Из Википедии, бесплатной энциклопедии
Перейти к навигации Перейти к поиску
Для уплотнения почвы в сельском хозяйстве см. Уплотнение почвы (сельское хозяйство) , для естественного уплотнения в геологическом масштабе см. Уплотнение (геология) ; для уплотнения у поверхности см. уплотнение (грунт) .

В геотехниках , уплотнение почвы представляет собой процесс , в котором напряжение прикладывается к уплотнению почвы причин , как воздух вытесняется из пор между почвенными зернами. Когда прикладывается напряжение, вызывающее уплотнение из-за вытеснения воды (или другой жидкости) между зернами почвы, происходит уплотнение , а не уплотнение. Обычно уплотнение является результатом того, что тяжелая техника сжимает почву , но оно также может происходить из-за прохождения, например, ног животных.

В науке почвы и агрономии , уплотнение грунта , как правило , сочетание обоих инженерного уплотнения и консолидации, так что может произойти из - за недостатка воды в почве, приложенное напряжение является внутреннее всасывание из - за испарения воды [1] , а также в связи с прохождение ног животных. Пораженные почвы становятся менее способными поглощать осадки , что увеличивает сток и эрозию . Растения испытывают трудности в уплотненной почве, потому что минеральные зерна сжимаются, оставляя мало места для воздуха и воды, которые необходимы для корней.рост. Роющие животные также считают эту среду враждебной, потому что в более плотную почву проникнуть труднее. Способность почвы восстанавливаться после такого уплотнения зависит от климата, минералогии и фауны. Грунты с высокой способностью к усадке и набуханию , такие как вертисоли , быстро восстанавливаются после уплотнения в условиях изменчивой влажности (периоды засухи сжимают почву, вызывая ее растрескивание). Но глины, такие как каолинит , которые не растрескиваются при высыхании, не могут восстанавливаться после уплотнения сами по себе, если они не содержат наземных животных, таких как дождевые черви - например, серия почв Сесила .

Прежде чем грунты можно будет уплотнять в поле, необходимо провести некоторые лабораторные испытания для определения их технических свойств. Среди различных свойств максимальная плотность в сухом состоянии и оптимальное содержание влаги являются жизненно важными и определяют необходимую плотность для уплотнения в полевых условиях. [2]

Гусеничный экскаватор здесь снабжен узкий Kулачковый виброкатком уплотнить заливку над вновь помещен канализационной трубой, образуя стабильную поддержку для нового дорожного покрытия.
Компактор / валик снабжен sheepsfoot барабаном, эксплуатируемых ВМС США Seabees.
Hamm вибрационный ролик с простым барабаном, который используется для уплотнения асфальта и сыпучего грунта.
Вибротрамбовка Wacker Neuson BS 60-2i в действии.

В строительстве [ править ]

Уплотнение почвы - важная часть строительного процесса. Он используется для поддержки структурных объектов, таких как фундаменты зданий, проезжие части, пешеходные дорожки и грунтовые конструкции, и это лишь некоторые из них. Для данного типа почвы определенные свойства могут показаться более или менее желательными для адекватной работы в конкретных обстоятельствах. В общем, предварительно выбранный грунт должен иметь достаточную прочность, быть относительно несжимаемым, чтобы будущее осаждение не было значительным, быть устойчивым к изменению объема при изменении содержания воды или других факторов, быть прочным и безопасным от разрушения и обладать надлежащей проницаемостью . [3]

Когда область должна быть засыпана или засыпана, почва укладывается слоями, называемыми подъемниками. Способность первых слоев заполнения правильно уплотняться будет зависеть от состояния покрываемого природного материала. Если неподходящий материал оставить на месте и засыпать, он может сжиматься в течение длительного периода под весом земляной засыпки, вызывая трещины осадки в засыпке или в любой структуре, поддерживаемой засыпкой. [4] Чтобы определить, выдержит ли естественная почва первые слои насыпи, площадь можно проверить. Проверка заключается в использовании тяжелой строительной техники, которая перекатывается по площадке засыпки, и следит за тем, чтобы выявить прогибы. Эти области будут обозначены развитием колейности , накачки или плетения грунта.. [5]

Для обеспечения адекватного уплотнения почвы в спецификациях проекта будет указана требуемая плотность почвы или степень уплотнения, которая должна быть достигнута. Эти характеристики , как правило , рекомендуется по геотехническому инженеру в геотехнической инженерии докладе.

Тип почвы - то есть гранулометрический состав, форма зерен почвы, удельный вес твердых частиц почвы, а также количество и тип присутствующих глинистых минералов - имеет большое влияние на максимальный сухой удельный вес и оптимальное содержание влаги. [6] Это также имеет большое влияние на то, как материалы должны быть уплотнены в данных ситуациях. Уплотнение осуществляется с помощью тяжелого оборудования. При работе с песками и гравием оборудование обычно вибрирует, вызывая изменение ориентации частиц почвы в более плотную конфигурацию. В илах и глинах часто используют каток с ножками для создания небольших зон интенсивного сдвига , которые вытесняют воздух из почвы.

