Verdichtung von Boden - Prozess, Notwendigkeit und Verdichtungstheorie
Die Verdichtung des Bodens ist ein wichtiger Prozess, da er dabei hilft, bestimmte physikalische Eigenschaften zu erreichen, die für das ordnungsgemäße Verhalten unter Belastung erforderlich sind: Zum Beispiel die ordnungsgemäße Verdichtung eines Erddamms oder eines Autobahndamms verringert die Wahrscheinlichkeit seiner Ansiedlung und erhöht die Scherfestigkeit des Bodens Boden aufgrund seiner erhöhten Dichte und verringert die Durchlässigkeit des Bodens.
Scientist RR Proctor zeigte 1933, dass ein direkter Zusammenhang zwischen dem Wassergehalt im Boden und der Trockendichte des zu verdichtenden Bodens besteht. Er zeigte auch, dass bei einem bestimmten Wassergehalt, der als "optimaler Wassergehalt" bezeichnet wird; Boden erreichte maximale Dichte bei einer bestimmten Menge an Verdichtungsenergie.
Die Verdichtungseigenschaften werden zunächst im Labor durch verschiedene Verdichtungstests bestimmt. Diese Tests basieren auf einer der folgenden Methoden oder Verdichtungsarten: Einwirkung oder Dynamik, Kneten, Statik und Vibration. Im Labor zur Bestimmung der Dichte der Wasserdichte im Boden werden die üblichen Verdichtungstests verwendet: Standard- und modifizierte Proctor-Tests, Harvard-Miniaturverdichtungstests, Abbot-Verdichtungstests und Jodhpur-Mini-Verdichtertests.
Verdichtung (Definition):
Verdichtung ist der Prozess, bei dem Bodenpartikel durch dynamische Belastung, z. B. beim Rollen, Stoßen oder Vibrieren, enger aneinander gepackt werden. Dies wird durch die Reduzierung von Luftporen mit geringer oder keiner Änderung des Wassergehalts des Bodens erreicht. Mit anderen Worten, Verdichten ist die Verwendung von Geräten zum Verdichten von Erde in ein kleineres Volumen, wodurch die Trockendichte erhöht und die technischen Eigenschaften verbessert werden. Die Verdichtung wird durch Verringerung des Luftvolumens erreicht, da Feststoff und Wasser praktisch nicht komprimierbar sind (siehe Abbildung 8.1).
Notwendigkeit der Verdichtung:
Die Bodenverdichtung ist einer der wichtigsten Teile der Erdarbeit für die Bodentechnik.
Die Verdichtung ist aus folgenden Gründen erforderlich:
(i) Die Verdichtung verbessert die technischen Eigenschaften wie Scherfestigkeit, Dichte, Durchlässigkeit usw. der Füllung.
(ii) Es verringert das Potenzial für eine übermäßige Abwicklung.
(iii) Es verringert die Wahrscheinlichkeit von Hangstabilitätsproblemen wie Erdrutschen.
(iv) Es verringert die Wassermenge, die im Boden gehalten werden kann, indem der Hohlraumanteil verringert wird, und hilft somit, die erforderliche Festigkeit aufrechtzuerhalten.
(v) Erhöht die Abnutzungsfestigkeit, wodurch die Bodenoberfläche in betriebsbereitem Zustand gehalten wird.
Theorie der Verdichtung:
Die Verdichtung des Bodens wird anhand der erreichten Trockendichte gemessen. Die Trockendichte ist das Gewicht des festen Bodens pro Einheit des Gesamtvolumens der Bodenmasse. Proctor zeigte, dass die Verdichtung von (i) dem Feuchtigkeitsgehalt (ii) der Art des Bodens und (iii) der Verdichtungsarbeit abhängt. Er hatte eine Labormethode für die Studienverdichtung vorgeschlagen, bei der die Bodenprobe unter Verwendung von Standard-Comp-Kraft in eine zylindrische Form von 1000 cm³ verdichtet wurde. Der Boden in der Form wird gewogen und der Wassergehalt wird gemessen.
Die Trockendichte wird unter Verwendung des folgenden Ausdrucks berechnet:
Yd = Y / 1 + m
wobei m der Wassergehalt ist
Die Schüttdichte y wird erhalten, indem das Massenverhältnis des feuchten Bodens zum Bodenvolumen genommen wird. Die Trockendichte wird in g / cm 3 oder kg / m 3 oder t / m 3 ausgedrückt.
