Коэффициент разрыхления песка при перевозке: Коэффициент разрыхления грунта при перевозке

Содержание

Коэффициент разрыхления грунта при перевозке

Коэффициент первоначального разрыхления грунта — это коэффициент показывающий увеличение объема грунта при его разработке и складированию в отвалах или насыпях, по сравнению с объемом грунта в состоянии естественной плотности.

Или проще, коэффициент показывающий насколько грунт увеличиться в объеме при его разработке (то есть разрыхлении землеройными механизмами)

Коэффициент первоначального разрыхления грунта нормируется в приложении 2 ЕНиР Е2 В1 (Земляные работы. Механизированные и ручные земляные работы.), так как в других нормативных документах данной информации нет (СП 45.13330 2017 (2011) Земляные сооружения основания и фундаменты и ГЭСНах).

Таблица прил. 2 ЕНиР Е2В1 — Показатели разрыхления грунтов и пород

Первоначальное увеличение объема грунта после разработки, %

В таблице указан процент увеличения объема грунта при разрыхлении!

Например: Необходимо определить объем грунта для вывоза на автосамосвалах, если известно, что геометрический объем котлована V_геом. равен 1000 м 3 , грунт в котловане — суглинок тяжелый.

Согласно таблице, первоначальное увеличение суглинка принято 27 % (как среднее между 24 и 30 %), следовательно коэффициент первоначального разрыхления составит:

Объем грунта для вывоза со строительной площадки составит:

V_вывоза=V_геомх k_{первонач.разр.} = V_геом х 1.27=1000х1.27=1270 м 3 .

При некоторых строительных работах происходит разработка грунта для закладки фундамента.Для планирования работ, связанных с выемкой и вывозом земли, следует учитывать некоторые особенности: разрыхление, влажность, плотность.

Представленная ниже таблица коэффициента разрыхления грунта поможет вам определить увеличение объема почвы при ее выемке из котлована.

Скальные, каменные, горные и сцементированные породы – разработка возможна лишь с применением дробления или с использованием технологии взрыва.
Глина, песок, смешанные типы пород – выборка производится вручную или механизировано с помощью бульдозеров, экскаваторов или другой специализированной техники.

Свойства

Разрыхление – увеличение объема земли при выемке и разработке.
Влажность – соотношение массы воды, которая содержится в земле, к массе твердых частиц. Определяется впроцентах: грунт считается сухим при влажности менее 5%, превышающий отметку 30% – мокрый, в диапазоне от 5 до 30% – нормальная влажность. Чем более влажный состав, тем более трудоемкий процесс его выемки, исключением является глина (чем более сухая – тем сложнее ее разрабатывать, слишком влажная – приобретает вязкость, липкость).
Плотность – масса 1 м3 грунта в плотном (естественном) состоянии. Самые плотные и тяжелые скальные породы, наиболее легкие – песчаные, супесчаные почвы.
Сцепление – величина сопротивления к сдвигу, песчаные и супесчаные почвы имеют показатель – 3–50 кПа, глины, суглинки — 5–200 кПа.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), коэффициент разрыхления грунта (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

1	Глина ломовая	28-32
2	Глина мягкая жирная	24-30
3	Глина сланцевая	28-32
4	Гравийно-галечные грунты	16-20
5	Растительный грунт	20-25
6	Лесс мягкий	18-24
7	Лесс твердый	24-30
8	Мергель	33-37
9	Опока	33-37
10	Песок	10-15
11	Разборно-скальные грунты	30-45
12	Скальные грунты	45-50
13	Солончак и солонец мягкие	20-26
14	Солончак и солонец твердые	28-32
15	Суглинок легкий и лессовидный	18-24
16	Суглинок тяжелый	24-30
17	Супесь	12-17
18	Торф	24-30
19	Чернозем и каштановый грунт	22-28
20	Шлак	14-18

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Проанализировав таблицу, можно сказать, что первоначальный коэффициент разрыхления грунта прямо пропорционален диапазону плотности, проще говоря, чем более плотная и тяжелая почва в природных условиях, тем больший ее объем при разработке.

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7

Как рассчитать проведение необходимых работ

Для расчета необходимых работ следует знать геометрические размеры планируемого котлована. Далее умножьте коэффициент первоначального разрыхления на объем земли в природном состоянии.

В результате вы получите объем, который будет изъят из строительного карьера. Теперь очень просто рассчитать количество изъятой земли для складирования, погрузки, транспортировки для утилизации.

Посмотрите видео: ВИДЫ ГРУНТА. ГЕОЛОГИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ УЧАСТКА

Для составления сметы и оценки стоимости работ мало знать габариты котлована, необходимо также учитывать особенности грунта. Одной из таких характеристик является коэффициент разрыхления грунта, позволяющий определить увеличение объема при выемке его из котлована.

Все грунты с точки зрения строительства можно разделить на две группы:

Сцементированные, или скальные – каменные горные породы, разработка которых возможна только с применением технологий взрыва или дробления;
Несцементированные — выборка которых проводится вручную или с помощью экскаваторов, бульдозеров, другой спецтехники. К ним относятся пески, глины, смешанные типы грунтов.

На сложность разработки и стоимость земляных работ влияют следующие свойства грунтов:

Влажность – отношение массы воды, содержащейся в грунте, к массе твердых частиц;
Сцепление – сопротивление сдвигу;
Плотность — то есть масса одного кубического метра грунта в естественном состоянии;
Разрыхляемость – способность увеличиваться в объеме при выемке и разработке.

Таблица разрыхления грунта.

Исходя из строительных норм и правил (СНИП), КРГ (первоначальный), показатель плотности в соответствии категории, приведены в таблице:

Категория	Наименование	Плотность, тонн / м3	Коэффициент разрыхления
І	Песок влажный, супесь, суглинок, разрыхленный	1,4–1,7	1,1–1,25
І	Песок рыхлый, сухой	1,2–1,6	1,05–1,15
ІІ	Суглинок, средний -мелкий гравий, легкая глина	1,5–1,8	1,2–1,27
ІІІ	Глина, плотный суглинок	1,6–1,9	1,2–1,35
ІV	Тяжелая глина, сланцы, суглинок со щебнем, гравием, легкий скальный грунт	1,9–2,0	1,35–1,5

Существуют также вычисления коэффициента остаточного разрыхления грунта, результат определяет, насколько почва поддается осадке при слеживании, при контакте с водой или утрамбовке. В строительстве эти расчеты имеют огромное значение для определения количества необходимого материала, а также их учитывают при складировании, утилизации земли.

Вся необходимая информация представлена далее в статье:

Наименование	Первоначальное увеличение объема после разработки, %	Остаточное разрыхление, %
Глина ломовая	28–32	6–9
Гравийно-галечные	16–20	5–8
Растительный	20–25	3–4
Лесс мягкий	18–24	3–6
Лесс твердый	24–30	4–7
Песок	10–15	2–5
Скальные	45–50	20–30
Солончак, солонец
мягкий	20–26	3–6
твердый	28–32	5–9
Суглинок
легкий, лессовидный	18–24	3–6
тяжелый	24-30	5-8
Супесь	12-17	3-5
Торф	24-30	8-10
Чернозем, каштановый	22-28	5-7

КР по СНИП.

Коэффициент разрыхления грунта по СНИП:

КР рыхлой супеси, влажного песка или суглинка при плотности 1.5 составляет 1,15 (категория первая).
КР сухого неуплотненного песка при плотности 1,4 составляет 1,11 (категория первая).
КР легкой глины или очень мелкого гравия при плотности 1,75 составляет 1,25 (третья вторая).
КР плотного суглинка или обычной глины при плотности 1,7 составляет 1,25 (категория третья).
КР сланцев или тяжелой глины при плотности 1,9 составляет 1,35. Плотность оставляем по умолчанию, т/м3.

Рассчитываем самостоятельно.

Допустим, вы хотите разработать участок. Задача — узнать какой объем грунта получится после проведенных подготовительных работ.

Известны следующие данные:

ширина котлована — 1,1 м;
вид почвы — влажный песок;
глубина котлована — 1,4 м.

Вычисляем объем котлована (Xk):

Xk = 41*1,1*1,4 = 64 м3.

Теперь смотрим первоначальное разрыхление (по влажному песку) по таблице и считаем объем, который получим уже после работ:

Xr = 64*1,2 = 77 м3.

Таким образом, 77 кубов — это тот объем пласта, который подлежит вывозу по окончанию работ.

Для чего определяют разрыхления грунта?

Объемы почвы до разработки и после выемки существенно различаются. Именно расчеты позволяют подрядчику понять, какое количество грунта придется вывезти. Для составления сметы этой части работ учитываются: плотность почвы, уровень ее влажности и разрыхление.

В строительстве виды почвы условно делят на два основные вида:

Первый вид — называют скальным. Это преимущественно горные породы (магматические, осадочные и т.д.). Они водоустойчивы, с высокой плотностью. Для их разработки (разделения) применяют специальные технологии взрыва.

Второй вид — породы несцементированные. Они отличаются дисперсностью, проще обрабатываются. Их плотность гораздо ниже, поэтому разработку можно вести ручным способом, с применением специальной техники (бульдозеров, экскаваторов). К несцементированному виду относят пески, суглинки, глину, чернозем, смешанные грунтовые смеси.

Что такое коэффициент уплотнения песка и щебня? Как делается расчет?

Расчет потребности в нерудных материалах при строительстве может давать различные результаты из-за состояния сыпучей массы — щебень и песок не монолитны, в зависимости от условий перевозки и хранения их плотность и влажность меняются. Для крупных проектов такие изменения могут стать причиной серьезного перерасхода средств, кроме того, работы, связанные с засыпкой, требуют определенного уплотнения грунта.

Существует несколько критериев, на которые можно опираться при проведении расчетов, если речь идет о песке и щебне для отсыпки. Это насыпная плотность материала и коэффициент уплотнения, по которому можно определить реальную потребность для определенных операций. Провести собственные исследования нерудного материала на реальную плотность очень сложно, поскольку возникают трудности с точным взвешиванием больших объемов. Например, строительный песок еще до использования подвергается нескольким видам воздействий:

рыхление и промывка вовремя добычи и разделения на фракции;

изменение плотности под действием силы тяжести при первичном хранении;
рыхление в процессе загрузки в транспорт;
трамбовка при перевозке — это сложный комплекс факторов, зависящий от того, каким способом перевозится материал с места добычи;
изменения влажности происходят несколько раз, в зависимости от условий складирования и транспортировки.

В результате на строительную площадку попадает песок, прошедший несколько циклов изменения структуры насыпной массы. При этом речной песок в силу большей однородности и физических свойств зерен оказывается более предсказуемым в поведении. Нормативные показатели по плотности песка оговорены в ГОСТ 8736-93, ГОСТ 7394-85 и 25100-95 и СНиП 2.05.02-85, однако, в проекте для конкретного строения и участка могут приводиться и несколько отличные показатели. Для приведения их к единому пониманию и расчету используется коэффициент уплотнения, применяемый к условиям определенных строительных работ и методов трамбовки.

Расчет уплотнения песка с использованием коэффициента

При расчете реальной потребности в закупке песка принимается во внимание не только его первичное состояние на складах поставщика, но и способность массы к уплотнению во время засыпки на место и последующей трамбовки. Различается несколько вариантов выполнения работ с песком — это засыпка котлованов, заполнение пустот между грунтом и строением (монолитом), заполнение и ремонт траншей при строительстве сооружений и ремонте (реконструкции) дорог.

Трамбовка может выполняться катками, виброплитами, виброштампами и ручными способами, и всякий раз песок будет уплотняться по-разному. Для унификации расчетов потребности в материале принято использовать усредненные коэффициенты уплотнения песка, которые применяют для перевода абсолютного показателя (от поставщика) в относительный — для конкретного типа задания. Эти поправки позволяют оптимизировать подсчет и снизить потери от неправильного определения количества материала.

Вид работ	Коэффициент уплотнения
Повторная засыпка котлованов	0,95
Заполнение пазух	0,98
Обратное наполнение траншей	0,98
Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями	0,98 — 1

Для расчета достаточно умножить нормативный или паспортный показатель на приведенный коэффициент — при больших объемах закупки поправка позволит точнее рассчитать потребность и сократить непроизводительные потери.

Расчет уплотнения щебня с использованием коэффициента

Учет уплотнения щебня с технической точки зрения сложнее, поскольку этот материал имеет более крупное зерно. Для лабораторных исследований проводится пять выборочных измерений с жесткими требованиями, но выполнить их на строительной площадке невозможно. Поэтому для расчетов применяется простой способ — данные из паспорта продукции умножаются на коэффициент. Например, щебень 20-40 в количестве одного кубометра будет весить примерно 1,4 тонны. Это укладывается в рамки, установленные СНиП 3.06.03-85.

Стандарт требует, что при перевозке материала применялся коэффициент 1,1, а вот при укладке и последующей трамбовке — 1,52, что следует учитывать при расчетах закупки в количестве более пяти кубометров. Цена кубометра щебня при пересчете на большой объем может сильно варьироваться, если не принять во внимание коэффициент уплотнения, который находится в пределах 1,3 — 1,5 в зависимости от условий.

При этом делать расчет с использованием коэффициента при расклинцовке крупных фракций не имеет смысла — щебень 5-20 засыпается на более крупный материал и трамбуется так, что его уплотнение теряет значение.

Строительная практика показывает, что точный расчет закупки песка и щебня с учетом коэффициентов уплотнения дает эффект на объемах примерно 5 кубометров и более. При меньших объемах погрешность измерения и самого расчета создает отклонения, которые не позволяют с высокой точностью определить заданные величины.

