TALAJMECHANIKAI VIZSGÁLATOK A talajok tömöríthetõségének és tömörségének vizsgálata

Átírás

1 Magyar Népköztársasági Országos Szabvány TALAJMECHANIKAI VIZSGÁLATOK A talajok tömöríthetõségének és tömörségének vizsgálata MSZ 14043/7-81 Az MSZ 14045/11-70 helyett G Soil mechanic tests. Testing of soil ensities E szabvány alkalmazása abban az esetben kötelezõ, ha hatóságilag kötelezõ követelményszabvány vagy egyéb hatósági elõírás a vizsgálatot e szabvány szerint reneli el. * E szabvány tárgya a talajok tömöríthetõségének a fölmûvek tömörségének vizsgálata. MAGYAR SZABVÁNYÜGYI HIVATAL Nem tárgya a szabványnak azoknak a talajoknak vizsgálata, amelyeknek az MSZ 14043/9 szerinti szervesanyagtartalma I om > 10%, amelyekben a legnagyobb szemcse átmérõje nagyobb 40 mm-nél. 1. MEGHATÁROZÁSOK 1.1. Száraz térfogatsûrûség, az MSZ 14043/6 szerint (ρ ) Legnagyobb száraz térfogatsûrûség az, amely a laboratóriumi tömörítési eljárással elérhetõ (ρ max) Legkevezõbb tömörítési víztartalom a legnagyobb száraz térfogatsûrûséghez tartozó víztartalom értéke (w opt; %). Megjegyzés: A w opt nem szükségszerûen azonos azzal a víztartalommal, amely a munkahelyi tömörítési feltételek mellett az elõírt tömörségi fok elõállításához a legelõnyösebb Egyéb fogalmak az MSZ 14043/1 szerint. 2. A VIZSGÁLAT PONTOSSÁGA A mérések pontossága feleljen meg az MSZ 14043/6-ban elõírtaknak. Ha ugyanazon talajból több vizsgálat készül, ρ max szórása 0,025 g/cm 3 -nél nem lehet nagyobb. 3. A VIZSGÁLATHOZ SZÜKSÉGES ESZKÖZÖK ÉS ELLENÕRZÉSÜK 3.1. A víztartalom, valamint a száraz térfogatsûrûség meghatározásához az MSZ 14043/6 szerinti eszközök szükségesek. * Az állami szabványok hatályára vonatkozó szabályokat a szabványosításról szóló 19/1976. (VI. 12.) MT számú renelet a tartalmazza. (A renelet közzétéve a Szabványügyi Közlöny évi 12. számában is.) A KGST-szabványoknak és a magyar állami szabványoknak a külkereskeelemben való alkalmazását a külkereskeelmi miniszter és a Magyar Szabványügyi Hivatal elnöke együttesen szabályozza. Az erre vonatkozó 12/1978. (Kk. É. 14.) KkM számú utasítás a Szabványügyi Közlöny évi 21. számában is megjelent. A jóváhagyás iõpontja: június 19. A hatálybalépés iõpontja: január 1. (9 olal)