Laborverdichtungstest:
Der Zweck eines Labortests zur Verdichtung besteht darin, einen Zusammenhang zwischen Trockendichte und Feuchtigkeitsgehalt eines Bodens unter kontrollierten Bedingungen herzustellen. RR Proctor (1933) war der erste, der eine Methode zur Bewertung der verdichteten Füllung entwickelte, die inzwischen zu einem universellen Standard geworden ist und der Test als Standard-Proctor-Test bezeichnet wird. Der Standard-Proctor-Test ist auch als Leichtverdichtungstest gemäß BIS bekannt. AASHO hat einen modifizierten Test entwickelt, um einen höheren Verdichtungsstandard zu erreichen, und wird als modifizierter Proctor-Test bezeichnet. Das gleiche ist auch als starker Verdichtungstest gemäß BIS bekannt.
Standard Proctor Test (oder Leichtverdichtungstest):
Die Vorrichtung besteht aus einer zylindrischen Metallform mit einem Innendurchmesser von 100 mm, einer Höhe von 127, 3 mm und einem Volumen von 1000 cm³. Der für diesen Test verwendete Stampfer hat eine Masse von 2, 6 kg, einen freien Fall von 310 mm und einen Flankendurchmesser von 50 mm. Die Form ist mit einer abnehmbaren Bodenplatte und einem 60 mm hohen Kragen ausgestattet. Das Gerät ist in Abbildung 8.2 dargestellt.
Etwa 4 kg luftgetrockneter Boden, der 4, 75 mm IS-Sieb passiert, wird gründlich mit einer kleinen Menge Wasser gemischt. Die nasse Probe wird mit einem Tuch bedeckt und eine geeignete Reifezeit gelassen, um eine ordnungsgemäße Wasseraufnahme zu ermöglichen.
Die leere Form wird an der Grundplatte befestigt und gewogen. Der Kragen wird dann oben an der Form befestigt. Der nasse und ausgereifte Boden wird in die Form eingebracht und durch 25 gleichmäßig auf die Oberfläche verteilte Stampferschläge verdichtet. Der Boden wird in drei Schichten verdichtet. Das in jede Schicht aufgenommene Schmutzvolumen ist so, dass seine verdichtete Höhe etwa ein Drittel der Gesamthöhe der Form beträgt. Vor dem Aufbringen der zweiten Schicht wird die Oberseite der ersten verdichteten Schicht für die richtige Verbindung beider Schichten zerkratzt.
Die zweite und dritte Schicht werden ebenfalls verdichtet, indem 25 Stampferschläge ausgeführt werden. Der Kragen wird dann entfernt und überschüssiger Schmutz wird auf die Höhe der Form geschliffen. Die Form wird dann zusammen mit dem verdichteten Boden gewogen, um die Masse des verdichteten Bodens zu erhalten. Eine repräsentative Probe wird aus der Mitte des verdichteten Bodens für den Feuchtigkeitsgehaltstest entnommen.
Die Erde wird dann aus der Form genommen und mit der Originalprobe gemischt. Etwa 2% mehr Wasser wird in die Probe gegeben und der Test wird wiederholt. Das Verfahren wird fortgesetzt, bis die Masse des verdichteten Bodens abzunehmen beginnt.
Die Schüttdichte und die Trockendichte für den Test werden aus den bekannten Werten der Bodenmasse, des Bodenvolumens, dh dem Volumen der Form und dem Feuchtigkeitsgehalt jedes Tests berechnet
g = Masse des Bodens / Volumen des Bodens = M / 1000 gm / cm³
Trockendichte des Bodens, Yd = Y / 1 + m gm / cm³
wobei M = Masse des Bodens in g
m = Wassergehalt oder Feuchtigkeitsgehalt
Bodenvolumen = Schimmelvolumen
= 1000 cm³
Ein Diagramm wird zwischen% Wassergehalt und Trockendichte dargestellt. Die erhaltene Kurve wird als Verdichtungskurve bezeichnet (siehe Abbildung 8.3). Aus dem Diagramm ist klar ersichtlich, dass die Bodendichte mit zunehmendem Wassergehalt weiter ansteigt, bis die maximale Dichte erreicht ist. Der Wassergehalt, der der maximalen Trockendichte entspricht, wird als optimaler Feuchtigkeitsgehalt (OMC) bezeichnet.
Modifizierter Proctor-Test oder starker Verdichtungstest:
Der modifizierte Proctor-Test wurde von AASHO entwickelt und standardisiert, um die stärkere Verdichtung darzustellen, die für schwerere Transporte erforderlich ist. Dieser Test wird von BIS angepasst und ist als starker Verdichtungstest bekannt. Im modifizierten Proctor-Test ist die verwendete Form die gleiche wie für den Standard-Proctor-Test mit einem Volumen von 1000 cm³
Es wird ein schwerer Stampfer mit einem Gewicht von 4, 9 kg und einem Abfall von 450 mm verwendet. Das Testverfahren ähnelt dem des Standard-Proctor-Tests. Der einzige Unterschied besteht darin, dass der Boden in 5 Schichten anstatt in 3 Schichten verdichtet wird, wobei jede Schicht 25 Schläge des Stampers erhält, die gleichmäßig über die Oberfläche verteilt sind. Die Berechnung der Trockendichte und der maximalen Trockendichte ist ähnlich wie beim Standard-Proctor-Test. Abbildung 8.4 zeigt die modifizierte Proctor-Testkurve.
