Жұмысшы цилиндрдің алмалы болғандығынан тәжірибеден кейін грунт үлгісін одан алып таразыда өлшеуге мүмкін болады.
Грунтты стандарт бойынша таптайтын құрал.
1 – грунт үлгісі; 2 – жұмысшы (алмалы) цилиндр; 3 – резервтегі цилиндр; 4 – жалғастырушы өзек (шток) қойылатын штамп; 5 – шток; 6 – тоқпақ; 7 – құралдың (асты жағы) негізі; 8 – қысатын бекітетін винттер
Қажетті құрал саймандар: стандарт бойынша таптайтын құрал, құрытылған грунт, суы бар ыдыс (колба), мензурка (көлемі белгілі шиша трубка), ағаштан жасалған келсапша (кішкене тоқпақ), таразы әртүрлі тасымен, тығыз (қалың) қағаз, солидол.
Дайындық жұмыстар
Грунт үлгісі ауа жағдайында құрытылып, ол жеңіл басына резина кигізілген кішкене ағаш тоқпақпен майдалап оны саңылауы 5 мм болған електен өткізіп, грунт үлгісінің гигроскопиялық ылғалдығын анықтайды.
Анықтау әдісі
1.Гигроскопиялық ылғалдығы белгілі (Wr) салмағы 300г келетін құрытылған грунт үлгісі ( 
) алынады.
P2=Pc(1+0,01W2)
Үлгінің алғашқы мәліметтері таблицаға жазылады.
Кесте 1
Оптимал ылғалдықты анықтау үшін алынған
грунт үлгісінің алғашқы мағлұматтары
| Грунттың аты | Грунттың гигроскопиялық ылғалдылығы Wr, % | Құрытылған грунт үлгісінің салмағы Pc, г | Құрытылған грунт үлгісінің гигроскопиялық ылғалдықты ескергендегі салмақ
|
| Саздақ | 1,8 | 305,4 |
2.Төмендегі әртүрлі ылғалдықты алу үшін (4; 6; 8; 10; 12; 14%) грунт үлгісіне керекті су мөлшері төмендегі формуламен есептелінеді.
QW2=PW2-P2
мұнда Wi – берілген (керекті) ылғалдық
P2=Pc(1+0,01W2)
PWi=Pc(1+0,01Wi)
1.4% ылғалдықтағы грунт үлгісін дайындау үшін дайындалған грунтқа есептеліп қойылған су мөлшері мен көлемі белгілі мензуркамен грунт үлгісіне су құямыз, одан кейін қалақшамен өте мұқият араластырамыз. Үлгіде бір-бірімен жабысқан ірілігі 1-2 мм болған түйіршіктер болмауы керек.
2.Құралды жинаймыз. Жұмысшы цилиндрлер бір-бірімен жалғанып оған алынбайтын цилиндр кигізіліп, оны осы күйде құралдың түбіне винттермен қатты қысып бекітіледі.
3.Алынбайтын цилиндр солидолмен майланады. Цилиндрге грунт төмендегіше толтырылады. Грунт қасықпен цилиндрге салынады. Осылай салынған грунттың қалыңдығы 1-2 см-ден аспауы керек. Содан кейін әрбір қабат ағаш тоқпақпен тапталынады. Цилиндрді осындай етіп (ағаш тоқпақпен таптап) толтырамыз. Бірақ цилиндрдің жоғарғы жағына үлгі (грунт) 4-5 мм жетпеуі керек.
4.Цилиндрге тоқпақпен бірге шток пуансонға салынады. Құрал жиналған күйде қойылатын жерге жайғастырылады. Осыдан кейін грунт үлгісін стандарт бойынша таптайды (нығыздайды): тоқпақты белгілі биіктіктен 30 рет түсіріледі.
5.Осыдан кейін құрал бөлшектелінеді. Жұмысшы цилиндр грунт үлгісімен құралдың түбінен алынып тегіс жерге қойылады.
6.Жұмысшы алмалы цилиндрден грунт үлгісі сақтықпен алынып, техникалық таразыда өлшеніп, нәтижесі журналға жазылып, оның тығыздығы анықталады.
7.Осыдан кейін тапталған грунт үлгісінің тығыздығы мен ылғалдық арасындағы байланыс графигі құрылады. Графиктің масштабы:
ординат осі бойынша 1 см=0,02 г/см3 (грунт скелет тығыздығы)
абцисса осі бойынша 1 см=2% (ылғалдық).
Графикке тәжірибе нәтижелері түсіріледі. Бұл нәрсе ылғалдығы 6, 8, 10,
12, 14% болғандағы грунт үлгісі үшін қайталанады.
8.Графиктен грунт үлгісінің оптимал ылғалдығы (Wonm) анықталады. Бұл оптимал ылғалдық графиктегі қисықтың ең жоғарғы нүктесіне тура келеді.