Определение плотности грунта методом режущего кольца

Подготовка к испытаниям. Метод режущего кольца применяется для дисперсных грунтов, легко поддающихся обработке ножом или не сохраняющиx свою форму без кольца, а также для сыпучемерзлых и с массивной криогенной структурой. Плотность грунта определяют с помощью режущего кольца-пробоотборника с заостренным нижним краем (угол заточки 30 или 45 град), пластинок с гладкой поверхностью (из стекла, металла и т.д.) и зачистного ножа. Внутренний диаметр режущего кольца должен быть не менее 50мм для немерзлых пылевато-глинистых грунтов и не менее 80мм для этих же грунтов в мерзлом состоянии, а высота - не более внутреннего диаметра (в лаборатории СПбГПУ применяется кольцо с внутренним диаметром 70мм и высотой 20мм). Нож для зачистки образца должен быть с прямым лезвием длиной, превышающей диаметр кольца.

Кольца и пластинки нумеруют и взвешивают, измеряют внутренний диаметр и высоту кольца с погрешностью не более 0,1мм. По результатам измерений вычисляют внутренний объем кольца с точностью до 0,1см³. В лаборатории СПбГПУ объем V и масса m ₀ для пронумерованных колец принимаются по специальным таблицам.

Проведение испытаний. Кольцо-пробоотборник смазывают с внутренней стороны тонким слоем вазелина.

Верхнюю зачищенную плоскость образца грунта выравнивают, срезая излишки грунта ножом, устанавливают на выровненную поверхность кольцо режущим краем и винтовым прессом или вручную слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу образца для испытаний. Затем грунт снаружи кольца обрезают на глубину 1см ниже режущего края кольца, формируя столбик грунта диаметром на 2мм больше наружного диаметра кольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимом насаживают кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезают на 1см ниже режущего кольца и отделяют его. Грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца и закрывают торцы пластинками.

При пластичном или сыпучем грунте кольцо-пробоотборник плавно, без перекосов вдавливают на всю его высоту и удаляют грунт вокруг кольца. Затем зачищают поверхность грунта, накрывают кольцо пластинкой и подхватывают его снизу плоской лопаткой, переворачивают, зачищают поверхность грунта и накрывают кольцо другой пластинкой.

Кольцо с грунтом и пластинками взвешивают, определяя массу m ₁.

Обработка результатов. Плотность грунта ρ в соответствии с формулой (2.1) вычисляют по зависимости

,

где m ₂–масса обеих пластинок, V –внутренний объем кольца, определяющий объем образца грунта, V = V _гр.

Данные определений и расчетов предлагается заносить в таблицу, рекомендуемую ГОСТ 5180-84 (приложение 7).

Окончательный результат принимается как среднее двух (трех) определений при условии, что разность между ними не превышает±0,02г/см³.

Обычно метод режущего кольца применяется для определения начальной плотности грунта при компрессионных испытаниях и для определения сопротивления грунтов сдвигу. В полевых условиях с помощью колец вырезают образцы грунтов непосредственно на строительных площадках с поверхности основания или в шурфах.