Eine Kurve zwischen Wassergehalt und Trockendichte wird gezeichnet. In diesem Test liegt die Trockendichte-Kurve des Wassergehalts oberhalb der Standard-Proctor-Test-Trockendichtekurve, die oberhalb der Standard-Proctor-Testkurve liegt und deren Spitze relativ nach links angeordnet ist. Daher bewirkt eine stärkere Verdichtung bei gleichem Boden die Erhöhung der maximalen Trockendichte und die Verringerung des optimalen Wassergehalts. Das Comp-Aktiv, das vom Modified übertragen wird. Ein AASHO-Testhammer ist etwa das 4, 5-Fache der vom Proctor-Hammer übertragenen Energie.
Standard Proctor Test mit größerem Werkzeug :
Der Standard-Proctor-Test in einer Form mit größerer Kapazität wird für Böden durchgeführt, deren prozentualer Anteil auf einem 4, 75 mm IS-Sieb mehr als 20 beträgt. Für diese Böden wird eine Form mit einer Kapazität von 2250 CC, einem Innendurchmesser von 150 mm und einer Höhe von 127, 3 mm verwendet. Es werden etwa 6 kg Bodenprobe für eine Form von 2250 cm³ entnommen. Der verwendete Stampfer ähnelt dem Standardtest von Proctor. Das Testverfahren ist das gleiche wie das des Standard-Proctor-Tests, mit dem Unterschied, dass jede Schicht mit 56 Schlägen anstelle von 25 Schlägen verdichtet wird.
Wichtige Definitionen:
Maximale Trockendichte:
Die Trockendichte des Bodens, die der maximalen Verdichtung entspricht, wird als maximale Trockendichte bezeichnet. Es wird mit (Yd) max bezeichnet - die maximale Trockendichte von Ton ist größer als die von Sand. Um eine maximale Verdichtung im Sand zu erreichen, muss er entweder trocken oder gesättigt verdichtet werden.
Optimaler Feuchtigkeitsgehalt (OMC):
Der Wassergehalt oder Feuchtigkeitsgehalt, bei dem die Trockendichte für eine gegebene kompakte Anstrengung maximal ist, wird als optimaler Feuchtigkeitsgehalt bezeichnet. Maximale Trockendichte wird bei höherem optimalen Feuchtigkeitsgehalt für feinkörnige Böden im Vergleich zu kohäsionslosen Böden erreicht.
Nullluftleere-Linie:
Wenn die gesamte Bodenluft durch Verdichtung ausgestoßen werden könnte, wird der Boden vollständig gesättigt oder der Boden ist leer. In der Praxis ist es unmöglich, durch Verdichtung eine volle Sättigung zu erreichen. Die Linie, die die Beziehung zwischen Trockendichte und Wassergehalt bei Sättigung zeigt, wird als Null-Luft-Leerlinie oder theoretische Sättigungslinie bezeichnet. Die Null-Luft-Leerlinie ist in Abbildung 8.5 dargestellt
Faktoren, die die Verdichtung beeinflussen:
Die verschiedenen Faktoren, die die verdichtete Dichte beeinflussen, sind folgende:
(i) Feuchtigkeitsgehalt
(ii) kompakter Aufwand
(iii) Bodentyp
(iv) Verdichtungsverfahren
(v) Zugabe des Gemisches.
(i) Feuchtigkeitsgehalt
Der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens hat unter allen Faktoren, die die Verdichtung beeinflussen, die wichtigste Wirkung in der verdichteten Dichte. Wenn der Feuchtigkeitsgehalt erhöht wird, steigt die Trockendichte weiter an; Ein maximaler Wert wird wie in Abbildung 8.6 gezeigt erreicht. Nach weiterer Erhöhung des Feuchtigkeitsgehalts verringert sich die Trockendichte des Bodens. Es wird wie folgt erklärt: Bei geringem Feuchtigkeitsgehalt ist die Scherfestigkeit groß; Der Boden neigt dazu, steif zu werden und ist schwer zu verdichten. Bei erhöhtem Feuchtigkeitsgehalt schmiert Wasser die Bodenpartikel und macht sie leichter verarbeitbar.
Dies führt zu einem niedrigeren Hohlraumverhältnis und einer höheren Trockendichte. Nach Erreichen der maximalen Trockendichte bei einem bestimmten Feuchtigkeitsgehalt neigt das Wasser, wenn der Feuchtigkeitsgehalt weiter erhöht wird, dazu, die Bodenteilchen auseinander zu halten, ohne die Luftporen merklich zu verringern. Dies führt zu einer geringen Trockendichte.