Для крупных строительных и дорожных объектов эти показатели учитываются на проектном уровне, а подрядчик, закупая нерудные материалы, руководствуется документацией и существующим значениями коэффициентов. В масштабе небольшого сооружения, при объемах, не превышающих пяти кубометров материала, изменение общей стоимости покупки будет незначительным.

Похожие услуги

Подводно-технические работы

Обладая необходимыми средствами, механизмами и строительной техникой, специалисты компании «Флот Неруд» производят любые подводно-технические работы. Методы, особенности и характер водолазного обследования во многом зависят от поставленных заказчиком целей. Обладая необходимыми средствами, механизмами и строительной техникой, специалисты компании «Флот Неруд» производят любые подводно-технические работы. Методы, особенности и характер водолазного обследования во многом зависят от поставленных заказчиком […]

SDLG: спецтехника высокого качества

Компания SDLG является одним из крупнейших производителей спецтехники в Китае. По объемам производимой продукции она уступает только таким брендам, как XCMA, Liugong, Longgong. В течение последних пяти лет SDLG входит в пятьдесят лучших изготовителей фронтальных погрузчиков. При этом дата основания этой компании – 1972 год. Компания SDLG является одним из крупнейших производителей спецтехники в Китае. […]

Разработка котлована и вывоз мусора

Одним из видов строительных работ, которые часто проводятся, является разработка котлованов. Обустройство котлована – трудоемкий строительный процесс. Во многом от качества проведения работ на данном этапе зависит будущее строительства. Кроме того, необходимо учитывать то, что котлован и вывоз грунта – два неразрывных понятия, поэтому необходимо позаботиться не только о планировке строительной площадке, но и о […]

таблица расчет плотности, ПГС при трамбовке глины, определение при обратной засыпке грунта

Коэффициент уплотнения необходимо определять и учитывать не только в узконаправленных сферах строительства. Специалисты и обычные рабочие, выполняющие стандартные процедуры использования песка, постоянно сталкиваются с необходимостью определения коэффициента.

Коэффициент уплотнения активно используется для определения объема сыпучих материалов, в частности песка,
но тоже относится и к гравию, грунту. Самый точный метод определения уплотнения – это весовой способ.

Широкое практическое применение не обрел из-за труднодоступности оборудования для взвешивания больших объемов материала или отсутствия достаточно точных показателей. Альтернативный вариант вывода коэффициента – объемный учет.

Единственный его недостаток заключается в необходимости определения уплотнения на разных стадиях. Так рассчитывается коэффициент сразу после добычи, при складировании, при перевозке (актуально для автотранспортных доставок) и непосредственно у конечного потребителя.

Факторы и свойства строительного песка

Коэффициент уплотнения – это зависимость плотности, то есть массы определенного объема, контролируемого образца к эталонному стандарту.

Эталонные показатели плотности выводятся в лабораторных условиях. Характеристика необходима для проведения оценочных работ о качестве выполненного заказа и соответствии требованиям.

Для определения качества материала используются нормативные документы, в которых прописано эталонные значения. Большинство предписаний можно найти в ГОСТ 8736-93, ГОСТ 7394-85 и 25100-95 и СНиП 2.05.02-85. Дополнительно может оговариваться в проектной документации.

В большинстве случаев коэффициент уплотнения составляет 0,95-0,98 от нормативного значения.

Вид работ	Коэффициент уплотнения
Повторная засыпка котлованов	0,95
Заполнение пазух	0,98
Обратное наполнение траншей	0,98
Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями	0,98 – 1

«Скелет» – это твердая структура, которая имеет некоторые параметры рыхлости и влажности. Объемный вес обычно рассчитывается на основании взаимозависимости массы твердых частиц в песке, и той, которую бы приобрела смесь, если бы вода занимала всё пространство грунта.

Лучшим выходом для определения плотности карьерного, речного, строительного песка является проведение лабораторных исследований на основании нескольких проб взятых у песка. При обследовании грунт поэтапно уплотняют и добавляют влагу

, это продолжается до достижения нормированного уровня влажности.

После достижения максимальной плотности определяется коэффициент.

Коэффициент относительного уплотнения

Выполняя многочисленные процедуры по добыванию, транспортировке, хранению, очевидно, что насыпная плотность несколько меняется. Это связано с трамбовкой песка при перевозке, длительное нахождение на складе, впитывание влаги, изменение уровня рыхлости материала, величины зерен.

В большинстве случаев проще обойтись относительным коэффициентом – это отношение между плотностью «скелета» после добычи или нахождения на складе к той, которую он приобретает доходя до конечного потребителя.

Зная норму какой характеризуется плотность при добыче, указывается производителем, можно без проведения постоянных обследований определять конечный коэффициент грунта.

Информация об этом параметре должна быть указана в технической, проектной документации. Определяется путем расчетов и соотношения начальных и конечных показателей.

Плотность

Такой метод подразумевает регулярные поставки от одного производителя и отсутствие изменений в каких-либо переменных. То есть транспортировка происходит одинаковым методом, карьер не изменил свои качественные показатели, длительность пребывания на складе приблизительно одинаковая и т.д.

Для выполнения расчетов необходимо учитывать такие параметры:

характеристики песка, основными считаются прочность частиц на сжатие, величина зерна, слеживаемость;
определение максимальной плотности материала в лабораторных условиях при добавлении необходимого количества влаги;
насыпной вес материала, то есть плотность в естественной среде расположения;
тип и условия транспортировки. Наиболее сильная утряска у автомобильного и железнодорожного транспорта. Песок менее подвергается уплотнению при морских доставках;
погодные условия при перевозке грунта. Нужно учитывать влажности и вероятность воздействия со стороны минусовых температур.

Как посчитать плотность во время добычи из котлована

В зависимости от типа котлована, уровня добычи песка, его плотность также изменяется. При этом важное значение играет климатическая зона, в который проводятся работы по добыче ресурса. Документами определяется следующие коэффициенты в зависимости от слоя и региона добычи песка.

Уровень земляного полотна	Глубина слоя, м	С усовершенствованным покрытием		Облегченные или переходные покрытия
		Климатические зоны
		I-III	IV-V	II-III	IV-V
Верхний слой	Менее 1,5	0,95-0,98	0,95	0,95	0,95
Нижний слой без воды	Более 1,5	0,92-0,95	0,92	0,92	0,90-0,92
Подтапливаемая часть подстилающего слоя	Более 1,5	0,95	0,95	0,95	0,95

В дальнейшем на этом основании можно рассчитать плотность, но нужно учесть все воздействия на грунт, которые меняют его плотность в одном или другом направлении.

При трамбовке материала и обратной засыпке

Обратная засыпка – это процесс заполнения котлована, предварительно вырытого, после возведения необходимых строений или проведения определенных работ. Обычно засыпается грунтом, но кварцевый песок используется также часто.

Трамбовка считается необходимым процессом при этом действии, так как позволяет вернуть прочность покрытию.

Для выполнения процедуры необходимо иметь специальное оборудование. Обычно используется ударные механизмы или те, что создают давление.

Обратная засыпка

В строительстве активно применяются виброштамп и вибрационная плита различного веса и мощности.

Вибрационная плита

Коэффициент уплотнения также зависит от трамбовки, она выражена в виде пропорции. Это необходимо учитывать, так как при увеличении уплотнения одновременно уменьшается объемная площадь песка.

Стоит учитывать, что все виды механического, наружного уплотнения способны воздействовать только на верхний слой материала.

Основные виды и способы уплотнения и их влияние на верхние слои грунта представлены в таблице.

Тип уплотнения	Количество процедур по методу Проктора 93%	Количество процедур по методу Проктора 88%	Максимальная толщина обрабатываемого слоя, м
Ногами	–	3	0,15
Ручной штамп (15 кг)	3	1	0,15
Виброштамп (70 кг)	3	1	0,10
Виброплита – 50 кг	4	1	0,10
100 кг	4	1	0,15
200 кг	4	1	0,20
400 кг	4	1	0,30
600 кг	4	1	0,40

Для определения объема материала для засыпки необходимо учесть относительный коэффициент уплотнения. Это связано с изменением физических свойств котлована после вырывания песка.

При заливке фундамента необходимо знать правильные пропорции песка и цемента. Перейдя по ссылке ознакомитесь с пропорциями цемента и песка для фундамента.
Цемент является специальным сыпучим материалом, который по своему составу представляет минеральной порошок. Тут о различных марках цемента и их применении.
При помощи штукатурки увеличивают толщину стен, из за чего увеличивается их прочность. Здесь узнаете, сколько сохнет штукатурка.

Извлекая карьерный песок тело карьера становится более рыхлым и поэтапно плотность может несколько уменьшаться. Необходимо проводить периодические проверки плотности с помощью лаборатории, особенно при изменении состава или расположения песка.

Более подробно о уплотнении песка при обратной засыпке смотрите на видео:

Как определить плотность песчаного слоя при транспортировке

Транспортировка сыпучих материалов имеет некоторые особенности, так как вес достаточно большой и наблюдается изменение плотности ресурсов.

В основном песок транспортируют при помощи автомобильного и железнодорожного транспорта, а они вызывают встряхивание груза.

Перевозка автомобилем

Постоянные вибрационные удары на материалы воздействуют на него подобно уплотнению от виброплиты. Так постоянное встряхивание груза, возможное воздействие дождя, снега или минусовых температур, увеличенное давление на нижний слой песка – все это приводит к уплотнению материала.

Причем длина маршрута доставки имеет прямую пропорцию с уплотнением, пока песок не дойдет до максимально возможной плотности.

Морские доставки меньше подвержены влиянию вибраций, поэтому песок сохраняет больший уровень рыхлости, но некоторая, небольшая усадка все равно наблюдается.

Перевозка морским транспортом

Для расчета количества строительного материала необходимо относительный коэффициент уплотнения, который выводится индивидуально и зависит от плотности в начальной и конечной точке, умножить на требуемый объем, внесенный в проект.

Как рассчитать в условиях лаборатории

Необходимо взять песок из аналитического запаса, порядка 30 г. Просеять сквозь сито с решеткой в 5 мм и высушить материал до приобретения постоянного значения веса. Приводят песок к комнатной температуре. Сухой песок следует перемешать и разделить на 2 равные части.

Далее необходимо взвесить пикнометр и заполнить 2 образца песком. Далее в таком же количестве добавить в отдельный пикнометр дисциллированной воды, приблизительно 2/3 всего объема и снова взвесить. Содержимое перемешивается и укладывается в песчаную ванну с небольшим наклоном.

Для удаления воздуха необходимо прокипятить содержимое 15-20 минут. Теперь необходимо охладить до комнатной температуры пикнометр и отереть. Далее доливают до отметки дисциллированной воды и взвешивают.

Далее переходят к расчетам. Методика, которая помогает определить плотность и основная формула:

P = ((m – m1)*Pв) / m-m1+m2-m3, где:

m – масса пикнометра при заполнении песком, г;
m1 – вес пустого пикнометра, г;
m2 – масса с дисциллированной водой, г;
m3 – вес пикнометра с добавлением дисциллированной воды и песка, при этом после избавления от пузырьков воздуха
Pв – плотность воды

При этом проводится несколько замеров, исходя из количества предоставленных проб на проверку. Результаты не должны быть с расхождением более 0,02 г/см3. В случае большого расхода полученных данных выводится средне арифметическое число.

Смета и подсчеты материалов, их коэффициентов – это основная составляющая часть строительства любых объектов, так как помогает понять количество необходимого материала, а соответственно затраты.

Для правильного составления сметы необходимо знать плотность песка, для этого используется информация предоставленная производителем, на основании обследований и относительный коэффициент уплотнения при доставке.

Из-за чего изменяется уровень сыпучей смеси и степень уплотнения

Песок проходит через трамбовку, не обязательно специальную, возможно в процессе перемещения. Посчитать количество материала полученного на выходе достаточно сложно, учитывая все переменные показатели. Для точного расчета необходимо знать все воздействия и манипуляции, проведенные с песком.

Конечный коэффициент и степень уплотнения зависит от разнообразных факторов:

способ перевозки, чем больше механических соприкосновений с неровностями, тем сильнее уплотнение;
длительность маршрута, информация доступна для потребителя;
наличие повреждений со стороны механических воздействий;
количество примесей. В любом случае посторонние компоненты в песке придают ему больший или меньший вес. Чем чище песок, тем ближе значение плотности к эталонному;
количество попавшей влаги.

Сразу после приобретения партии песка, его следует проверить.

Какие пробы берут для определения насыпной плотности песка для строительства

Нужно взять пробы:

для партии менее 350 т – 10 проб;
для партии 350-700 т – 10-15 проб;
при заказе выше 700 т – 20 проб.

Полученные пробы отнести в исследовательское учреждение для проведения обследований и сравнения качества с нормативными документами.

Заключение

Необходимая плотность сильно зависит от типа работ. В основном уплотнение необходимо для формирования фундамента, обратной засыпки траншей, создания подушки под дорожное полотно и т.д. Необходимо учитывать качество трамбовки, каждый вид работы имеет различные требования к уплотнению.

В строительстве автомобильных дорог часто используется каток, в труднодоступных для транспорта местах используется виброплита различной мощности.

Так для определения конечного количества материала нужно закладывать коэффициент уплотнения на поверхности при трамбовке, данное отношение указывается производителем трамбовочного оборудования.

Всегда учитывается относительный показатель коэффициента плотности, так как грунт и песок склонны менять свои показатели исходя из уровня влажности, типа песка, фракции и других показателей.