2 MSZ 14043/ Gépi vagy kézi tömörítõ berenezés, amelynek részei: henger alakú, 51 ± 0,1 mm alsó átmérõjû, 4,50 ± 0,05 kg tömegû fém öngölõ; szerkezet, amely biztosítja, hogy a öngölõ 46 ± 0,5 cm ejtési magasságból, billenés nélkül, a lehetséges legkisebb súrlóási veszteséggel, vízszintes erõ átaása nélkül essen, a fajlagos tömörítési munka névleges értéke 2,65 ± 0,03 kj/m 3 legyen; gépi berenezésnél szerkezet a öngölõ emelésére; eények a tömörítenõ talajminta befogaására, legalább 5,0 mm falvastagságú, simafalú, nem rozsásoó fémbõl; 102 ± 0,3 mm belsõ átmérõjû, 116 ± 0,3 mm magasságú, Proctor-eény ; 152 ± 0,3 mm belsõ átmérõjû, 114 ± 0,3 mm magasságú, CBR-eény. Az eényekhez az üllõház sziláran rögzíthetõ, e eltávolítható fenéklemez, valamint felsõ tolalékgyûrû tartozik. Az üllõ tömege általában öngölõ, eény és talaj nélkül legalább 80 kg legyen. Az ennél kisebb berenezést úgy kell leerõsíteni, hogy az együttrezgõ tömeggel teljesíthetõ legyen az elõzõ feltétel. A gépi tömörítõ készüléket az 1. ábra mutatja be. 1 Meghajtó motor 2 Félautomata elektromechanikus kapcsolás vezérlés 3 Vezetõruak 4 Lánc 5 Döngölõ 6 Proctor -eény 7 Ejtésszámláló 8 Üllõ a forgató mechanizmussal 9 Golyóscsapágy 10 Körhagyó tárcsa 11 Villásugó 12 Feszítõrugó 13 Borítólemez 1. ábra Gépi tömörítõ (Proctor) készülék

3 3 MSZ 14043/ A tömörítõ berenezés elõírt méreteit legalább félévenként ellenõrizni kell Berenezés (eszközök) a talajrögök aprítására Hitelesített, 5 g pontosságú mérleg, amelynek felsõ mérési határa legalább 5 kg Rosták, 5,20 és 40 mm lyukbõséggel Lehúzó fémvonalzó, egyenes pengéjû lehúzókés, lapátok, kanalak, exszikkátor. 4. A TÖMÖRÍTÉSI VIZSGÁLAT VÉGREHAJTÁSA Megjegyzés: A laboratóriumi tömörítési vizsgálat elvégzésére két mószer ismeretes, a normál és a móosított PROCTOR vizsgálat. E szabvány a 4.2. és 4.3. szakaszok szerint, móosított PROCTOR vizsgálatot írja elõ. A normál PROCTOR vizsgálatról a Függelék a tájékoztatást A talaj elõkészítése Ha a legnagyobb szemcsenagyság max 5,0 mm, a talajból legalább 15 kg-ot, ha nagyobb, legalább 25 kg-ot kell elõkészíteni. A vizsgálat elõtt a talajrögöket úgy kell aprózni, hogy a szemcsés talaj elkülönült szemekbõl álljon, a kötött talaj rögeinek nagysága peig ne halaja meg a 8 10 mm-t. A talaj ereeti szemeloszlása ezáltal azonban nem változhat meg. Ha a talaj mm-es szemcséket is tartalmaz, akkor a urvább szemcséket 20 mm-es lyukbõségû rostával el kell távolítani, és helyettük a mintával azonos tömegû 5 20 mm közötti szemcséket a vizsgálanó anyaghoz keverni. A vizsgálatot általában a természetes nevességnek megfelelõ állapotból kell kezeni. Szemcsés talajok száraz állapotból kiinulva is vizsgálhatók. Ha max 5,0 mm, az elõkészített talajtömeget kb. 2,5 kg-os, ellenkezõ esetben kb. 5,0 kg-os minta részekre kell osztani. E minta részek nevességét úgy szabályozzuk, hogy víztartalmuk legalább két esetben a várható legkevezõbb érték (w opt) fölött, és legalább két esetben az alatt legyen. Az egyes mintarészek víztartalma közötti különbség 1,5% w 30% legyen. A talajt száraás közben + 50 o C-nál nagyobb hõhatás nem érheti. Megjegyzés: A várható legkevezõbb értékrõl a táblázat a tájékoztatást. A víztartalom beállítása után és a tömörítés elõtt a gyengén kötött talajokat legalább 4 óra hosszat, a közepesen és erõsen kötötteket legalább 16 óra hosszat úgy kell tárolni, hogy víztartalmuk ne változzon A vizsgálat végrehajtása Ha max 5,0 mm, a talajt a Proctor-eény -ben, egyébként CBR-eény -ben kell tömöríteni. Az egyes vizsgálatoknál az elõkészített talajt, tehát egy-egy 2,5, ill. 5 kg tömegû mintarészt öt, közel egyenlõ tömegû rétegben kell betömöríteni. Az üllõre rögzített eénybe a tolalékgyûrû elhelyezése után annyi talajt töltünk, hogy a beöngölés után térfogatának kb. 1/5 részét töltse meg. A lazán betöltött talaj felületét nyomás nélkül elegyengetjük, maj a Proctor-eény alkalmazása esetén 25 ütést, CBR-eény esetében 55 ütést mérünk a talajra a öngölõvel, biztosítva, hogy az ütések az egész felületen egyenletesen oszoljanak el. A következõ négy réteg betöltése és beöngölése az elsõ rétegével azonos móon végzenõ. Az utolsó beöngölés után az eény legyen tele, e a talaj felszíne legfeljebb 1,0 cm-rel lehet a henger felsõ éle fölött. A tolalékgyûrû levétele és a fenéklemez eltávolítása után a talaj felszínét az eény alsó és felsõ peremével egy magasságban kell kialakítani. Ezután a 2. fejezetben elõírt pontossággal meg kell mérni a minta neves tömegét. Az eénybõl való eltávolítás után a talajminta tetejérõl, közepérõl és aljáról egy-egy, legalább 100 g-os mintát kell venni és meg kell határozni a víztartalmukat. Ezeket a mûveleteket ugyanúgy kell elvégezni a többi elõkészített mintarészen is.