(ii) Kompensationsaufwand (Verdichtungsmenge):
Der Verdichtungsgrad beeinflusst stark die maximale Trockendichte und den optimalen Feuchtigkeitsgehalt (OMC). Die Erhöhung der kompakten Anstrengung erhöht tendenziell die maximale Trockendichte, verringert jedoch die OMC (siehe Abbildung 8.7). Aus der Grafik geht klar hervor, dass die maximale Trockendichte für einen Boden nur für bestimmte kompakte Anstrengungen maximal ist.
Die Linie, die durch die Peaks verschiedener Verdichtungskurven gezogen wird, um unterschiedliche kompakte Anstrengungen für den gleichen Boden durchzuführen, wird als "Linie der Optima" bezeichnet.
(iii) Bodentypen:
Für eine bestimmte kompakte Anstrengung erreichen unterschiedliche Böden unterschiedliche maximale Trockendichte bei verschiedenen OMC. In gut abgestuften grobkörnigen Böden werden höhere Dichten bei niedrigeren optimalen Feuchtigkeitsgehalten erreicht. Feinkörnige Böden haben einen viel höheren optimalen Feuchtigkeitsgehalt und geringere maximale Trockendichten, da diese aufgrund der größeren spezifischen Oberfläche zur Schmierung mehr Wasser benötigen. Abbildung 8.6 zeigt die allgemeine Form der Wassergehalts- und Trockendichtekurve für kohäsiven und kohäsionslosen Boden.
(iv) Verdichtungsverfahren:
Die verwendete Verdichtungsmethode beeinflusst nicht nur die Leichtigkeit, mit der ein bestimmter Boden verdichtet wird, sondern beeinflusst auch die Bodeneigenschaften des verdichteten Materials durch seinen Einfluss auf die Struktur des verdichteten Bodens. Bei einer bestimmten kompakten Anstrengung ist die Trockendichte eines Bodens unterschiedlich, wenn die verwendete Verdichtungsmethode unterschiedlich ist.
(v) Zugabe von Beimischungen:
Verschiedene Zusätze wie Zementflash, Kalk, Kankar usw. werden hinzugefügt, um die Verdichtungseigenschaften des Bodens zu verbessern. Die maximal erreichte Trockendichte hängt von der Menge und der Art der Beimischung ab, die dem Boden zugesetzt wird. Die Beimischung von Elektrolyten erhöht die maximale Trockendichte um 5 bis 10% und verringert die OMC. Kalziumchlorid, das zur Verbesserung der Schotterstraßen bei trockenem Wetter verwendet wird, erhöht die Trockendichte um bis zu 12%.
Methode der Feldverdichtung:
Auf dem Feld wird eine geeignete Verdichtungsmethode ausgewählt, um die maximale Trockendichte zu erreichen.
Die Verdichtungsmethode umfasst die folgenden Schritte:
(i) Auswahl des geliehenen Bodens.
(ii) Laden des Bodens aus der Grube, Transportieren und Abladen an den Standort, (Bulldozer und Radlader können Böden für kurze Entfernungen transportieren. Schaber sind für mittlere Entfernungen sehr effizient. Zum Transportieren von Abfällen können insbesondere Muldenkipper verwendet werden wenn der Boden von Ladern ausgehoben wird).
(iii) Ausbreiten des abgelagerten Bodens in dünne Schichten von normalerweise 200 mm Dicke.
(iv) Ändern des Wassergehalts des Bodens entweder durch Trocknen oder durch Hinzufügen von Wasser, wenn es sich oberhalb oder unterhalb der OMC befindet.
(v) Auswahl geeigneter Verdichtungsausrüstung und Verdichtung. Die nächste Schicht wird nach dem Verdichten der ersten Schicht platziert. Der Boden wird entweder durch Walzen oder Rammen oder Vibrieren verdichtet. Die Anzahl der Durchgänge, die ein Verdichtungsgerät zum Erreichen einer bestimmten Dichte benötigt, wird durch Bestimmung der Dichte des verdichteten Materials nach einer bestimmten Anzahl von Durchläufen ermittelt.
Feldverdichtungsgeräte: Die folgenden Arten von Geräten werden auf dem Gebiet zum Verdichten von Böschungen, Baugrundstücken, Straßenunterständen usw. eingesetzt:
(a) Rollen
(b) Stampfer
(c) Vibratoren
Verschiedene Arten von Walzen, die im Feld für die Verdichtung verwendet werden, sind:
(i) Schaffußrollen
(ii) Stampffußrollen
(iii) Rollen mit glattem Rad
(iv) Reifen mit Luftreifen
(v) Vibrationswalzen
(i) Schaffußrollen:
Schaffußrollen verdichten den Boden durch Druck und Kneten. Diese Walzen können für eine Vielzahl von Böden verwendet werden. Die besten Ergebnisse werden jedoch bei Schlickern und Tonen erzielt. Es besteht aus einer hohlen Stahltrommel mit einer großen Anzahl von Vorsprüngen wie Schafsfuß auf der Oberfläche. Die Trommel kann mit Wasser oder Nasssand gefüllt werden, um das Gewicht der Walze zu erhöhen.