Коэффициент уплотнения для песка как заложить в смету

Главная » Разное » Коэффициент уплотнения для песка как заложить в смету

что такое и как рассчитать

Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов

Коэффициент уплотнения – это показатель, демонстрирующий, насколько изменяется объем сыпучего материала после трамбовки или перевозки. Определяется он по соотношению общей и максимальной плотности.

Любой сыпучий материал состоит из отдельных элементов – зерен. Между ними всегда есть пустоты, или поры. Чем выше процент этих пустот, тем больший объем будет занимать вещество.

Попробуем объяснить это простым языком: вспомните детскую игру в снежки. Чтобы получить хороший снежок, нужно зачерпнуть из сугроба горсть побольше и посильнее ее сжать. Таким образом мы сокращаем количество пустот между снежинками, то есть уплотняем их. При этом уменьшается и объем.

То же самое будет, если насыпать в стакан немного крупы, а затем встряхнуть ее или утрамбовать пальцами. Произойдет уплотнение зерен.

Иными словами, коэффициент уплотнения – это и есть разница между материалом в его обычном состоянии и утрамбованном.

Для чего нужно знать коэффициент уплотнения

Знать коэффициент уплотнения для сыпучих материалов необходимо, чтобы:

Проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанное количество материала
Купить правильное количество песка, щебня, отсева для засыпки котлованов, ям или канав
Рассчитать вероятную усадку грунта при закладке фундамента, прокладке дороги или тротуарной плитки
Правильно рассчитать количество бетонной смеси для заливки фундаментов или перекрытий

Дальше мы подробнее расскажем обо всех этих случаях.

Коэффициент уплотнения при транспортировке

Представьте, что самосвал везет 6 м³ щебня с карьера на объект заказчика. В пути ему попадаются ямы и выбоины. Под воздействием вибрации зерна щебня уплотняются, объем сокращается до 5,45 м³. Это называется утряской материала.

Как же убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах? Для этого нужно знать конечный объем материала (5,45 м³) и коэффициент уплотнения (для щебня он равен 1,1). Эти две цифры перемножаются, и получается начальный объем – 6 кубов. Если он не совпадает с тем, что написано в документах, значит мы имеем дело не с утряской щебня, а с недобросовестным продавцом.

Коэффициент уплотнения при засыпке ям

В строительстве есть такое понятие как усадка. Грунт или любой другой сыпучий материал уплотняется и уменьшается в объеме под действием собственного веса или давлением различных конструкций (фундамента, тротуарных плит). Процесс усадки нужно обязательно учитывать при засыпке канав, котлованов. Если этого не сделать, через некоторое время образуется новая яма.

Чтобы заказать необходимое количество материала для засыпки, нужно знать объем ямы. Если вам известна ее форма, глубина и ширина, можете воспользоваться для расчета нашим калькулятором. После этого полученную цифру нужно умножить на насыпную плотность материала и его коэффициент уплотнения.

При засыпке правильно рассчитанного материала в яму может получиться холмик. Дело в том, что в естественных условиях усадка происходит за определенный промежуток времени. Ускорить процесс можно с помощью трамбовки. Ее проводят вручную или с помощью специальных механизмов.

Коэффициент уплотнения в строительстве

Наверное, вам известны случаи, когда в зданиях сразу после постройки появлялись трещины. А ямы на новых дорогах или провалившаяся тротуарная плитка на дорожках и во дворах? Это случается, если неправильно рассчитать усадку грунта и не предпринять соответствующие меры по ее устранению.

Чтобы знать усадку, используется коэффициент уплотнения. Он помогает понять, насколько утрамбуется тот или иной грунт в определенных условиях. Например, под давлением веса здания, плитки или асфальта.

Некоторые грунты имеют настолько сильную усадку, что их приходится замещать. Другие виды перед строительством специально трамбуют.

Как узнать коэффициент уплотнения

Легче всего взять данные о коэффициенте уплотнения из ГОСТов. Они рассчитаны для разных видов материала.

В лабораторных условиях коэффициент уплотнения определяют следующим образом:

Измеряют общую или насыпную плотность материала. Для этого измеряют массу и объем образца, вычисляют их соотношение
Затем пробу встряхивают или прессуют, измеряют массу и объем, после чего определяют максимальную плотность
По соотношению двух показателей вычисляют коэффициент

Документы указывают усредненные значения коэффициента уплотнения. Показатель может меняться в зависимости от различных факторов. Приведенные в таблице цифры достаточно условные, но они позволяют рассчитать усадку больших объемов материала.

На значение коэффициента уплотнения влияют:

Особенности транспорта и способа перевозки
Если материал транспортируют по выбоинам или железной дороге, он уплотняется сильнее, чем при перевозке по ровной трассе или морю
Гранулометрический состав (размеры, формы зерен, их соотношение)
При неоднородном составе материала и наличии лещадных частиц (плоской или игловидной форм) коэффициент будет ниже. А при наличии большого количества мелких частиц – выше
Влажность
Чем больше влажность, тем меньше коэффициент уплотнения
Способ трамбовки
Если материал утрамбовывают вручную, он уплотняется хуже, чем после применения вибрирующих механизмов
Насыпная плотность
Коэффициент уплотнения напрямую связан с показателем насыпной плотности. Как мы уже сказали, в процессе трамбовки или транспортировки плотность материала меняется, так как становится меньше пустот между частицами. Поэтому насыпная плотность во время отгрузки в автомобиль на карьере и после прибытия к заказчику разная. Эту разницу можно высчитать и проверить как раз благодаря коэффициенту уплотнения.
Подробнее об этом вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов

Также вы можете посмотреть конкретные показатели для следующих материалов:

Коэффициент уплотнения – это важный показатель, помогающий узнать, сколько сыпучего материала заказывать. Он дает возможность проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанный объем. Показатель нужно знать строителям при возведении зданий, чтобы правильно рассчитать нагрузку на основание.

gruntovozov.ru

Коэффициент уплотнения песка при трамбовке: ГОСТ 7394-85, СНИП

Для чего нужен коэффициент уплотнения песка, и какое значение играет этот показатель в строительстве, знает, наверное, каждый строитель и те, кто непосредственно связан с этим нерудным материалом. Физический параметр имеет специальное значение, которое выражается через значение Купл. Параметр вычисления необходим для того, чтобы можно было прямо на месте сопоставить фактическую плотность материала на определённой площади участка с требуемыми значениями, которые прописаны в нормативных актах. Таким образом, коэффициент уплотнения песка по ГОСТ 7394 85, это важнейший параметр, на основании которого оценивается требуемое качестве подготовки к работам на строительных объектах с использованием сыпучих не рудных веществ.

Уплотнение песка при строительстве

Основные понятия коэффициента уплотнения

Согласно общепринятым формулировкам коэффициент уплотнения песка является значением плотности, который характерен для конкретного типа грунта на определённой площади участка к такому же значению материала, который перенос стандартные режимы уплотнения в лабораторных условиях. В конечном итоге, именно эта цифра используется при оценке качества итоговых строительных работ. Помимо вышеприведённого технического регламента, для определения коэффициента уплотнения песка при трамбовке используют ГОСТ 8736-93 , а также по ГОСТ 25100-95.

Вместе с этим нужно помнить, что в рабочем процессе и производстве каждый тип материала может иметь свою уникальную плотность, которая влияет на основные технические показатели, и коэффициент уплотнения песка по таблице СНИП указана в соответствующем технологическом регламенте СНИП 2.05.02-85 в части Таблицы № 22. Этот показатель является важнейшим при расчёте, и в основных проектных документациях указывают данные значения, которые в диапазоне расчёта проекта составляют от 0,95 до 0,98.

Трамбовка песка

Как меняется параметр плотности песка?

Не имея представления, что такое требуемый коэффициент уплотнения песка, то в процессе строительства будет трудно рассчитать необходимое количество материала для конкретного технологического процесса работы. В любом случае потребуется узнать, как оказали влияние на состояние материала, различные манипуляции с нерудным веществом. Самый сложный параметр расчёта, как признают строители, это коэффициент уплотнения песка при строительстве дороги СНИП. Не имея чётких данных, невозможно проделать качественную работу в дорожном строительстве. Основные факторы, которые влияют на конечный результат показаний материала, являются:

Способ транспортировки вещества, начиная от начального пункта;
Длина маршрута следования песка;
Механические характеристики, влияющие на качество песка;
Наличие сторонних элементов и вкраплений в материал;
Попадание воды, снега и прочих осадков.

Таким образом, заказывая песок, вам необходимо досконально проверить коэффициент уплотнения песка лабораторным путём.

Особенности расчёта обратной засыпки

Для расчёта данных берётся так называемый «скелет грунта», это условная часть структуры вещества, при определённых параметрах рыхлости и влажности. В процессе расчёта учитывается условный объёмный вес рассматриваемого «скелета грунта», учитывается расчет соотношения объёмной массы твёрдых элементов, где присутствовала бы вода, которая бы занимала весь массовый объем, занятый грунтом.

Для того чтобы определить коэффициент уплотнения песка при обратной засыпке придётся провести лабораторные работы. В данном случае будет задействована влага, которая в свою очередь будет достигать необходимый критерий показания для условия оптимальной влажности материала, при котором будет достигнута максимальная плотность нерудного вещества. При обратной засыпке (например, после вырытого котлована), необходимо задействовать трамбовочные устройства, которые под определенным давлением позволяют добиться необходимой плотности песка.

Какие данные учитываются в процессе расчёта Купл?

В любой проектной документации на объект строительства или возведении дорожного полотна указывается коэффициент относительного уплотнения песка, который необходим для качественной работы. Как видно, технологическая цепочка доставки нерудного материала- от карьера прямо на строительную площадку меняется в ту или иную сторону, в зависимости от природных условий, методов транспортировки, хранения материала и т.д. строители знают, чтобы определить требуемое количество необходимого объёма песка на конкретную работу, потребуется искомый объем умножить на величину Купл, указанную в проектной документации. Извлечение материала из карьера приводит к тому, что вещество имеет характеристики разрыхления и естественное уменьшение весовой плотности. Это немаловажный фактор потребуется учитывать, например, при транспортировке вещества на дальние расстояния.

В лабораторных условиях производится математический и физический расчет, который в конечном итоге покажет требуемый коэффициент уплотнения песка при транспортировке, в том числе:

Определение прочности частиц, слеживаемость материала, а также крупность зерен — используется физико-механический метод расчёта;
При помощи лабораторного определения выявляется параметр относительной влажности и максимальной плотности нерудного материала;
В условиях естественного расположения, опытным путём определяется насыпной вес вещества;
Для условий транспортировки используют дополнительную методику расчёта коэффициента плотности вещества;
Учитываются климатические и погодные характеристики, а также влияние отрицательных и положительных параметров температуры окружающей среды.

«В каждой проектной документации на выполнение строительных и дорожных работ, эти параметры обязательны для ведения учета и принятия решения об использовании песка в производственном цикле.»

Параметры уплотнения при проведении производственных работ

В любой рабочей документации вы столкнётесь с тем, что будет указан коэффициент вещества в зависимости от характера проведения работ, так, ниже приведены коэффициенты расчёта для некоторых вид производственных работ:

Для обратной засыпки котлована- 0,95 Купл;
Для засыпки режима пазух- 0,98 Купл;
Для обратной засыпки траншейных ям- 0,98 Купл;
Для восстановительных работ везде оборудования подземных инженерных сетей, расположенных возле проезжей части дорожного полотна- 0,98Купл-1,0 Купл.

Исходя из вышеперечисленных параметров, можно сделать вывод, что процесс трамбовки в каждом конкретном случае, будет иметь индивидуальные характеристики и параметры, при этом будет задействована различная техника и трамбовочное оборудование.

«Перед проведением строительных и дорожных работ, необходимо детально изучить документацию, где в обязательном порядке будет указываться плотность песка для производственного цикла.»

Нарушение требований Купл, приведёт к тому, что вся работа будет признана некачественной, и не соответствовать ГОСТ и СНиП. Надзорные ведомства в любом случае смогут выявить причину дефекта и низкого качества проведения работ, где были не соблюдены требования по уплотнению песка при проведении конкретного участка производственных работ.

Видео. Проверка уплотнения песка

Марина

Дата публикации:

Август 16, 2017

Рейтинг статьи:

Загрузка…

Понравилась статья?

Поделиться статьей

Что такое коэффициент уплотнения песка и щебня? Как делается расчет?

рыхление и промывка вовремя добычи и разделения на фракции;
изменение плотности под действием силы тяжести при первичном хранении;
рыхление в процессе загрузки в транспорт;
трамбовка при перевозке — это сложный комплекс факторов, зависящий от того, каким способом перевозится материал с места добычи;
изменения влажности происходят несколько раз, в зависимости от условий складирования и транспортировки.

Расчет уплотнения песка с использованием коэффициента

Вид работ	Коэффициент уплотнения
Повторная засыпка котлованов	0,95
Заполнение пазух	0,98
Обратное наполнение траншей	0,98
Ремонт траншей вблизи дорог с инженерными сооружениями	0,98 — 1

Расчет уплотнения щебня с использованием коэффициента

Похожие услуги

Подводно-технические работы

SDLG: спецтехника высокого качества

Разработка котлована и вывоз мусора

flot-nerud.ru

Расход песка на 1 м2 основания

С началом строительного сезона (у кого-то он не заканчивался) все чаще можно услышать вопросы, которые набирают производители работ на своих персональных компьютерах и смартфонах, обращаясь к поисковым системам:

– «норма расхода песка…»

– «расход песка на 1 м² …»

– «расход песка на подстилающий слой…»

– «расход песка при уплотнении…»

Если Ваш запрос схож по смыслу с вышеперечисленными, то наберитесь терпения, ниже мы поможем Вам решить его.