4 MSZ 14043/ AZ EREDMÉNYEK KISZÁMÍTÁSA 5.1. Mintarészenként ki kell számítani a beöngölt talajra vonatkozó ρ értékeket, ehhez a három víztartalommérés (MSZ 14043/6) ereményének számtani átlagát ( w) kell felhasználni Az 5.1. szakasz szerint meghatározott w és ρ összetartozó értékeit koorinátarenszerben ábrázoljuk és az így meghatározott pontokat folytonos vonallal összekötjük. Az így kapott Proctor-görbe csúcspontjánál leolvasható víztartalmi érték a w opt, az ehhez tartozó ρ a legnagyobb térfogatsûrûség, ρ max. 6. A TÖMÖRSÉGI FOK MEGHATÁROZÁSA 6.1. A fölmûbõl vett mintán meghatározzuk ρ értékét az MSZ 14043/6 szerint A 4. és 5. fejezet szerint meghatározzuk a vizsgált talaj ρ max értékét Kiszámítjuk a tömörségi fokot, amely a 6.1. szakasz szerinti minta száraz térfogatsûrûségének a 6.2. szakasz szerinti legnagyobb száraz térfogatsûrûségéhez viszonyított értéke százalékban kifejezve: T rρ ρ = ρ max 100 VÉGE

5 5 MSZ 14043/7 81 FÜGGELÉK F1. AZ EREDETI (NORMÁL) PROCTOR VIZSGÁLAT A móosított tömörítési vizsgálattól a következõkben különbözik: öngölõ tömege 2,49 kg, ejtési magassága 30,5 cm, a fajlagos tömörítési munka 588 J/m 3 ; a talajt 3 rétegben kell az eényben tömöríteni. Ha a vizsgálat így készült, akkor az aatközlés során erre külön utalni kell. F2. TALAJOK TÖMÖRÍTÉSI SAJÁTOSSÁGAINAK TÁJÉKOZTATÓ ÉRTÉKEI Talajnem Plasztikus inex (I p), % (Talajnemek az MSZ 14043/2 szerint) Egyenlõtlenségi mutató (U) Legkevezõbb víztartalom (w opt), % Legnagyobb száraz térfogatsûrûség (ρ max), g/cm 3 Homokos kavics, kavicsos homok Iszapos kavics, iszapos kõtörmelék Finom homok (futóhomok) Finom homok (Balaton parti) ,95 2, ,00 2,25-1,3 2, ,70 1,82-1,3 1, ,58 1,66 Iszapos homok - 5,0 2,5 5, ,90 2,05 1,82 1,95 Iszapos homokliszt, homokliszt ,90 1,98 Iszap , Sovány agyag ,78 1,92 Közepes agyag , Kövér agyag 30 (45) , Megjegyzés: A táblázat aatai tufás, márgás és kémiai szempontból az átlagostól jelentõsen eltérõ (pl. szikes, erõsen meszes) talajokra tájékoztatólag sem érvényesek. F3. TÉRFOGATMÉRÉS KÖZVETETT MÓDSZEREKKEL F3.1. Térfogatmérés homokszórással F A mérés elve, hogy a kiemelt talajmintát ismert térfogatú homokkal helyettesítjük.