(ii) Stampffußrollen:
Stampffußrollen sind Schaffußwalzen sehr ähnlich, mit dem Unterschied, dass sie große Füße mit einem entsprechend geringeren Anpressdruck verwenden. Sie können mit einer schnelleren Geschwindigkeit betrieben werden, können jedoch den Boden nicht bis zu einer großen Tiefe verdichten.
(iii) Rollen mit glatten Rädern:
Diese Arten von Walzen eignen sich nicht gut zum Verdichten von Erde, da der Anpressdruck viel niedriger ist als der von Schaffußwalzen. Diese Walzen werden zum Verdichten von Bodenschichten und Asphaltbelägen verwendet. Rollen mit glattem Rad sind zwei Arten. Der übliche Typ hat eine einzelne Trommel an der Vorderseite und zwei Rollen mit großem Durchmesser an der Rückseite. Der andere Typ hat zwei identische Trommeln, je eine vorne und hinten.
(vi) Reifen mit Luftreifen:
Pneumatische Walzen (auch Gummirollen genannt) verdichten den Boden durch Druck und Kneten. Diese Rollen sind schwere Einheiten, die auf mehreren Reifen ruhen. Jeder Reifen kann sich unabhängig voneinander auf und ab bewegen. Der Anpressdruck beträgt etwa 600 KPa. Diese Walzen können Bodenschichten mit einer losen Dicke von 250 bis 300 mm verdichten. Diese Walzen eignen sich gut für die Verdichtung sowohl kohäsiver als auch kohäsionsloser Böden.
(v) Vibrationswalzen:
Vibrationswalzen ähneln glatten Radwalzen mit einem Vibrationsmechanismus. Diese Walzen verdichten Böden durch Druck, Kneten und Vibration. Diese sind für sandige und kiesige Böden geeignet. Die schwersten dieser Walzen können Böden mit losen Dicken bis zu 1 m verdichten.
Stampfer:
Stampfer werden zum Verdichten von Böden in relativ kleinen Bereichen und in denen Walzen nicht verwendet werden können, wie zum Beispiel das Verdichten von Gräben, Steigungen usw.
Bei der Feldverdichtung verwendete Stampfer sind zwei Typen:
(i) handbetätigte Stampfer
(ii) mechanische Stampfer.
Handbetätigte Stampfer werden zum Verdichten von Böden in kleineren Bereichen verwendet. Es besteht aus einem Eisenblock. Gewicht ca. 3 bis 4 kg, an einem Holzgriff befestigt. Auf den zu verdichtenden Boden werden Schläge gegeben, indem der Stampfer angehoben und fallen gelassen wird. Mechanische Stampfer können für alle Arten von Böden verwendet werden, sind jedoch nicht wirtschaftlich. Es eignet sich zum Verdichten von Böden, wo andere Verdichtungsverfahren nicht möglich sind. Es ist viel schwerer als ein handbetätigter Stampfer, der zwischen 30 und 150 kg wiegt. Der mechanische Stampfer kann vom Typ mit innerer Verbrennung oder vom pneumatischen Typ sein.
Vibratoren:
Vibratoren werden zum Verdichten von sandigen und kiesigen Böden eingesetzt. Diese verdichten den Boden unter Verwendung von Vibrations-Vibrationsverdichtungsgeräten unter Verwendung von exzentrischen Gewichten oder einer anderen Vorrichtung, um starke Vibrationen in den Boden einzuleiten. Vibrationen, die von Vibratoren erzeugt werden, haben typischerweise eine Frequenz von 1000 bis 3500 Zyklen pro Minute. Wenn eine Rütteleinheit auf einer Walze montiert ist, spricht man von einer Vibrationswalze. Plattenvibratoren sind auch auf dem Markt erhältlich.
Auswahl der Verdichtungsausrüstung:
Die richtige Auswahl der Verdichtungsausrüstung und -methoden hängt von den folgenden Punkten ab:
(i) Bodenart
(ii) Projektgröße
(iii) Verdichtungsanforderungen
(iv) Erforderliche Produktionsrate
(v) Feuchtigkeitsgehalt des Bodens
Kein einzelnes Gerät ist in allen Situationen die beste Wahl.
Tabelle 8.2 zeigt die Eignung von Verdichtungsgeräten für verschiedene Bodenarten.