Чтобы рассчитать точное количество материала необходимо иметь следующие исходные величины:

Общая площадь укладки.
Толщина устраиваемого подстилающего/морозозащитного слоя песка.
Удельный вес строительно песка по техническому паспорту материала.
Коэффициент уплотнения песка – 1,11.

Примерный расчет расхода песка на 1 м2 выглядит следующим образом:

Исходные данные:

Площадь укладки 300 м^2.
Толщина уплотняемого слоя 30 см (0,3 м).
Речной песок плотностью 1,63 т/м³.

Расчет:

0,30 м (толщина слоя) х 1,0 м (ширина слоя) х 1,0 м (длина слоя) х 1,63 т/м³ (удельный вес песка) х 1,11 (коэффициент уплотнения для песка) =0,543 т/м².

Т.е. чтобы устроить 1 квадратный метр речного песка толщиной 30 см необходимо 543 кг (расход песка при уплотнении).

Зная, что общая площадь составляет 300 м² мы умножаем на 543 кг и получаем, что общий объем песка составит 162 900 кг, или 162,9 тонн.

Для информации публикуем таблицу удельного веса различных песков

Подводя еще раз вышесказанное отмечаем, что расход песка зависит во многом от его удельного веса (СМОТРИТЕ ПАСПОРТ НА ПЕСОК), площади укладки, а также высоты уплотняемого слоя.

Поэтому, когда дойдет очередь, чтобы заказать очередной автосамосвал песка хорошенько подумайте! Не надо заказывать больше. Заказывать нужно именно столько, сколько действительно нужно.

Другие статьи на данную тему, которые могли бы Вас заинтересовать:

1. Расход асфальта на 1 м2

2. Расход щебня на 1 м2

3. Расход битумной эмульсии на 1 м2

4. Расход битумной мастики на 1 м2

Главная
Блог
Заметки
Расход песка на 1 м2 основания

roadtm.com

Коэффициенты уплотнения сыпучих материалов для строительства
Сущность определения коэффициента уплотнения гравия, песка, щебня и керамзита можно кратко охарактеризовать следующим образом. Это величина, равная отношению плотности сыпучего стройматериала к его максимальной плотности.
Данный коэффициент для всех сыпучих тел различается. Его средняя величина для удобства пользования закреплена в нормативных актах, соблюдение которых обязательно для всех строительных работ. Поэтому, если потребуется, например, узнать, какой коэффициент уплотнения песка, достаточно будет просто заглянуть в ГОСТ и найти требуемое значение. Важное замечание: все величины, приведенные в нормативных актах, являются усредненными и могут изменяться в зависимости от условий транспортировки и хранения материала.
Необходимость учета коэффициента уплотнения обусловлена простым физическим явлением, знакомым практически каждому из нас. Для того чтобы понять сущность этого явления, достаточно вспомнить, как ведет себя вскопанная земля. Поначалу она рыхлая и достаточно объемная. Но если на эту землю взглянуть через несколько дней, то уже станет заметно, что грунт «осел» и уплотнился.
То же самое происходит и со строительными материалами. Сначала они лежат у поставщика в утрамбованном собственным весом состоянии, затем при погрузке происходит «взрыхление» и увеличение объема, а потом, после выгрузки на объекте, снова происходит естественная трамбовка собственным весом. Помимо массы, на материал будет воздействовать атмосфера, а точнее, ее влажность. Все эти факторы учтены в соответствующих ГОСТах.
Строительные материалы при длительном хранении уплотняются под собственным весом
Щебень, доставляемый автомобильным или железнодорожным транспортом, взвешивают на весах. При поставке водными видами транспорта вес высчитывается по осадке судна.

Как правильно пользоваться коэффициентом
Важным этапом любых строительных работ становится составление всех смет с обязательным учетом коэффициентов уплотнения сыпучих материалов. Это необходимо делать для того, чтобы заложить в проект правильное и необходимое количество стройматериалов и избежать их переизбытка или нехватки.
Как же правильно воспользоваться коэффициентом? Нет ничего проще. Например, для того, чтобы узнать, какой объем материала получится после утряски в кузове самосвала или в вагоне, необходимо найти в таблице требуемый коэффициент уплотнения грунта, песка или щебня и разделить на него закупленный объем продукции. А если требуется узнать объем материалов до перевозки, то надо будет произвести не деление, а умножение на соответствующий коэффициент. Допустим, если куплено у поставщика 40 кубометров щебня, то, значит, в процессе транспортировки это количество превратится в следующее: 40 / 1,15 = 34,4 кубометра.
Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь) 1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ 1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит 1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий) 1.1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт 1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