6 MSZ 14043/ F A méréshez a 3. fejezet szerintieken kívül a következõ eszközök szükségesek: homokszórókészülék, töltõrekesszel és tolóretesszel (2. ábra), Homokszórókészülék 1 Homoktartály 2 Retesz 3 Töltõrekesz 2. ábra henger alakú, ismert térfogatú kalibráló eény (3. ábra), 3. ábra Kalibráló eény max száraz homok, amelyben 2 és 2 mm 0,1 mm, min merev fémlemez legalább 300 x 300 mm-es, középen 100 mm átmérõjû, kör alakú nyílással, eszközök a göör mélyítésére.

7 7 MSZ 14043/7 81 F A vizsgálathoz használt mérõ homok térfogatsûrûségének meghatározása. A négyzetes lemezt vízszintes, sík felületre helyezzük. A zárt reteszû készülék homoktartályát teljesen megtöltjük homokkal. Ezután a töltõrekeszt a négyzetes lemez nyílására illesztjük, a reteszt kinyitjuk és hagyjuk a homokot kiszóróni. A homok mozgásának megszûnése után a reteszt zárjuk, és a készüléket leemeljük. A kiömlött homokot gonosan összegyûjtjük, és tömegét megmérjük (m 1). A homokkal ismét teljesen megtöltött szórókészülék tömegét (m 2) megmérjük és zárt reteszállás mellet a lemezre, ezt peig a kalibráló eény nyitott részére helyezzük. A reteszt kinyitva a homokot hagyjuk kifolyni, s amint a homok mozgása megszûnt, a reteszt elzárjuk. Ezután a készüléket leemelve, tömegét lemérjük (m 3). A kalibráló eény feltöltéséhez szükséges homok tömeg ahol m k = m 2 - (m 3 + m 1). A töltõhomok térfogatsûrûsége ρ = m k h V V a kalibráló eény térfogata. A töltõhomok térfogatsûrûségét három mérés átlagaként kell számításba venni ( ρ ). F Helyszíni vizsgálat A vizsgálanó réteg felületén a négyzet alakú lemez méretének megfelelõ nagyságú területet elegyengetünk, maj a lemezt ráhelyezzük. A lemez kör alakú nyílása alatt legalább 10 cm mély, közel függõleges és sima falú göröt készítünk úgy, hogy a göörben laza talaj ne marajon. A kiemelt talajt gonosan összegyûjtjük és meghatározzuk a száraz tömegét (m ). A homokkal teljesen megtöltött m 2 tömegû homokszórókészüléket zárt reteszállás mellett központosan ráillesztjük a göör fölött hagyott lemezre, maj a reteszt nyitva, a homokot a göörbe engejük. Amint a homok mozgása megszûnt, a reteszt elzárjuk, és a készüléket leemelve, tömegét megmérjük (m 4). A göör kitöltéséhez szükséges homok tömege (m g): A talaj száraz térfogatsûrûsége (ρ ): ahol ρ ). ( h ρ m g = m 2 - (m 4 + m 1) m = m g ρ m h = m g mk V a töltõhomok meghatározott átlag térfogatsûrûsége. h