Verdichtungskontrolle:
Für eine ordnungsgemäße Kontrolle der Verdichtung im Feld ist es häufig erforderlich, die Trockendichte und den Wassergehalt des verdichteten Bodens zu überprüfen.
Die Verdichtungskontrolle beinhaltet daher die folgenden Operationen:
(i) Bestimmung der Feldtrockendichte
(ii) Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts.
Bestimmung der Feldtrockendichte des Bodens:
Die Trockendichte des Bodens wird bestimmt, indem zuerst die In-Situ-Dichte des Bodens bestimmt wird und dann die Trockendichte unter Verwendung der Gleichung berechnet wird.
Yd = Y / 1 + m
Y d = Trockendichte des Bodens
g = Schüttdichte oder Insitendichte
m = Feuchtigkeitsgehalt oder Wassergehalt.
Die In-situ-Dichte wird nach folgenden Methoden bestimmt:
(i) Sandersatzmethode
(ii) Kernschneideverfahren.
Sand-Ersatzmethode :
Die Sandersatzmethode eignet sich sowohl für grobe als auch für feinkörnige Böden.
Gerät besteht aus:
(i) Sandgießzylinder
(ii) Kalibrierzylinder
(iii) Metallschale mit zentralem Loch
(iv) Dibber und Axt zum Entfernen von Erde.
Abbildung 8.10 zeigt die Testvorrichtung für den Sandaustausch.
Das Verfahren wird in zwei Phasen abgeschlossen:
(a) Kalibrierung des Zylinders
(b) Messung der Felddichte
(a) Kalibrierung des Zylinders:
Die Kalibrierung des Zylinders wird durchgeführt, um die Schüttdichte des für diesen Test zu verwendenden Sandes zu bestimmen.
Die Kalibrierung des Zylinders ist in den folgenden Schritten abgeschlossen:
I. Füllen Sie den Gießzylinder mit sauberem, frei fließendem Sand, der 600 Mikrometer durchläuft und auf einem 300-Mikrometer-Sieb etwa 1 cm unter der Oberseite verbleibt. Wiege den Gießzylinder mit Sand. Es sei w 1 .
II. Setzen Sie den Gießzylinder mittig auf den Kalibrierzylinder und öffnen Sie den Verschluss. Sand beginnt zu fließen und füllt zuerst den Kalibrierzylinder und dann den Kegel.
III. Der Boden beginnt zu fließen und füllt den Kegel. Schließen Sie den Verschluss, wenn sich der Sand nicht nach unten bewegt. Wiege den Gießzylinder. Sei es W 2 .
IV. Füllen Sie den Gießzylinder für die Felddichtemessung bis zum gleichen Füllstand auf.
Die Dichte des Sandes kann wie folgt berechnet werden:
Gewicht des Sandes im Kegel
W c = - W 1 - W 3
Gewicht des Sandes im Kalibrierzylinder + Kegel = W 1 - W 2
Gewicht des Sandes im Kalibrierzylinder = W 1 - W 2 - W c
Volumen des Kalibrierzylinders = γ
Sanddichte, Ys = W 1 -W 2 -W c / V
(b) Messung der Felddichte:
I. Den Boden mit einem Schaber reinigen und nivellieren und die Metallschale mit einem Loch auf den Boden stellen.
II. Graben Sie ein Testloch, dessen Durchmesser dem Durchmesser des Lochs in der Schale entspricht, und die Tiefe entspricht in etwa der Höhe des Kalibrierzylinders. Sammle den ausgegrabenen Boden und wiege ihn. Lass es W. sein
III. Entfernen Sie die Metallschale und platzieren Sie den Ausgießzylinder mittig über dem Loch und öffnen Sie den Verschluss. Sand füllt das Loch und den Kegel.
IV. Schließen Sie den Verschluss, wenn sich der Sand nicht nach unten bewegt, und wiegen Sie ihn. Sei es W 4 .
Die Bodendichte wird dann wie folgt berechnet:
Gewicht des Sandes im Loch + Kegel = W 1 / W 4
Gewicht des Sandes im Loch = W 1 - W 4 - W c
Sandvolumen in der Bohrung = W 1 - W 4 - W c / Y s
Volumen des Aushubs (V s ) = Sandvolumen in der Bohrung = W 1 - W 4 - W c / Y s
Schüttdichte des Bodens, g = W / V s
Wobei w das Gewicht des ausgegrabenen Bodens ist.
Der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens wird bestimmt und die Trockendichte des Bodens wird unter Verwendung der Gleichung berechnet.
Yd = Y / / 1 + m
Wobei m das Feuchtigkeitskloster des ausgegrabenen Bodens ist.
Diese Methode eignet sich für feinkörnige Böden. Abbildung 8.9 zeigt die Testvorrichtung für den Kernschneider.