Работы, связанные с полной цепочкой перемещения песчаных масс со дна карьера до строительной площадки, должны производиться с учетом относительного коэффициента запаса песка и грунта на уплотнение. Это величина, показывающая отношение весовой плотности твердой структуры песка к его весовой плотности на участке отгрузки поставщика. Чтобы определить необходимое количество песка, обеспечивающее запланированный объем, нужно этот объем умножить на коэффициент относительного уплотнения.
Помимо знания относительного коэффициента, приведенного в таблице, правильное использование ГОСТа подразумевает обязательный учет следующих факторов доставки песка на строительную площадку:
физические свойства и химический состав материала, присущие определенной местности;
условия перевозки;
учет климатических факторов в период доставки;
получение в лабораторных условиях величин максимальной плотности и оптимальной влажности.
Уплотнение песчаных оснований
Данный вид работ необходим при обратной засыпке. Например, это нужно после того, как установлен фундамент и теперь требуется заполнить грунтом или песком образовавшийся промежуток между внешним контуром конструкции и стенками котлована. Процесс производится с помощью специальных трамбовочных устройств. Коэффициент уплотнения песчаного основания равняется примерно 0,98.
Процесс уплотнения грунта трамбовочным устройством
Коэффициент для бетонных смесей
Бетонная смесь, как и любой другой строительный материал, монтируемый методом засыпания или заливки, требует дальнейшего уплотнения для получения необходимой плотности, а значит, и надежности конструкции. Бетон уплотняют вибраторами. Коэффициент уплотнения бетонной смеси при этом берется в пределах от 0,98 до 1.
что такое и как рассчитать
Главная > Часто задаваемые вопросы > Коэффициент уплотнения грунтов и строительных материалов
Коэффициент уплотнения – это показатель, демонстрирующий, насколько изменяется объем сыпучего материала после трамбовки или перевозки. Определяется он по соотношению общей и максимальной плотности.
Любой сыпучий материал состоит из отдельных элементов – зерен. Между ними всегда есть пустоты, или поры. Чем выше процент этих пустот, тем больший объем будет занимать вещество.
Попробуем объяснить это простым языком: вспомните детскую игру в снежки. Чтобы получить хороший снежок, нужно зачерпнуть из сугроба горсть побольше и посильнее ее сжать. Таким образом мы сокращаем количество пустот между снежинками, то есть уплотняем их. При этом уменьшается и объем.
То же самое будет, если насыпать в стакан немного крупы, а затем встряхнуть ее или утрамбовать пальцами. Произойдет уплотнение зерен.
Иными словами, коэффициент уплотнения – это и есть разница между материалом в его обычном состоянии и утрамбованном.
Для чего нужно знать коэффициент уплотнения
Знать коэффициент уплотнения для сыпучих материалов необходимо, чтобы:
Проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанное количество материала
Купить правильное количество песка, щебня, отсева для засыпки котлованов, ям или канав
Рассчитать вероятную усадку грунта при закладке фундамента, прокладке дороги или тротуарной плитки
Правильно рассчитать количество бетонной смеси для заливки фундаментов или перекрытий
Дальше мы подробнее расскажем обо всех этих случаях.
Коэффициент уплотнения при транспортировке
Представьте, что самосвал везет 6 м³ щебня с карьера на объект заказчика. В пути ему попадаются ямы и выбоины. Под воздействием вибрации зерна щебня уплотняются, объем сокращается до 5,45 м³. Это называется утряской материала.
Как же убедиться в том, что на объект привезли то количество товара, которое указано в документах? Для этого нужно знать конечный объем материала (5,45 м³) и коэффициент уплотнения (для щебня он равен 1,1). Эти две цифры перемножаются, и получается начальный объем – 6 кубов. Если он не совпадает с тем, что написано в документах, значит мы имеем дело не с утряской щебня, а с недобросовестным продавцом.
Коэффициент уплотнения при засыпке ям
В строительстве есть такое понятие как усадка. Грунт или любой другой сыпучий материал уплотняется и уменьшается в объеме под действием собственного веса или давлением различных конструкций (фундамента, тротуарных плит). Процесс усадки нужно обязательно учитывать при засыпке канав, котлованов. Если этого не сделать, через некоторое время образуется новая яма.
Чтобы заказать необходимое количество материала для засыпки, нужно знать объем ямы. Если вам известна ее форма, глубина и ширина, можете воспользоваться для расчета нашим калькулятором. После этого полученную цифру нужно умножить на насыпную плотность материала и его коэффициент уплотнения.
При засыпке правильно рассчитанного материала в яму может получиться холмик. Дело в том, что в естественных условиях усадка происходит за определенный промежуток времени. Ускорить процесс можно с помощью трамбовки. Ее проводят вручную или с помощью специальных механизмов.
Коэффициент уплотнения в строительстве
Наверное, вам известны случаи, когда в зданиях сразу после постройки появлялись трещины. А ямы на новых дорогах или провалившаяся тротуарная плитка на дорожках и во дворах? Это случается, если неправильно рассчитать усадку грунта и не предпринять соответствующие меры по ее устранению.
Чтобы знать усадку, используется коэффициент уплотнения. Он помогает понять, насколько утрамбуется тот или иной грунт в определенных условиях. Например, под давлением веса здания, плитки или асфальта.
Некоторые грунты имеют настолько сильную усадку, что их приходится замещать. Другие виды перед строительством специально трамбуют.
Как узнать коэффициент уплотнения
Легче всего взять данные о коэффициенте уплотнения из ГОСТов. Они рассчитаны для разных видов материала.
В лабораторных условиях коэффициент уплотнения определяют следующим образом:
Измеряют общую или насыпную плотность материала. Для этого измеряют массу и объем образца, вычисляют их соотношение
Затем пробу встряхивают или прессуют, измеряют массу и объем, после чего определяют максимальную плотность
По соотношению двух показателей вычисляют коэффициент
Документы указывают усредненные значения коэффициента уплотнения. Показатель может меняться в зависимости от различных факторов. Приведенные в таблице цифры достаточно условные, но они позволяют рассчитать усадку больших объемов материала.
На значение коэффициента уплотнения влияют:
Особенности транспорта и способа перевозки
Если материал транспортируют по выбоинам или железной дороге, он уплотняется сильнее, чем при перевозке по ровной трассе или морю
Гранулометрический состав (размеры, формы зерен, их соотношение)
При неоднородном составе материала и наличии лещадных частиц (плоской или игловидной форм) коэффициент будет ниже. А при наличии большого количества мелких частиц – выше
Влажность
Чем больше влажность, тем меньше коэффициент уплотнения
Способ трамбовки
Если материал утрамбовывают вручную, он уплотняется хуже, чем после применения вибрирующих механизмов
Насыпная плотность
Коэффициент уплотнения напрямую связан с показателем насыпной плотности. Как мы уже сказали, в процессе трамбовки или транспортировки плотность материала меняется, так как становится меньше пустот между частицами. Поэтому насыпная плотность во время отгрузки в автомобиль на карьере и после прибытия к заказчику разная. Эту разницу можно высчитать и проверить как раз благодаря коэффициенту уплотнения.
Подробнее об этом вы можете прочитать на странице Насыпная плотность сыпучих материалов
Также вы можете посмотреть конкретные показатели для следующих материалов:
Коэффициент уплотнения – это важный показатель, помогающий узнать, сколько сыпучего материала заказывать. Он дает возможность проконтролировать, действительно ли вам привезли заказанный объем. Показатель нужно знать строителям при возведении зданий, чтобы правильно рассчитать нагрузку на основание.
Что такое коэффициент уплотнения песка?
Потребность в знании точной плотности насыпных стройматериалов возникает при их транспортировке, трамбовке, заполнении емкостей и котлованов и подборе пропорций при приготовлении строительных растворов. Одним из учитываемых показателей служит коэффициент уплотнения, характеризующий соответствие укладываемых прослоек требованиям нормативов или степень уменьшения объема песка в процессе транспортировки. Рекомендуемое значение указывается в проектной документации и зависит от типа возводимой конструкции или вида работ.
Оглавление:
Что представляет собой?
Что влияет на изменение коэффициента?
Применение в строительстве
Значение показателя
Коэффициент уплотнения представляет собой нормативное число, учитывающее степень уменьшения наружного объема в процессе доставки и укладки с последующей трамбовкой (информацию об уплотнении щебня вы можете найти тут). В упрощенном варианте он находится как отношение массы определенного объема, взятого при снятии проб, к эталонному параметру, полученному в лабораторных условиях. Его величина зависит от вида и размера фракций наполнителей и варьируется от 1,05 до 1,52. В случае песка для строительных работ он составляет 1,15, от него отталкиваются при расчете стройматериалов.
В итоге реальный объем поставляемого песка определяется путем умножения результатов обмера на показатель уплотнения при транспортировке. Максимально допустимое значение обязательно указывается в договоре на покупку. Возможны и обратные ситуации – для проверки добросовестности поставщиков находится объем по окончании доставки, его количество в м³ делится на коэффициент уплотнения песка и сверяется с привезенным. Например, при транспортировке 50 м³ после трамбовки в кузове автомобиля или вагонах на объект привезут не более 43,5.
Факторы влияния на коэффициент
Приведенное число является среднестатистическим, на практике оно зависит от множества разных критериев. К ним относят:
Размеры зерен песка, чистота и другие физические и химические свойства, определяемые местом и способом добычи. Характеристики источника получения могут меняться со временем, по мере выемки из карьеров возрастает рыхлость оставшихся слоев, для исключения ошибки насыпная плотность и сопутствующие параметры периодически проверяются в лабораторных условиях.
Условия перевозки (расстояние до объекта, климатические и сезонные факторы, вид используемого транспорта). Чем сильнее и дольше на материал влияет вибрация, тем эффективнее проводится трамбовка песка, максимальное уплотнение достигается при его перемещении с помощью автотранспорта, чуть меньшее – при железнодорожных перевозках, минимальное – при морских. При правильных условиях транспортировки воздействие влажности и минусовых температур сведено к минимуму.
Проверять эти факторы следует сразу, значения показателей допустимой естественной влажности и насыпной плотности прописываются в паспорте. Дополнительные объемы сыпучих веществ, обусловленные потерями при транспортировке, зависят от дальности доставки и принимаются равными 0,5% в пределах 1 км, 1% – свыше этого параметра.
Использование коэффициента при подготовке песчаных подушек и строительстве дорог
Характерной особенностью любых сыпучих стройматериалов является изменение объема при выгрузке на свободном участке или его трамбовке. В первом случае песок или грунт становятся рыхлыми, в процессе хранения частицы оседают и прилегают другу к другу практически без пустот, но все еще не соответствуют нормативным. На последнем этапе – укладке и распределении составов на дне котлована учитывается коэффициент относительного уплотнения песка. Он является критерием качества работ, проводимых при подготовке траншей и строительных площадок и варьируется от 0,95 до 1, точное значение зависит от целевого назначения прослойки и способа засыпки и трамбовки. Оно определяется расчетным путем и обязательно указывается в проектной документации.
Рекомендуется придерживаться следующих относительных показателей:
Вид строительных работ Коэффициент
Обратная засыпка котлована – процесс заполнения песком или грунтом после возведения фундамента или других работ 0,95
Обратная засыпка пазух или траншей 0,98
Восстановительный ремонт подземных участков с проложенными инженерными коммуникациями, размещенных возле проезжих дорог 0,98-1
Уплотнение засыпаемого обратно грунта считается таким же обязательным действием, как и при закладке песчаной подушки под фундаментами зданий или при обустройстве дорожного полотна. Для достижения нужного эффекта используется специальное оборудование – катки, вибрационные плиты и виброштампы, при его отсутствии трамбовку проводят ручным инструментом или ногами. Максимально допустимая толщина обрабатываемого слоя и требуемое число проходов относятся к табличным величинам, это же касается рекомендуемого минимума подсыпки поверх труб или коммуникаций.
В процессе проведения трамбовки песка или грунта их насыпная плотность увеличивается, а объемная площадь неизбежно уменьшается. Это обязательно учитывается при расчете количества закупаемого материала наряду с общими потерями на выветривание или величиной запаса. При выборе способа уплотнения важно помнить, что любые наружные механические воздействия оказывают влияние только на верхние слои, для получения покрытия с нужным качеством требуется вибрационное оборудование.
Повышенный коэффициент сопротивления и скорость осаждения для карбонатных песков
Благодаря своему органическому происхождению, карбонатные пески существуют в различных формах. В исследованиях скорости оседания частицы либо рассматривались как сферы ⁵, либо форма частиц включалась в сложные эмпирические формулы коэффициента сопротивления ^18,19. Мы проанализировали форму 18 случайных частиц, полученных из приливной (активной) области пляжа на острове Херон (Южный Большой Барьерный риф), и обнаружили, что эллипс был лучшим представлением их проектируемой области со средней относительной ошибкой 10.04% (рис.1). Мы обнаружили, что традиционное допущение круга обычно приводит к занижению расчетной площади (рис. 1b) со средней относительной ошибкой 35,30%, что приводит к завышению коэффициента сопротивления. Сравнение формы наших частиц Heron с этими частицами из набора данных Smith and Cheung ¹⁴ (мелкие и очень крупные известковые зерна, полученные с 13 пляжей на острове Оаху, Гавайи) показало, что они были чрезвычайно похожи [Sup Table S1] и, следовательно, , мы предполагаем, что их лучше всего представить эллипсоидами, а не сферами.
Рисунок 1
Форма карбонатных песков. ( a ) 3D-сканирование 18 частиц Heron с помощью микроскопа Hirox Rh3000, оснащенного MXB2016Z. ( b ) Оценка площади проекции частиц путем рассмотрения частиц как различных геометрических форм (квадратов, кругов, прямоугольников или эллипсов).
Уравнение скорости оседания карбонатных песков
Скорость осаждения частиц осадка ( ω ) получается путем приравнивания силы эффективного веса к силе сопротивления (уравнение.{2} = 2 \ frac {(S-1) g} {{C} _ {D}} \ frac {V} {{A} _ {p}} $$
(1)
, где V — объем, A _p — площадь проекции, S — удельный вес частицы осадка, g — ускорение свободного падения и, C _D — коэффициент аэродинамического сопротивления. Большинство исследователей использовали формулу. 1 предполагая, что частицы осадка имеют сферическую форму, следовательно, член \ (V / {A} _ {p} \) равен 2/3 d _n, где d _n равно номинальный диаметр частицы.{\ frac {1} {3}} \), учитывая, что d _l, d _i и d _s являются диаметрами в самых длинных, промежуточных, и кратчайшие взаимно перпендикулярные оси соответственно.
Ву и Ван ¹⁹ представили эффект формы частиц в уравнении. 2 путем включения фактора формы Кори S _f (уравнение 5) ²², чтобы получить выражения для коэффициентов A , B и m , например \ (A = 53.{-2,5 {S} _ {f}}; m = 0,7 + 0,9 {S} _ {f} \).
$$ {S} _ {f} = \ frac {{d} _ {s}} {\ sqrt {{d} _ {l} \ times {d} _ {i}}} $$
(5)
Недавно Риази и Тюркер ²³ провели всестороннее исследование формы кремнисто-пластичных песков, в ходе которого они обнаружили, что правильнее было бы предположить, что частицы имеют эллипсоидальную форму, а не сферическую. Они разработали уравнение. 6, вводя коэффициент формы Кори непосредственно в уравнение скорости осаждения и улучшая отношение объема к площади проекции для природных силикокластических частиц:
$$ {\ omega} ^ {2} = \ frac {4} {3} \ frac { (S-1) g} {{C} _ {D}} {{S} _ {f}} ^ {\ frac {2} {3}} {d} _ {n} $$
(6)
Наши результаты для карбонатных песков показывают, что эти частицы также лучше всего представлены эллипсоидами; однако, поскольку их формы более неоднородны, чем силикатные пески, мы обнаружили, что добавление эмпирически полученной константы α со значением в пределах (0,1] улучшает объем по сравнению с оценками прогнозируемой площади.{\ frac {2} {3}} {d} _ {n} $$
(7)
Оптимизация уравнения. 7 с использованием нашего набора данных получено 0,55 как лучшее значение для α , что привело к наименьшей ошибке для V / A _p. Например, только для наших 18 выборок с о-ва Херон (рис. 1) эта ошибка уменьшилась с 60,45% до 15,36%. Вставив уравнение. 7 в уравнении. 1 мы вывели новое уравнение для скорости осаждения карбонатных песков (уравнение 8), которое учитывает как форму частиц, так и α с нашим оптимальным значением 0.{\ frac {2} {3}} {d} _ {n} $$
(8)
Помимо коэффициента лобового сопротивления, C _D, основное различие между уравнениями. 6 и 8, составляет В / А _P в отношении формы частиц. Правильное соотношение для V / A _P важно, поскольку оно значительно влияет на значение C _D. Например, используя уравнение. 6 вместо уравнения. 8, для карбонатных песков заставит эмпирические уравнения для C _D завышать коэффициент сопротивления, чтобы иметь более точные оценки скорости осаждения.
Влияние коэффициента сопротивления на скорость осаждения
C _D обычно считается функцией числа Рейнольдса частицы (аналогично уравнению 2), и поэтому его необходимо рассчитывать в итерационном процессе ²⁴. Однако современные подходы оценивают C _D напрямую (без каких-либо итерационных процессов), что увеличивает неопределенность расчетов. Guo ⁷ продемонстрировал, что C _D для данной частицы может не зависеть от скорости оседания частицы.{-0,147} -0,771 \); \ ({a} _ {3} = 1.434 \)
Уравнение 2 показывает, что по мере увеличения числа Рейнольдса частицы значение A / Re _p будет приближаться к нулю. Следовательно, для частиц с большим \ (R {e} _ {p} \) величина C _D независимо от типа осадка (кремнезем или карбонат) будет зависеть исключительно от B , показывающего присущую асимптотику поведение. Однако для карбонатных песков, основываясь на результатах Smith and Cheung ¹⁴, C _D не показывает четкой асимптотики при построении экспериментального C _D как функции \ (R {e} _ {p} \) (рис.2. Экспериментальный). Кроме того, широкий разброс точек на рис. 2 (экспериментальный) указывает на то, что коэффициент формы Кори недостаточен для описания формы карбонатных песков и, таким образом, не влияет на C _D. Таким образом, мы можем удалить форму частицы (представленную как коэффициент формы Кори) из расчета C _D и выразить ее как функцию номинального диаметра частицы, кинематической вязкости окружающей жидкости и ускорения свободного падения (уравнение.10).
$$ {C} _ {D} = f ({d} _ {n}, \ nu, \, g) $$
(10)
Рис. 2
Коэффициенты сопротивления для карбонатных отложений как функция числа Рейнольдса частиц на основе набора данных Smith and Cheung ¹⁴. Уравнение 2 использовалось для оценки значений и уравнения. 8 для получения экспериментальных значений. Форма частиц задается с использованием коэффициента формы Кори ( S _f).
На рис.2 заметен недостаток использования уравнения коэффициента сопротивления кварцевых песков для оценки коэффициентов сопротивления карбонатных песков. Подходы кварцевого песка (оценочные) вынуждают результаты подчиняться одной и той же схеме, однако экспериментальные результаты показывают, что карбонатные пески имеют совершенно другое поведение. Более того, как видно из экспериментального раздела, для низкого \ (R {e} _ {p} \) наблюдается линейное уменьшение как оценочного, так и экспериментального \ ({C} _ {D} \) как \ (R {e} _ {p} \) увеличивается. Однако для высоких значений \ (R {e} _ {p} \, \) \ ((R {e} _ {p}> 500) \) расчетное значение \ ({C} _ {D} \) кажется, увеличивается произвольно с увеличением \ (R {e} _ {p} \).Мы можем объяснить медленное осаждение частиц с большими C _D и низким \ (R {e} _ {p} \) вязким сопротивлением ламинарного потока вокруг каждой частицы. Быстрому осаждению частиц с низким значением \ ({C} _ {D} \) в основном препятствует турбулентное сопротивление следа за каждой частицей ⁶. Следовательно, в зависимости от числа Рейнольдса частицы сила сопротивления, действующая на частицу параллельно направлению движения, должна учитывать два компонента: (1) силу сопротивления трения, зависящую от коэффициента сопротивления трения; и (2) сила сопротивления давлению в зависимости от коэффициента сопротивления давлению ²⁶.{{a} _ {8}} $$
(11)
Уравнение 11 показывает коэффициент лобового сопротивления ( C _D) как сумму двух различных характеристик сопротивления, описанных выше. Затем мы применили генетические алгоритмы, как описано в Riazi и Türker ¹⁷, чтобы оптимизировать значение констант, таким образом получив уравнение. 12. Важно отметить, что коэффициенты лобового сопротивления C _D1 и C _D2 существенно различаются.Как показано на рис. 3, первая часть уравнения ( C _D1), представляющая коэффициент сопротивления трения, является доминирующей при малых \ (R {e} _ {p} \), в то время как вторая часть ( C _D2), представляющая коэффициент сопротивления давлением, является доминирующей для высоких значений \ (R {e} _ {p} \). Скорость осаждения карбонатных песков затем получается путем вставки уравнения. 12 в уравнение. 8. Новый C _D, полученный с помощью уравнения. 12 дает асимптотику, ожидаемую при построении графика C _D как функции числа Рейнольдса частицы (рис.{-48.15} $$
(12)
Рисунок 3
Расчет коэффициента сопротивления частиц карбоната. ( a ) Коэффициент трения ( C _D1) уменьшается по мере увеличения числа Рейнольдса частицы до постоянной асимптотики. ( b ) Коэффициент сопротивления давлению ( C _D2) увеличивается с увеличением числа Рейнольдса частицы. ( c ) Всего C _D рассчитывается как сумма ( a , b ) по формуле.12.
Мы сравнили измеренную скорость осаждения с расчетной скоростью оседания, полученной с использованием первого уравнения. 12, а затем уравнение. 8 (рис.4). Расчетные скорости осаждения были более точными для медленно оседающих частиц (низкие числа Рейнольдса, т.е. Re <500 давали ошибку 8,97%), чем для быстрых частиц (высокие числа Рейнольда, т.е. Re> 500 давали ошибку 9,75%), но более 80 % частиц попали в погрешность 15% от экспериментальных данных (рис. 4а). Мы оценили точность предложенных нами уравнений (Ур.12 и 8), чтобы сравнить результаты для коэффициента сопротивления и скорости осаждения и получить ошибки ниже 10% для всех факторов формы Кори, за исключением тех частиц с очень низким значением S _f, для которых у нас было только 17 частиц (рис. 4b и Sup Table S2).
Рисунок 4
( a ) Скорость осаждения карбонатных песков, рассчитанная по формуле. 8; заштрихованная область представляет ошибку ± 15%. ( b ) Точность различных уравнений, оценивающих скорость осаждения карбонатных песков по 938 образцам из набора данных Smith and Cheung ¹⁴.( c ) Относительная погрешность, рассчитанная для фиксированного удельного веса с различными размерами зерен и факторами формы с использованием уравнения. 13, показывающая разницу между скоростями осаждения, оцененными с использованием подходов карбоната и кремнезема. Отрицательные значения указывают на то, что кремнеземный подход оценивает более высокое значение скорости осаждения, чем карбонатный подход.