8 MSZ 14043/ F3.2. Térfogatmérés gumimembrános készülékkel F A vizsgálathoz szükséges eszközök: gumimembrános készülék. A készülék ugattyújának nyelve beosztásos, ezáltal a térfogat meghatározható. A készülékhez alaplemez és szállítási talp is tartozik; mintavételi eények; a minta kiemeléséhez szükséges eszközök. F A vizsgálat végrehajtása 1 Kiemelt talaj 2 Leolvasó beosztás 3 Kalibrált henger 4 Dugattyú 5 Víz 6 Lerögzített fémlap 7 Gumizsák (0,2 0,3 mm falvastagság) 4. ábra Gumimembrános készülék A vizsgálanó réteg felületén a szükséges területet elegyengetjük, maj az alaplemezt ráhelyezzük és rögzítjük. A készüléket a ugattyú üres nyelvén át vízzel feltöltjük, maj a ugattyút kissé benyomva, a hengerbõl a levegõt kihajtjuk. Ezután a töltõnyílást lezárjuk. A készüléket az alaplemezre helyezzük és a ugattyút lenyomva a membránt a mérenõ felületre szorítjuk. A nyélen a térfogatot leolvassuk (V o).

9 9 MSZ 14043/7 81 A ugattyút visszahúzzuk és a készüléket leemelve a szállítási talpra helyezzük. Az alaplemez kör alakú nyílásán át cm mély függõleges és simafalú, henger alakú göröt készítünk, és a kiemelt anyagot gonosan eénybe gyûjtjük. A készüléket az alaplemezre visszahelyezve rögzítjük, maj a ugattyút aig nyomjuk lefelé, míg a membrán az üreg falához nyomóik. Ekkor ismét leolvassuk a nyél osztásán a térfogatot (V 1), maj a készüléket a szállítási talpra helyezzük. F Az eremény kiszámítása Kiszámítjuk a göör térfogatát (V): V = V 1 - V o Meghatározzuk a talaj víztartalmát (w) az MSZ 14043/6 szerint százalékban. Megmérjük a kiemelt anyag tömegét (m n), és kiszámítjuk a talaj száraz térfogatsûrûségét (ρ ): ρ = mn (V V )(1 + 0,01w) 1 o F4. TÖMÖRSÉGMÉRÉS EGYÉB MÓDSZEREKKEL A talajok térfogatsûrûsége meghatározható még szonázással vagy raioizotópos méréssel is. A szövegben említett magyar állami szabványok Talajmechanikai vizsgálatok. Általános elõírások és jelölések... MSZ 14043/1. Talajok osztályozása és megnevezése talajmechanikai szempontból... MSZ 14043/2. A talajt alkotó fázisok térfogat- és tömegarányai... MSZ 14043/6. A talajok szervesanyagtartalmának meghatározása... MSZ 14043/9 * * Elõkészületben A szabvány alkalmazása elõtt gyõzõjön meg arról, hogy nem jelent-e meg móosítása, kiegészítése, helyesbítése, illetve hatálytalanítása, mert a szabványt kibocsátója a mûszaki halaásnak megfelelõen iõnként átolgozza. A szabvány érvényességében beálló minen változást a Magyar Szabványügyi Hivatal a Szabványügyi Közlönyben hiret meg; beszerezhetõ a Posta Központi Hírlapiroánál. A gyakorlati tapasztalatok alapján ajánlatosnak látszó helyesbítõ, móosító inítványokat, észrevételeket megfelelõ inokolással a Magyar Szabványügyi Hivatalhoz, Buapest IX., Üllõi út 25. (levélcím: Buapest, Pf ) lehet benyújtani. A szabvány beszerezhetõ a Szabványboltban Buapest IX., Üllõi út 24 (levélcím: Buapest, Pf ). F.k.: az MSZH Kiaói és Tájékoztatási Igazgatóság vezetõje /1, 400 pl. MSZH Nyoma, Buapest F.v.: Nagy László