Gerät besteht aus:
(i) Ein zylindrischer Kernschneider (100 mm Innendurchmesser und 127, 4 mm Höhe)
(ii) Dolly aus Stahl, dessen Außendurchmesser größer als der des Kernschneiders ist
(iii) Stampfer
(iv) Dibber und Schaber.
Verfahren:
1. Messen Sie den Innendurchmesser und die Höhe des Kernmessers, um das Volumen zu berechnen.
2. Wiegen Sie den Kernschneider ohne Deckchen. Lass es w sein.
3. Reinigen und nivellieren Sie den Boden mit einem Schaber und platzieren Sie den Kernschneider auf dem Boden.
4. Entfernen Sie den Boden um den Fräser mit Dibber und schneiden Sie den Boden an der Basis ab.
5. Entfernen Sie den Fräser vom Boden und überschüssiger Boden wird abgeschnitten.
6. Wiegen Sie den Fräser mit Erde. Es sei w 1 . Der Boden wird mit einem Bodenprobenextraktor vom Fräser entfernt.
Die Schüttdichte wird dann wie folgt berechnet:
Gewicht des Bodens im Fräser = W 1 - W
Schüttdichte des Bodens, γ = w 1 - w / v
Dabei ist V das Schneidvolumen.
7. Dann wird der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens bestimmt und die Trockendichte wird unter Verwendung der Formel berechnet
γ = γ / 1 + m
wobei m der Feuchtigkeitsgehalt des Bodens ist.
Messung des Wassergehalts mit der Proctor-Nadel-Methode:
Die Proctor-Nadel-Methode ist eine schnelle Methode zur Bestimmung des Feuchtigkeitsgehalts von feinkörnigem Boden auf dem Feld. Der Proctor-Nadelapparat ist in Abbildung 8.12 dargestellt. Die Vorrichtung besteht aus einem Satz auswechselbarer zylindrischer Nadelspitze (0, 25, 0, 50, 1, 0, 1, 5, 2 cm 2 ). Nadelpunkte werden je nach Bodentyp ausgewählt. Die Nadelspitze ist mit einem Nadelschaft ausgestattet, der wiederum an einem federbelasteten Kolben befestigt ist.
Verfahren:
Der Proctor-Nadeltest besteht aus zwei Teilen:
(i) Aufzeichnung einer Kalibrierungskurve im Labor
(ii) Bestimmung des Eindringwiderstands von Boden im Feld.
Aufzeichnen der Kalibrierungskurve:
1. Verdichten Sie den Boden bei gegebenem Feuchtigkeitsgehalt in einer Standard-Proctorform im Labor
2. Drücken Sie eine geeignete Proctor-Nadel mit einer Geschwindigkeit von 12, 5 mm pro Sekunde auf eine Tiefe von mindestens 75 mm in den verdichteten Boden.
3. Lesen Sie den Durchdringungswiderstand vom kalibrierten Schaft ab und berechnen Sie den Durchdringungswiderstand pro Flächeneinheit, indem Sie die Fläche der Nadelspitze teilen.
4. Vorgang wird mit unterschiedlichem Feuchtigkeitsgehalt wiederholt.
5. Zeichnen Sie eine Kalibrierungskurve zwischen Durchdringungswiderstand und Feuchtigkeitsgehalt wie in Abbildung 8.13 dargestellt.
Bestimmung der Durchdringungsfestigkeit von Boden im Feld:
1. Um den Feuchtigkeitsgehalt im Feld zu bestimmen, wird eine Probe nasser Böden im Standard-Proctor unter den gleichen Bedingungen wie für die Kalibrierungshärtung verdichtet. Der Durchdringungswiderstand wird festgestellt, indem die Nadel in die Form gedrückt wird.
2. Lesen Sie den Feuchtigkeitsgehalt aus der Kalibrierkurve ab, die dem gemessenen Eindringwiderstand entspricht.
Vorsichtsmaßnahmen:
1. Der im Labor für die Kalibrierungskurve verwendete Boden sollte dem des Feldes entsprechen. Wenn der Boden anders ist, müssen neue Kurven vorbereitet werden.
2. Das Vorhandensein von kleinen Steinen oder Kies im Boden macht die Ablesung an der Proctornadel weniger zuverlässig.
Verdichtungsanforderungen:
Der im Feld erreichte Verdichtungsgrad wird als relative Verdichtung C R ausgedrückt:
CR = Yd / (Yd) max x 100%
wobei Yd = im Feld erreichte Trockendichte
(Yd) max = Labrotary maximale Trockendichte
Die maximale Trockendichte wird aus dem Standard-Proctor-Test erhalten. Die meisten Erdarbeitsspezifikationen werden in Bezug auf die relative Verdichtung geschrieben. Der Auftragnehmer muss mindestens einen bestimmten Wert für C R erreichen . Wenn beispielsweise ein bestimmter Boden (Yd) max = 1, 9 gm / cm 3 hat und die Projektspezifikation C R > 80% erfordert, muss der Auftragnehmer den Boden bis zu Yd> 1 -52 gm / cc verdichten. Der akzeptable Mindestwert von C R, in einer Projektspezifikation erwähnt, ist ein Kompromiss zwischen Kosten und Qualität.