Для частиц той же формы, диаметра и удельного веса скорость осаждения, полученная с использованием уравнения силикатных песков (ур.6) дает более высокие скорости осаждения, чем при использовании нашего уравнения для карбонатных песков (уравнение 8). Затем мы оценили относительные ошибки (ε) для различных размеров зерен и S _f (уравнение 13 и рис. ). Важно отметить, что размер и форма наших частиц распределены таким образом, что 92% имеют размеры> 0,25 мм и ≤3 мм, а Sf> 0,2 и ≤0,8 (рис. S1). Наши результаты (рис. 4в) показывают, что ε была максимальной для самых мелких частиц (<0,4 мм), независимо от S _f.В интервале размеров (0,25, 3] коэффициенты формы, для которых ε <5%, составляли 0,4 и 0,5; для S _f = 0,6 ε частиц размером более 2,75 мм свидетельствует о завышении оценки оседания. скорости по методу кремнезема. ε является максимальным для мелких отложений, соответствующих мелкому песку, и ниже по шкале размера зерен Вентворта; и для крупных отложений, соответствующих очень мелкому гравию, и выше по той же шкале. _f = 0.8, ε составляет менее 5% только для частиц размером от 0,3 до 1,5 мм с завышением скорости осаждения для самых мелких зерен и занижением для самых крупных зерен (рис. 4c).

$$ {\ rm {\ varepsilon}} = \ frac {{\ omega} _ {известковый} — {\ omega} _ {кремнезем}} {{\ omega} _ {известковый}} \ times 100 $$

(13)

Значение для переноса наносов

В практических приложениях к биокластическим средам скорости осаждения используются для описания нескольких зон рифов и прогнозирования режима переноса наносов.Эти приложения имеют решающее значение для понимания и прогнозирования путей переноса наносов через эти системы ⁹, а также для оценки ущерба кораллам, подвергающимся седиментации ^27,28. В мире, где песок и гравий добываются быстрее и их можно заменить ²⁹, крайне важно, чтобы мы уточняли существующие расчеты переноса наносов, чтобы свести к минимуму отходы песка.

Чтобы оценить нашу улучшенную формулировку скорости осаждения и количественно оценить ее влияние на перенос наносов, мы использовали Северный берег Оаху (Гавайи) в качестве исследуемого региона (рис.S3–1), волновые данные за период с 2011 по 2016 год, полученные от Системы наблюдения за океаном Тихоокеанских островов (рис. S3–2) (http://www.pacioos.org/), а также информация о размере зерен из Hampton ³⁰ . Средний размер зерна карбонатных песков в районе исследования составляет 0,43 мм, при минимальном размере 0,13 мм и максимальном размере 1,07 мм. Мы получили скорости осаждения, используя уравнения, полученные для силикатного песка (уравнения 9 и 6), и наши уравнения (уравнения 12 и 8), полученные для карбонатных песков. Важно отметить, что как средний, так и максимальный размер зерна соответствуют диапазону, для которого мы нашли минимальное значение ε (<5%) для большинства S _f (рис.4c) при сравнении скоростей осаждения, полученных с помощью уравнений силикокластики и , полученных с помощью наших уравнений карбоната; в то же время минимальный размер соответствует большому значению ε, при котором скорость осаждения переоценена кремнеземным подходом (рис. 4c). Затем мы использовали одно и то же форсирование для получения различных видов транспорта (нагрузка на слой, подвешенная нагрузка и нагрузка на стирку) с использованием числа Рауза ³¹ и сравнили результаты, полученные при использовании скорости осаждения, полученной с помощью уравнений силикокластики, с результатами, полученными с использованием скорость оседания, полученная из наших карбонатных уравнений.

Пески на шельфе Оаху в основном карбонатные с небольшим процентом терригенного содержания ^32,33,34,35. Эти карбонатные пески накапливаются в относительно тонких пятнах, полях и линейных отложениях, расположенных на мелководном шельфе ³⁶. На глубине более 20 м большая часть отложений на рифе создается строителями рифов, обитателями рифов и биоэродерами рифов, что делает эту зону основным источником прибрежных песков ³⁷. В этом исследовании стоит отметить, что мы оцениваем только перенос рыхлых песков и, следовательно, не оцениваем влияние шероховатости рифов на диссипацию трения в модели спектральных волн ^38,39,40, а также эффект распада твердых кораллов в рыхлые частицы.

При использовании карбонатных уравнений число Рауза показало, что большая часть переноса происходила за счет нагрузки на слой для рассматриваемых средних и максимальных размеров зерен (рис. S3–3). Для минимального диаметра зерна (0,13 мм) расчетное число Рауза в основном отражало 2 вида транспорта: стирку и загрузку постели (рис. S3–3). Эти результаты хорошо согласуются с преобладающими направлениями сильных волн в регионе (например, волнение в северной части Тихого океана зимой и южное волнение летом).

Сравнение расчетных видов транспорта для двух формул скорости осаждения (рис.5) показал, что число Рауза, предсказанное с использованием уравнений кремнийорганической пластики, обычно недооценивает как режимы промывки, так и режим взвешенной нагрузки и превышает процент переноса донной нагрузки. Следует отметить, что значения ε для размера зерна 0,43 мм малы (<5%) для 0,2 Рисунок 5

Сравнение расчетных способов переноса между двумя формулировками скорости осаждения для среднего диаметра зерен (0,43 мм) на основе формулировок скорости осаждения для силикокластических и карбонатных песков в период с января 2011 года по январь 2016 года (подробности для каждая индивидуальная рецептура представлена на рис. S3–3). Красная центральная линия соответствует случаю, когда оба состава эквивалентны. Отклонение от этой центральной линии показывает переоценку силикокластического состава по сравнению с карбонатным (синяя заштрихованная область) или заниженная оценка (заштрихованная красным область).

(PDF) Повышенный коэффициент сопротивления и скорость осаждения карбонатных песков

НАУЧНЫЕ ОТЧЕТЫ | (2020) 10: 9465 | https://doi.org/10.1038/s41598-020-65741-3

www.nature.com/scientificreports

www.nature.com/scientificreports/

20. Уоделл, Х. Объем, форма и округлость частиц roc. J. Geol. 40, 443–451 (1932).

21. Соулсби,. Динамика морских песков. (Публикации Джомаса Телфорда, 1997).

22.Кори, А. Т. Влияние формы на скорость падения песчинок. (Колорадский сельскохозяйственно-механический колледж, 1949 г.).

23. iazi, A. & Türer, U. Коэффициент сопротивления и скорость осаждения частиц естественных отложений. Comput. Часть. Мех. 6. С. 427–437 (2019).

24. Dioguardi, F. & Mele, D. Новая формула корреляции сопротивления формы в зависимости от формы для несферических грубых частиц. Эксперименты и результаты

. Пудра Технол. 277. С. 222–230 (2015).

25.Маккормик, Б. У. Аэродинамика, воздухоплавание и летная механика. (Wiley, 1979).

26. Гёгуш М., Ипечич О. и Чёгпинар М. Влияние формы частицы на скорость падения угловых частиц. J. Hydraul. Англ. 127, 860–869

(2001).

27. ogers, C. S. Ответ коралловых рифов и рифовых организмов на седиментацию. Mar. Ecol. Прог. Сер. 62, 185–202 (1990).

28. Weber, M. et al. Механизмы поражения кораллов при отстаивании. Proc. Natl. Акад.Sci. USA 109, E1558–67 (2012).

29. Bendixen, M., Best, J., Hacney, C. & Iversen, L.L. Время на песке заканчивается. Nature 571, 29–31 (2019).

30. Хэмптон М.А. Геология залежей карбонатных отложений Шиф-Фронт вокруг острова Оаху, Гавайи. (Геологическая служба США,

2002).

31. Зуз, Х. Современные концепции механики турбулентности. Пер. Являюсь. Soc. Civ. Англ. 102, 436–505 (1937).

32. Моберли Э., Бавер Д. и Моррисон А.Источник и разновидность гавайских прибрежных песков. J. Sediment. es. 35, 589–598 (1965).

33. Харни, Дж. Н., Гроссман, Э. Э., Ричмонд, Б. М. и Флетчер, К. Х. III Возраст и состав карбонатных прибрежных отложений, Чайлуа

залив, Оаху, Гавайи. Coral eefs 19, 141–154 (2000).

34. Харни, Дж. Н. и Флетчер, К. Х. Бюджет карбонатного каркаса и производства отложений, залив Чайлуа, Оаху, Гавайи. J. Sedime nt.

es. 73, 856–868 (2003).

35.Флетчер К., Бочиччио К., Конгер К. и Энгельс М. Геология рифов Гавайев. в шефах США 435–487 (Springer, 2008).

36. Конгер, К. Идентификация и характеристика распределения песчаных отложений на окаймляющих рифах Оаху. Гавайская геология и геофизика,

Гавайский университет (2005).

37. Нильсен П. Прибрежные нижние пограничные слои и перенос отложений, https://doi.org/10.1142/1269 (WOLD SCIENTIFIC, 1992).

38. Lowe,. J., ose, J.& Монисмит, С. Г. Колебательные потоки в подводных куполах: 1. Скоростная структура. J. Geophys. es. 110,

C10016 (2005).

39. ogers, J. S., Monismith, S. G., Dunbar,. B. & owee, D. Полевые наблюдения волновой циркуляции над отрогами и бороздками

формаций на коралловом рифе. J. Geophys. es. Океан. 120. С. 145–160 (2015).

40. Booij, N., is, . C. & Holthuijsen, L.H. Волновая модель третьего поколения для прибрежных регионов: 1. Описание и проверка модели.J.

Geophys. es. Океан. 104, 7649–7666 (1999).

41. Грин, М. О. и Коко, Г. Обзор подъема и переноса наносов в устьях рек. Ev. Geophys. 2014. Т. 52. С. 77–117.

42. Smith, J. D. & McLean, S.. Пространственно усредненный поток по волнистой поверхности. J. Geophys. es. 1977 г., 82, 1735–1746.

Благодарности

Данные для моделирования были предоставлены PacIOOS (www.pacioos.org), которая является частью Интегрированной системы наблюдений за океаном

США (IOOS®), частично финансируемой Национальным управлением океанических и атмосферных исследований (NOAA). )

Премия № NA16NOS0120024.AR признает получение исследовательской стипендии Университета Восточного Средиземноморья (BK-

21 / 2015–2016). AVC выражает признательность ARC Future Fellowship (FT100100215) и Women in Science Fellowship

из Сиднейского университета. Благодарим профессора Итаи Эйнава, доктора Франсуа Гийяра и доктора Бенджи Маркс из

Granular Physics в Сиднейском университете за комментарии по исследовательскому проекту и поддержку в лаборатории

. Авторы хотели бы поблагодарить профессора Квок Фай Чунг и доктора Дэвида А.Смиту за то, что они поделились своим ценным набором данных

Вклад авторов

A.R. и A.V.C. разработал исследование и руководил написанием статьи с равным вкладом. Т.С. разработала

разделы «Анализ режима переноса наносов» и «Численное моделирование». U.T. разработан раздел «Другие осадки

скоростных исследований». Данные, необходимые для рисунков, были созданы U.T. и А. Рисунки

разработаны A.V.C. и Т. Все авторы интерпретировали результаты и внесли свой вклад в обсуждение и выводы.

Конкурирующие интересы

Авторы заявляют об отсутствии конкурирующих интересов.

Дополнительная информация

Дополнительная информация к этому документу доступна по адресу https://doi.org/10.1038/s41598-020-65741-3.

Переписку и запросы материалов направлять на адрес A.V.-C.

Информация о перепечатках и разрешениях доступна на сайте www.nature.com/reprints.

Примечание издателя Springer Nature остается нейтральным в отношении юрисдикционных претензий на опубликованных картах и

институциональных связей.

Открытый доступ Эта статья находится под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 International

License, которая разрешает использование, совместное использование, адаптацию, распространение и воспроизведение на любом носителе или в формате

при условии, что вы укажете соответствующую ссылку на автора оригинала ( s) и источник, дайте ссылку на лицензию Cre-

ative Commons и укажите, были ли внесены изменения. Изображения или другие материалы третьих лиц в этой статье

включены в лицензию Creative Commons для статьи, если иное не указано в кредитной линии для материала

.Если материал не включен в лицензию Creative Commons для статьи и ваше предполагаемое использование не разрешено законом или превышает разрешенное использование, вам необходимо получить разрешение непосредственно от правообладателя

. Чтобы просмотреть копию этой лицензии, посетите http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/.

