РОЗДІЛ 2
ЕКСПЕРИМЕНТАЛЬНІ ДОСЛІДЖЕННЯ УЩІЛЬНЕННЯ
ҐРУНТІВ ТА ЇХ СУМІШЕЙ У ЛАБОРАТОРНИХ УМОВАХ
2.1. Методика динамічного ущільнення ґрунтів і сумішей
Метою досліджень, розглянутих у даному розділі, є експериментальна перевірка
можливостей ущільнення інертних відходів гірничозбагачувальної промисловості –
„хвостів”, як сумішей з глинистими ґрунтами для їх використання у якості
матеріалу і основи при зведенні будівель та споруд. Для цього необхідно
розробити методику прогнозування процесу ущільнення із заданими кінцевими
механічними характеристиками. Для досягнення поставленої мети потрібно вирішити
наступні задачі:
А. У лабораторних умовах:
дослідити вплив вологості на закономірності ущільнення інертних матеріалів та
встановити межі ефективного ущільнення;
дослідити особливості надання інертним добавкам властивостей зв’язного ґрунту
шляхом утворення сумішей з додаванням глинистих ґрунтів;
дослідити зміну механічних характеристик сумішей у процесі ущільнення;
встановити взаємний зв’язок між механічними характеристиками і показниками
ущільнення сумішей;
встановити методику прогнозування взаємозв’язку кінцевих результатів ущільнення
сумішей із заданими механічними характеристиками.
Б. У натурних умовах:
перевірка закономірностей отриманих у лабораторних умовах;
перевірка можливості встановлення взаємного зв’язку між лабораторними та
натурними дослідженнями ущільнення сумішей.
Лабораторні дослідження ущільнення ґрунтів та ґрунтових сумішей виконані за
допомогою стаціонарного приладу динамічного ущільнення ґрунту МДУ-1 [64, 97].
Загальний вигляд приладу поданий на рис. 2.1.
Рис. 2.1. Загальний вигляд стаціонарного механізованого приладу для динамічного
ущільнення ґрунтів МДУ-1: 1 – опорна плита; 2 – редуктор; 3 – електродвигун;
4 – привід; 5 – стійка; 6 – гирі;
7 – напрямний стержень; 8 – ексцентрик;
9 – кронштейн; 10 – змінна форма;
11 – стіл; 12 – пускова кнопка
На опорній плиті 1 змонтовані редуктор 2, електромотор 3, стійка 5 з
кронштейнами 9, які направляють стержень 7, по якому рухається вантаж 6.
Обертальний момент від редуктора 2 за допомогою приводу 4 передається на
ексцентрик 8, який піднімає і скидає вантаж. Для проведення дослідів при різних
характеристиках ударного навантаження прилад МДУ-1 був обладнаний змінним
комплектом вантажів та набором ексцентриків різної висоти.
Конструкція приводу виконана у вигляді двох шарнірно з’єднаних ланцюгом Галя
стержнів (з зірочками на кінцях). Така конструкція дозволяє зберегти постійною
висоту падіння вантажу у процесі ущільнення. До плити кріпиться змінна форма
10, у якій відбувається ущільнення зразків. Опорна плита розміщується на столі
11, на якому закріплені пускова кнопка 12 і магнітний пускач. Для підйому і
фіксації вантажу після
закінчення ущільнення на стійці закріплений механізм підйому вантажу. Замір
деформацій зразка у процесі ущільнення робиться за допомогою глибиноміра.
Метод динамічного ущільнення заснований на систематичному вимірі деформацій
зразків, які ущільнюються в умовах постійної вологості безперервно зростаючою
кількістю ударів вантажу постійної маси, падаючого з незмінної висот. [56]. По
виміряним деформаціям не менше трьох випробовуваних зразків визначається
залежність питомого об’єму скелету ґрунту від кількості ударів падаючого
вантажу при трьох різних значеннях вологості.
Таблиця 2.1
Технічні характеристики приладу для динамічного ущільнення
Характеристики приладу
Значення характеристик
МДУ-1
Маса вантажу, кг
Висота падіння, см
Робота одного удару, Дж
Ударний імпульс, Н с
Кількість ударів за хвилину
Діаметр стакану, см
Висота стакану, см
Точність реєстрації деформацій, мм
Потужність електродвигуна, Вт
Висота приладу, см
Ширина приладу, см
Маса приладу, кг
5,15
6,95
3,76
12,16
78
10,0
20,5
0,1
250
155
60
65,0
Динамічне ущільнення суглинку та суміші “хвостів” Полтавського ГЗК із добавкою
10%, 20%, 30% за вагою суглинку виконувалося у наступній послідовності:
Зразки суглинку та суміші “хвостів” Полтавського ГЗК із добавкою 10%, 20%, 30%
за вагою суглинку перед випробуванням просіювалися або протиралися крізь сито з
отворами 5 мм, поміщалися у чашку та ретельно перемішувалися.
Готувалося п’ять навісок ґрунту з п’ятьма різними значеннями вологості у
інтервалі . До навіски ґрунту (суміші) при вологості W0 додавалася визначена
кількість води, необхідна для одержання ґрунту (суміші) заданої вологості W1.
Необхідна кількість води підраховувалася за формулою:
, (2.1)
де gв – кількість води, яку необхідно додати до ґрунту (суміші) із вологістю
W0, щоб одержати ґрунт (суміш) заданої вологості W1; gгр – маса ґрунту
(суміші), який підлягає зволоженню, при вологості W0, г.
Навіска ґрунту (суміші) укладалася тонким шаром на дні ванночки й зволожувалася
рівномірно за допомогою балончика з пульверизатором або звичайної лабораторної
бюретки. При такому способі зволоження, волога у ґрунті (суміші) розподілялася
достатньо рівномірно. Досконало перемішаний ґрунт витримувався не менше 2 годин
у гідраторі (у ексикаторі з водою в піддоні) для вирівнювання вологості. Ґрунт
(суміш) потім ретельно перемішувався і засипався у попередньо зібраний та
злегка змазаний стакан приладу МДУ-1. Засипання ґрунту (суміші) у стакан
виконувалося з однакової для усіх дослідів висоти.
Початкова висота всіх випробовуваних зразків приймалася однаковою ? 70 мм. З
цією метою приготовлений ґрунт (суміш) засипався у циліндричний рознімний
стакан діаметром 100±0,1 мм та висотою 120 мм. Потім ґрунт (суміш) обтискали на
протязі 2-3 хв. статичним вантажем масою у 10 кг. Якщо після обтискання ґрунту
висота зразка виявлялася менше заданої, то проводилося додавання ґрунту і
додаткове
- Київ+380960830922