Определение адекватного уплотнения осуществляется путем определения плотности грунта на месте и сравнения ее с максимальной плотностью, определенной в лабораторных испытаниях. Наиболее часто используемый лабораторный тест называется тестом на уплотнение по Проктору, и есть два разных метода получения максимальной плотности. Это стандартные тесты Проктора и модифицированные тесты Проктора ; чаще используется модифицированный Проктор. Для небольших плотин стандартный Проктор все еще может быть эталоном. [5]

Хотя почву под конструкциями и тротуарами необходимо уплотнять, важно после строительства разгрузить участки для озеленения, чтобы могла расти растительность .

Методы уплотнения [ править ]

Есть несколько способов добиться уплотнения материала. Некоторые из них больше подходят для уплотнения почвы, чем другие, а некоторые методы подходят только для определенных почв или почв в определенных условиях. Некоторые из них больше подходят для уплотнения непочвенных материалов, таких как асфальт . Как правило, наиболее эффективны те, которые могут прикладывать значительные сдвиговые и сжимающие нагрузки.

Доступные методы можно классифицировать как:

  1. Статический - большая нагрузка медленно прикладывается к почве, а затем снимается.
  2. Ударная нагрузка - нагрузка прикладывается путем падения большой массы на поверхность почвы.
  3. Вибрация - многократно и быстро прикладывается нагрузка с помощью механической пластины или молотка. Часто сочетается с прокатным уплотнением (см. Ниже).
  4. Вращение - статическое напряжение прикладывается и сохраняется в одном направлении, в то время как грунт подвергается вращательному движению вокруг оси статической нагрузки. Ограничено лабораторными приложениями.
  5. Катание - по поверхности почвы катится тяжелый цилиндр. Обычно используется на спортивных площадках. Катки-катки часто оснащаются вибрационными устройствами для повышения их эффективности.
  6. Замес - сдвиг применяется попеременным движением в соседних положениях. Примером в сочетании с роликовым уплотнением является "овчинный" каток, используемый для уплотнения отходов на свалках .

Строительные установки, доступные для достижения уплотнения, чрезвычайно разнообразны и описаны в другом месте .

Методы испытаний в лаборатории [ править ]

Уплотнители грунта используются для выполнения методов испытаний, которые охватывают лабораторные методы уплотнения, используемые для определения взаимосвязи между содержанием воды в формовке и удельным сухим весом грунта. Грунт, помещенный в качестве инженерной засыпки, уплотняется до плотного состояния для получения удовлетворительных технических свойств, таких как прочность на сдвиг, сжимаемость или проницаемость. Кроме того, грунты фундаментов часто уплотняют для улучшения их инженерных свойств. Лабораторные испытания на уплотнение обеспечивают основу для определения процентного содержания воды при уплотнении и формовании, необходимого для достижения требуемых технических свойств, а также для контроля конструкции, чтобы гарантировать достижение требуемого уплотнения и содержания воды. Методы испытаний, такие как EN 13286-2, EN 13286-47, ASTM D698, ASTM D1557, AASHTO T99, AASHTO T180, AASHTO T193, BS 1377:4 представлены процедуры испытаний на уплотнение грунта.[7]

См. Также [ править ]

  • Уплотнение почвы (сельское хозяйство)
  • Уплотнитель
  • Уплотнение (грунт)
  • Земляные работы
  • Структура почвы
  • Аэрация
  • Прочность на сдвиг (грунт)
Каток для уплотнения траншей Multiquip RX1575 Rammax Sheepsfoot на строительной площадке в Сан-Диего, Калифорния

Ссылки [ править ]

  1. ^ Уплотнение почвы из-за недостатка воды в почве
  2. ^ Цзя, Сяоянь; Ху, Вэй; Полачик, Павел; Гонг, Хунжэнь; Хуан, Баошань (2019). «Сравнительная оценка процесса уплотнения основных материалов с использованием лабораторных методов уплотнения». Отчет о транспортных исследованиях: журнал Совета по исследованиям в области транспорта . 2673 (4): 558–567. DOI : 10.1177 / 0361198119837953 . ISSN  0361-1981 .
  3. ^ Маккарти, Дэвид Ф. (2007). Основы механики грунтов и основ . Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. п. 595. ISBN 978-0-13-114560-3.
  4. ^ Маккарти, Дэвид Ф. (2007). Основы механики грунтов и основ . Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. С. 601–602. ISBN 978-0-13-114560-3.
  5. ^ a b Маккарти, Дэвид Ф. (2007). Основы механики грунтов и основ . Река Аппер Сэдл, штат Нью-Джерси: Pearson Prentice Hall. п. 602. ISBN. 978-0-13-114560-3.
  6. ^ Das, Браджа М. (2002). Принципы геотехнической инженерии . Пасифик Гроув, Калифорния: Брукс / Коул. п. 105. ISBN 0-534-38742-X.
  7. ^ "Автоматический уплотнитель грунта" . http://cooper.co.uk . Cooper Research Technology . Проверено 8 сентября 2014 года . Внешняя ссылка в |website=( помощь )