Содержимое любезно предоставлено Springer Nature, применяются условия использования. Права защищены

ГЛАВА 2 — ПОЧВА И ВОДА

2.1 Почва
2.2 Поступление воды в почву
2.3 Состояние влажности почвы
2.4 Доступная влажность
2.5 Уровень грунтовых вод
2.6 Водная эрозия почвы

2.1.1 Состав почвы
2.1.2 Профиль почвы
2.1.3 Текстура почвы
2.1.4 Структура почвы

2.1.1 Состав почвы

Когда сухая почва раздавливается рукой, можно увидеть, что она состоит из всевозможных частиц разного размера.

Большинство этих частиц возникает в результате разложения горных пород; их называют минеральными частицами. Некоторые происходят из остатков растений или животных (гниющие листья, кусочки костей и т. Д.), Они называются органическими частицами (или органическими веществами). Кажется, что частицы почвы касаются друг друга, но на самом деле между ними есть промежутки. Эти пространства называются порами. Когда почва «сухая», поры в основном заполнены воздухом. После полива или дождя поры в основном заполняются водой.Живой материал находится в почве. Это могут быть живые корни, а также жуки, черви, личинки и т. Д. Они способствуют аэрации почвы и тем самым создают благоприятные условия для роста корней растений (рис. 26).

Рис. 26. Состав почвы

2.1.2 Профиль почвы

Если вырыть в земле яму глубиной не менее 1 м, можно увидеть различные слои, разные по цвету и составу. Эти слои называются горизонтами. Эта последовательность горизонтов называется профилем почвы (рис.27).

Рис. 27. Профиль почвы

Очень общий и упрощенный профиль почвы можно описать следующим образом:

а. Пахотный слой (толщина от 20 до 30 см): богат органическими веществами и содержит много живых корней. Этот слой подлежит подготовке почвы (например, вспашка, боронование и т. Д.) И часто имеет темный цвет (от коричневого до черного).
г. Глубокий пахотный слой: содержит намного меньше органических веществ и живых корней. Этот слой практически не подвержен нормальным подготовительным работам.Цвет более светлый, часто серый, иногда пестрый с желтоватыми или красноватыми пятнами.
г. Подземный слой: почти нет органических веществ или живых корней. Этот слой не очень важен для роста растений, так как до него доходят лишь несколько корней.
г. Слой материнской породы: состоит из породы, в результате разложения которой образовалась почва. Эту породу иногда называют материнским материалом.

Глубина различных слоев сильно различается: некоторые слои могут вообще отсутствовать.

2.1.3 Текстура почвы

Минеральные частицы почвы сильно различаются по размеру и могут быть классифицированы следующим образом:

Название частиц	Пределы размеров в мм	Отличить невооруженным глазом
гравий	больше 1	очевидно
песок	от 1 до 0.5	легко
ил	от 0,5 до 0,002	еле
глина	менее 0,002	невозможно

Количество песка, ила и глины, присутствующих в почве, определяет структуру почвы.

На крупнозернистых почвах: преобладает песок (песчаные почвы).
В почвах средней текстуры: преобладает ил (суглинистые почвы).
В мелкозернистых почвах: преобладает глина (глинистые почвы).

В поле текстуру почвы можно определить, потерев почву между пальцами (см. Рис. 28).

Фермеры часто говорят о легких и тяжелых почвах. Грунт с крупной текстурой является легким, потому что с ним легко работать, а с мелкозернистым грунтом — тяжелым, потому что с ним тяжело работать.

Выражение, используемое фермером	Выражения, используемые в литературе
свет	песчаный	грубая
средний	суглинистый	средний
тяжелая	глинистый	штраф

Текстура почвы постоянная, фермер не может ее модифицировать или изменять.

Рис. 28а. Грунт крупнозернистый. — песчаный. Отдельные частички рыхлые и разваливаются в руке даже во влажном состоянии.

Рис. 28б. Грунт средней текстуры на ощупь очень мягкий (как мука) в сухом состоянии. Когда он влажный, его можно легко нажать, и он станет шелковистым.

Рис. 28c. Грунт с мелкой текстурой прилипает к пальцам во влажном состоянии и может образовывать шарик при нажатии.

2.1.4 Структура почвы

Структура почвы означает группировку частиц почвы (песок, ил, глина, органические вещества и удобрения) в пористые соединения. Это так называемые агрегаты. Структура почвы также относится к расположению этих агрегатов, разделенных порами и трещинами (рис. 29).

Основные типы агрегатов показаны на Рис. 30: гранулированная, блочная, призматическая и массивная структура.

Рис. 29. Структура почвы

Находясь в верхнем слое почвы, массивная структура блокирует вход воды; прорастание семян затруднено из-за плохой аэрации.С другой стороны, если верхний слой почвы зернистый, вода легко проникает внутрь, и семена лучше прорастают.

В призматической конструкции движение воды в почве преимущественно вертикальное, поэтому подача воды к корням растений обычно недостаточна.

В отличие от текстуры, структура почвы непостоянна. С помощью методов обработки почвы (вспашка, рыхление и т. Д.) Фермер пытается получить зернистую структуру верхнего слоя почвы на своих полях.

Фиг.30. Некоторые примеры грунтовых конструкций

ЗЕРНА	БЛОКИРОВКА

ПРИЗМАТИЧЕСКИЙ	МАССИВНЫЙ

2.2.1 Проникновение процесс
2.2.2 Скорость инфильтрации
2.2.3 Факторы влияет на скорость инфильтрации

2.2.1 Процесс инфильтрации

Когда на поле подается дождевая или поливная вода, она просачивается в почву. Этот процесс называется инфильтрацией.

Проникновение можно визуализировать, налив воды в слегка утрамбованный стакан с сухой измельченной почвой. Вода просачивается в почву; цвет почвы темнеет по мере ее увлажнения (см.рис.31).

Рис. 31. Инфильтрация воды в почву

2.2.2 Скорость инфильтрации

Повторите предыдущий тест, на этот раз с двумя стаканами. Один заполнен сухим песком, а другой — сухой глиной (см. Рис. 32а и б).

Вода проникает в песок быстрее, чем в глину. Говорят, что песок имеет более высокую скорость инфильтрации.

Рис. 32а. В каждый стакан подается одинаковое количество воды

Рис.32b. Через час вода просочилась в песок, в то время как некоторое количество воды все еще оставалось на глине

Скорость инфильтрации почвы — это скорость, с которой вода может просачиваться в нее. Обычно измеряется глубиной (в мм) слоя воды, которую почва может поглотить за час.

Скорость инфильтрации 15 мм / час означает, что для просачивания слоя воды толщиной 15 мм на поверхности почвы потребуется один час (см. Рис. 33).

Фиг.33. Почва со скоростью инфильтрации 15 мм / час

Диапазон значений скорости инфильтрации приведен ниже:

Низкая скорость инфильтрации	менее 15 мм / час
средняя скорость инфильтрации	от 15 до 50 мм / час
высокая скорость инфильтрации	более 50 мм / час

2.2.3 Факторы, влияющие на скорость инфильтрации

Скорость инфильтрации почвы зависит от постоянных факторов, таких как текстура почвы. Это также зависит от различных факторов, например от влажности почвы.

и. Текстура почвы
Грунты с крупнозернистой структурой состоят в основном из крупных частиц, между которыми имеются большие поры.
С другой стороны, мелкозернистые почвы имеют в основном мелкие частицы, между которыми находятся мелкие поры (см.рис.34).
Рис. 34. Скорость инфильтрации и текстура почвы
В грубых почвах дождевая или поливная вода попадает и перемещается в более крупные поры; для проникновения воды в почву требуется меньше времени. Другими словами, скорость инфильтрации выше для крупнозернистых почв, чем для мелкозернистых почв.
ii. Влажность почвы
Вода проникает быстрее (более высокая скорость инфильтрации), когда почва сухая, чем когда она влажная (см. Рис.35). Как следствие, когда поливная вода подается на поле, вода сначала легко проникает, но по мере того, как почва становится влажной, скорость инфильтрации снижается.
Рис. 35. Интенсивность инфильтрации и влажность почвы
iii. Структура почвы
Вообще говоря, вода проникает быстро (высокая скорость инфильтрации) в зернистые почвы, но очень медленно (низкая скорость инфильтрации) в массивные и плотные почвы.
Поскольку фермер может влиять на структуру почвы (посредством культурных практик), он также может изменять скорость инфильтрации своей почвы.

2.3.1 Влажность почвы
2.3.2 Насыщенность
2.3.3 Полевая продуктивность
2.3.4 Постоянная точка увядания

2.3.1 Влажность почвы

Содержание влаги в почве указывает количество воды, присутствующей в почве.

Обычно выражается как количество воды (в мм водной глубины), присутствующее на глубине одного метра почвы.Например: когда количество воды (в мм водной глубины) составляет 150 мм на глубине одного метра почвы, влажность почвы составляет 150 мм / м (см. Рис. 36).

Рис. 36. Влажность почвы 150 мм / м

Содержание влаги в почве также может быть выражено в объемных процентах. В приведенном выше примере 1 м ³ почвы (например, с глубиной 1 м и площадью поверхности 1 м ²) содержит 0,150 м ³ воды (например.г. глубиной 150 мм = 0,150 м и площадью поверхности 1 м ²). В результате содержание влаги в почве в объемных процентах составляет:

Таким образом, влажность 100 мм / м соответствует 10 объемным процентам.

Примечание: Количество воды, хранящейся в почве, не является постоянным во времени, но может меняться.

2.3.2 Насыщенность

Во время дождя или полива поры почвы заполняются водой.Если все поры почвы заполнены водой, почва считается насыщенной. В почве не осталось воздуха (см. Рис. 37а). В поле легко определить, насыщена ли почва. Если выжать горсть насыщенной почвы, немного (мутной) воды потечет между пальцами.

Растения нуждаются в воздухе и воде в почве. При насыщении воздуха не будет и растение пострадает. Многие культуры не выдерживают насыщенных почвенных условий в течение более 2-5 дней. Рис — одно из исключений из этого правила.Период насыщения верхнего слоя почвы обычно длится недолго. После прекращения дождя или орошения часть воды, присутствующей в более крупных порах, уйдет вниз. Этот процесс называется дренированием или перколяцией.

Вода, стекающая из пор, заменяется воздухом. На крупнозернистых (песчаных) почвах дренаж завершается в течение нескольких часов. В мелкозернистых (глинистых) почвах дренаж может занять несколько (2-3) дней.

2.3.3 Вместимость поля

После прекращения дренажа большие поры почвы заполняются воздухом и водой, в то время как меньшие поры все еще полны водой.На этом этапе считается, что почва полностью заполнена. При урожайности поля содержание воды и воздуха в почве считается идеальным для роста сельскохозяйственных культур (см. Рис. 37b).

2.3.4 Постоянная точка увядания

Постепенно вода, накопленная в почве, поглощается корнями растений или испаряется с верхнего слоя почвы в атмосферу. Если в почву не подается дополнительная вода, она постепенно высыхает.

Чем суше становится почва, тем плотнее удерживается оставшаяся вода и тем труднее корням растений извлекать ее.На определенном этапе потребления воды недостаточно для удовлетворения потребностей растения. Растение теряет свежесть и увядает; листья меняют цвет с зеленого на желтый. В конце концов растение умирает.

Содержание влаги в почве на стадии отмирания растения называется точкой постоянного увядания. Почва все еще содержит немного воды, но корням слишком трудно высосать ее из почвы (см. Рис. 37c).

Рис. 37. Некоторые характеристики влажности почвы

Почву можно сравнить с резервуаром для воды для растений.Когда почва насыщен, резервуар полон. Однако часть воды быстро стекает ниже корневую зону до того, как растение сможет ее использовать (см. рис. 38a).

Рис. 38а. Насыщенность

Когда эта вода стечет, почва будет полностью заполнена. Корни растений вытягивают воду из того, что остается в резервуаре (см. Рис. 38b).

Рис. 38b. Вместимость поля

Когда почва достигает точки постоянного увядания, оставшаяся вода перестает быть доступны для завода (см. рис.38c).

Рис. 38c. Постоянная точка увядания

Количество воды, фактически доступной растению, — это количество воды, хранящейся в почве при заполнении поля, за вычетом воды, которая останется в почве при постоянной точке увядания. Это показано на рис. 39.

Рис. 39. Доступная влажность или влажность почвы

Доступное содержание воды = содержание воды на уровне поля — содержание воды в точке постоянного увядания….. (13)

Доступное содержание воды во многом зависит от текстуры и структуры почвы. Диапазон значений для различных типов почв приведен в следующей таблице.

Почва	Доступное содержание воды в мм глубины воды на 1 м глубины почвы (мм / м)
песок	от 25 до 100
суглинок	100 до 175
глина	175–250

Емкость поля, постоянная точка увядания (PWP) и доступная влажность называются характеристиками влажности почвы.Они постоянны для данной почвы, но сильно различаются от одного типа почвы к другому.

2.5.1 Глубина уровень подземных вод
2.5.2 Подземные воды таблица
2.5.3 Капиллярный подъем

Часть воды, нанесенной на поверхность почвы, стекает ниже корневой зоны и питает более глубокие слои почвы, которые постоянно насыщаются; верхняя часть насыщенного слоя называется уровнем грунтовых вод или иногда просто уровнем грунтовых вод (см.рис.40).