Tabelle 8.3 zeigt typische Anforderungen an die Verdichtung:
Typische Verdichtungsanforderungen, die von der IRC festgelegt werden, sind in Tabelle 8.4 angegeben
Der Boden wird in Schichten verdichtet, wobei die Dicke nicht mehr als 250 mm beträgt. Schaffußrollen können Aufzüge mit einer losen Dicke von etwa 200 mm kompakt machen. Die Verdunstungsverluste zum Zeitpunkt der Verdichtung sollten im Bereich von 1% über und 2% unter der OMC für den Wassergehalt jeder Schicht für Straßenarbeiten berücksichtigt werden.
Dicke Kontrolle:
Die Kontrolle der verdichteten Dicke oder der Auftriebsdicke spielt eine wichtige Rolle beim Verdichten von Füllungen. Die Trockendichte einer verdichteten Schicht nimmt mit zunehmender Tiefe ab, wenn die Dicke der verdichteten Schicht zunimmt. So wird der Boden in einer dünnen Schicht verdichtet und jede Schicht wird vor dem Aufbringen der nächsten Schicht verdichtet. Wenn die Schicht dünn ist, kann die eingeschlossene Luft mit geringem kompaktem Aufwand aus den Bodenporen getrieben werden.
Wenn die Auftriebsdicke nicht kontrolliert wird, besteht die Möglichkeit, dass lose Schichten in der Nähe der Grenzfläche zwischen den verdichteten Schichten eingeschlossen werden (siehe Abbildung 8.14). Bei Dämmen ist die Auftriebsdicke auf 220 mm begrenzt, wenn schwere pneumatische Rollen verwendet werden. Für den Damm ist die Auftriebsdicke auf 150 mm begrenzt. Die Auftriebsdicke ist für grobkörnige Böden auf 300 mm begrenzt.
Ein ungefähres Verfahren, das von D 'Appolonia et al., 1969, zur Bestimmung der Auftriebsdicke vorgeschlagen wurde, lautet wie folgt:
(i) Die Anzahl der Durchgänge pro Schicht wird zuerst festgelegt.
(ii) Erhalten Sie für die feste Anzahl von Durchläufen die relative Dichte über der Tiefe, wie in Abbildung 8.15 (a) gezeigt. Dann wird aus der Kurve die Tiefe ermittelt, bei der die maximale Verdichtung erreicht wird, dh d max wird bestimmt.
(iii) Die tatsächliche Platzierungsdicke "d" sollte so klein sein, dass eine lose Schicht nicht in der Nähe der Grenzfläche zwischen den Liften eingeschlossen wird. Dieses Problem kann vermieden werden, indem d nicht viel höher als d max gewählt wird . Abbildung 8.15 (b) zeigt die Kurve der relativen Dichte gegenüber der Tiefe für die Dicke d des Platzierungsauftrages d max .
(iv) Wenn die Anbringungsdicke d signifikant unter d max liegt, wird ein Großteil der kompakten Anstrengung verschwendet.
Aufgabe eines Dammüberwachers:
Die Aufgabe eines Supervisors besteht darin, den Bau vor Ort zu überwachen und die für den Bau erforderlichen Arbeitskräfte und Ausrüstung zu mobilisieren. Ein guter Vorgesetzter sollte über Technik und Zuversicht verfügen, um Probleme zu lösen, die während des Baus entstehen, und auf keinen Fall dürfen die Bauarbeiten abgebrochen werden.
Die Aufgabe eines Dammaufsehers ist unten aufgeführt:
(i) Kenntnis der verschiedenen Bodentypen und ihrer technischen Eigenschaften.
(ii) Auswahl einer geeigneten Verdichtungsanlage oder Ausrüstung.
(iii) Zur Kontrolle des Wassergehalts in Bodenschichten.
(iv) Steuerung der Auftriebsdicke, um eine korrekte Verdichtung zu erreichen.
(v) Überverdichtung vermeiden. Überverdichtung führt manchmal zu schlankeren Seiten, da sich die Scherbruchfläche neben dem Kontakt zwischen Boden und Rollenfuß entwickelt. Dieses Problem wird hauptsächlich bei Schaffußwalzen beobachtet.
(vi) Kenntnis der richtigen Beimischungen.
(vii) eingehende Kenntnis der optimalen Feuchtigkeitskontrolle.