Рис. 40. Уровень грунтовых вод

2.5.1 Глубина залегания грунтовых вод

Глубина залегания грунтовых вод сильно варьируется от места к месту, в основном из-за изменений топографии местности (см. Рис. 41).

Рис. 41. Вариации глубины уровня грунтовых вод

В одном конкретном месте или поле глубина уровня грунтовых вод может изменяться во времени.

После сильных дождей или орошения уровень грунтовых вод повышается.Он может даже проникнуть в корневую зону и пропитать ее. В случае продолжительного действия такая ситуация может иметь катастрофические последствия для культур, которые не могут противостоять «мокрым ногам» в течение длительного периода. Если уровень грунтовых вод выходит на поверхность, он называется открытым уровнем грунтовых вод. Так обстоит дело в болотистой местности.

Уровень грунтовых вод также может быть очень глубоким и удаленным от корневой зоны, например, после продолжительного засушливого периода. Чтобы корневище оставалось влажным, необходимо орошение.

2.5.2 Верхний уровень подземных вод

Слой грунтовых вод может быть найден поверх водонепроницаемого слоя довольно близко к поверхности (от 20 до 100 см).Обычно он охватывает ограниченную территорию. Верхняя часть водного слоя называется возвышающимся уровнем грунтовых вод.

Непроницаемый слой отделяет залегающий слой грунтовых вод от более глубоко расположенного горизонта грунтовых вод (см. Рис. 42).

Рис. 42. Верхний уровень грунтовых вод

Почву с непроницаемым слоем не намного ниже корневой зоны следует орошать с осторожностью, потому что в случае чрезмерного орошения (слишком большого орошения) верхний уровень грунтовых вод может быстро поднимаются.

2.5.3 Капиллярный подъем

До сих пор было объяснено, что вода может двигаться как вниз, так и горизонтально (или вбок). Кроме того, вода может двигаться вверх.

Если кусок ткани погрузить в воду (рис. 43), вода будет всасываться тканью вверх.

Рис. 43. Движение воды вверх или капиллярный подъем

Тот же процесс происходит с уровнем грунтовых вод и почвой над ним. Подземные воды могут всасываться почвой вверх через очень маленькие поры, которые называются капиллярами.Этот процесс называется капиллярным подъемом.

В мелкозернистой почве (глине) вода поднимается вверх медленно, но преодолевает большие расстояния. С другой стороны, в крупнозернистой почве (песке) вода поднимается вверх быстро, но покрывает лишь небольшое расстояние.

Текстура почвы	Капиллярный подъем (в см)
крупный (песок)	от 20 до 50 см
средний	от 50 до 80 см
мелкий (глина)	более 80 см до нескольких метров

2.6.1 Листовая эрозия
2.6.2 Оврагная эрозия

Эрозия — это перенос почвы из одного места в другое. Климатические факторы, такие как ветер и дождь, могут вызвать эрозию, но также и при орошении.

За короткий период процесс эрозии практически незаметен. Однако он может быть непрерывным, и весь плодородный верхний слой поля может исчезнуть в течение нескольких лет.

Водная эрозия почвы зависит от:

— склон: крутые пологие поля более подвержены эрозии;
— структура почвы: легкие почвы более чувствительны к эрозии;
— объем или скорость потока поверхностных стоков: большие или быстрые потоки вызывают большую эрозию.

Эрозия обычно наиболее сильна в начале полива, особенно при поливе на склонах. Сухая поверхностная почва, иногда разрыхленная при культивации, легко удаляется проточной водой. После первого полива почва становится влажной и оседает, поэтому эрозия уменьшается. Недавно орошаемые участки более чувствительны к эрозии, особенно на ее ранних стадиях.

Существует два основных типа эрозии, вызываемой водой: пластовая эрозия и овражная эрозия. Их часто комбинируют.

2.6.1 Листовая эрозия

Листовая эрозия — это равномерное удаление очень тонкого слоя или «листа» верхнего слоя почвы с наклонной земли. Это происходит на больших площадях земли и вызывает большую часть потерь почвы (см. Рис. 44).

Рис. 44. Листовая эрозия

Признаками листовой эрозии являются:

— только тонкий слой верхнего слоя почвы; или недра частично обнажены; иногда обнажается даже материнская порода;
— достаточно большое количество крупного песка, гравия и гальки в пахотном слое, более мелкий материал удален;
— обнажение корней;
— отложение эродированного материала у подножия склона.

2.6.2 Эрозия оврагов

Эрозия оврагов определяется как удаление почвы концентрированным водным потоком, достаточно большим для образования каналов или оврагов.

Эти овраги несут воду во время сильного дождя или орошения и постепенно становятся шире и глубже (см. Рис. 45).

Рис. 45. Эрозия оврага

Признаками овражного размыва на орошаемом поле являются:

— неравномерное изменение формы и длины борозд;
— скопление эродированного материала на дне борозд;
— обнажение корней растений.

2.4: Другие важные параметры — Engineering LibreTexts

2.4.1 Скорость скольжения и коэффициент скольжения

Скорость скольжения v _sl — это разница между скоростью твердых тел v _s и скоростью жидкости v _l или скоростью смеси, линия скорость v _лс.Для небольших объемных концентраций скорость жидкости почти равна линейной скорости, но для более высоких объемных концентраций есть разница. Также следует отметить, что не все частицы имеют одинаковую скорость. Часть твердых веществ может находиться в неподвижном или скользящем слое, тогда как другая часть находится во взвешенном состоянии в жидкости над слоем. В этой книге скорость скольжения связана с линейной скоростью.

\ [\ \ mathrm {v} _ {\ mathrm {sl}} = \ mathrm {v} _ {\ mathrm {ls}} — \ mathrm {v} _ {\ mathrm {s}} = \ mathrm {v } _ {\ mathrm {ls}} \ cdot \ left (1- \ frac {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {s}}} {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {ls}}} \ right ) \]

Коэффициент скольжения ξ — это отношение скорости скольжения v _sl к линейной скорости v _ls.Коэффициент скольжения 0 означает, что частицы имеют ту же скорость, что и жидкость. Коэффициент скольжения 1 означает, что частицы имеют нулевую скорость.

\ [\ \ xi = \ frac {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {sl}}} {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {l} _ {\ mathrm {s}}}} \]

2.4.2 Пространственная и доставленная объемная концентрация

Объемная пространственная концентрация C _vs — это объем, занимаемый твердыми частицами V _s , деленный на общий объем смеси в сегменте трубы V _м.

\ [\ \ mathrm {C} _ {\ mathrm {vs}} = \ frac {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {s}}} {\ mathrm {V} _ {\ mathrm {m}}}
\]

Доставленная или транспортная объемная концентрация C _vt — объемный расход твердых частиц Q _с , деленный на общий объемный расход смеси Q _м.

\ [\ \ mathrm {C} _ {\ mathrm {vt}} = \ frac {\ mathrm {Q} _ {\ mathrm {s}}} {\ mathrm {Q} _ {\ mathrm {m}}} \]

Для определенного контрольного объема объемная транспортная концентрация C _vt может быть определена, если известны объемная пространственная концентрация C _vs и скорость скольжения v _sl , заданные определенная линейная скорость v _ls.

\ [\ \ mathrm {C} _ {\ mathrm {v} \ mathrm {t}} = \ left (1- \ frac {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {sl}}} {\ mathrm {v } _ {\ mathrm {l} s}} \ right) \ cdot \ mathrm {C} _ {\ mathrm {v} \ mathrm {s}} = (\ mathrm {1} — \ xi) \ cdot \ mathrm { C} _ {\ mathrm {vs}} \]

Аналогичным образом, для определенного контрольного объема можно определить объемную пространственную концентрацию C _vs , если объемная транспортная концентрация C _vt и скорость скольжения v _sl известны при определенной линейной скорости v _ls.

\ [\ \ mathrm {C} _ {\ mathrm {v} \ mathrm {s}} = \ left (\ frac {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {ls}}} {\ mathrm {v} _ {\ mathrm {ls}} — \ mathrm {v} _ {\ mathrm {sl}}} \ right) \ cdot \ mathrm {C} _ {\ mathrm {v} \ mathrm {t}} = \ left (\ гидроразрыв {\ mathrm {1}} {1- \ xi} \ right) \ cdot \ mathrm {C} _ {\ mathrm {vt}} \]

Особая пространственная объемная концентрация — это концентрация слоя. В механике грунтов в основном используется пористость, при транспортировке жидкого навоза — концентрация. Пористость может варьироваться от 40% для очень плотного песка до 50%. Для очень рыхлого песка, приводя к концентрациям в пластах C _vb от 50% для очень рыхлого песка до 60% для очень плотного песка.

2.4.3 Плотность

При транспортировке твердых тел, смешанных с жидкостью, плотность смеси ρ _м может быть определена из плотности твердых частиц ρ _с и плотности жидкости ρ _l , если пространственный объемный концентрация C _{по сравнению с} твердых веществ известна, согласно:

\ [\ \ rho _ {\ mathrm {m}} = \ mathrm {C} _ {\ mathrm {vs}} \ cdot \ rho _ {\ mathrm {s}} + \ left (\ mathrm {1} — \ mathrm {C} _ {\ mathrm {v} \ mathrm {s}} \ right) \ cdot \ rho _ {\ mathrm {l}} \]

Если плотность смеси ρ _м известна, пространственная объемная концентрация C _vs может быть определена из плотности смеси ρ _м, плотность твердых частиц ρ _с и плотность жидкости ρ _л согласно:

\ [\ \ mathrm {C} _ {\ mathrm {v} \ mathrm {s}} = \ frac {\ rho _ {\ mathrm {m}} — \ rho _ {\ mathrm {l}}} {\ rho_ { \ mathrm {s}} — \ rho _ {\ mathrm {l}}} \]

Удельный вес — это отношение плотности твердых частиц ρ s или смеси ρ м к плотности воды, что дает:

\ [\ \ mathrm {SG} = \ frac {\ rho _ {\ mathrm {s}}} {\ rho _ {\ mathrm {l}}} \ text {или} \ frac {\ rho _ {\ mathrm {m} }} {\ rho _ {\ mathrm {l}}} \ quad \ text {часто называют:} \ quad \ mathrm {S} _ {\ mathrm {s}} = \ frac {\ rho _ {\ mathrm {s }}} {\ rho _ {\ mathrm {l}}} \ quad \ text {и} \ quad \ mathrm {S} _ {\ mathrm {m}} = \ frac {\ rho _ {\ mathrm {m}}} {\ rho _ {\ mathrm {l}}} \]

Две основные рассматриваемые плотности — это плотность воды и плотность кварца.Плотность воды около 1000 кг / м ³ или 1 тонна / м ³. Плотность воды зависит от солености и температуры и может варьироваться от 958 кг / м ³ (пресная вода при температуре 100 градусов по Цельсию) до 1030 кг / м ³ (соленая вода с температурой около 10 градусов по Цельсию). В этой книге для соленой воды часто используется значение 1025 кг / м ³. Плотность кварца (песок и гравий) составляет около 2650 кг / м ³ или 2,65 т / м ³.

2.4.4 Относительная плотность под водой R

_sd

Относительная плотность в погруженном состоянии R _sd определяется как:

\ [\ \ mathrm {R} _ {\ mathrm {sd}} = \ frac {\ rho _ {\ mathrm {s}} — \ rho _ {\ mathrm {l}}} {\ rho _ {\ mathrm {l} }} \]

2.4.5 Вязкость

Динамическая (сдвиговая) вязкость жидкости выражает ее сопротивление сдвиговым потокам, когда соседние слои движутся параллельно друг другу с разными скоростями. Его можно определить через идеализированную ситуацию, известную как поток Куэтта, где слой жидкости захвачен между двумя горизонтальными пластинами, одна неподвижная, а другая движущаяся горизонтально с постоянной скоростью и .(Предполагается, что пластины очень большие, поэтому не нужно учитывать, что происходит у их краев.)

Если скорость верхней пластины достаточно мала, частицы жидкости будут двигаться параллельно ей, и их скорость будет линейно изменяться от нуля внизу до и вверху. Каждый слой жидкости будет двигаться быстрее, чем тот, что находится под ним, и трение между ними вызовет силу, сопротивляющуюся их относительному движению. В частности, жидкость будет прикладывать к верхней пластине силу в направлении, противоположном ее движению, и равную, но противоположную силу к нижней пластине.Поэтому требуется внешняя сила, чтобы верхняя пластина двигалась с постоянной скоростью.

Величина этой силы F оказывается пропорциональной скорости u и площади A каждой пластины и обратно пропорциональна их расстоянию y :

\ [\ \ mathrm {F} = \ mu _ {\ mathrm {l}} \ cdot \ mathrm {A} \ cdot \ frac {\ mathrm {u}} {\ mathrm {y}} \]

Коэффициент пропорциональности μ l в этой формуле представляет собой вязкость (в частности, динамическую вязкость) жидкости.Отношение u / y называется скоростью деформации сдвига или скоростью сдвига и является производной скорости жидкости в направлении, перпендикулярном пластинам. Исаак Ньютон выразил силы вязкости дифференциальным уравнением

\ [\ \ tau = \ mu_ {1} \ cdot \ frac {\ partial \ mathrm {u}} {\ partial \ mathrm {y}} \]

Где \ (\ \ mathrm {\ tau} \) = F / A и ∂u / ∂y — локальная скорость сдвига. Эта формула предполагает, что поток движется вдоль параллельных линий, а ось y , перпендикулярная потоку, указывает в направлении максимальной скорости сдвига.Это уравнение можно использовать, когда скорость не изменяется линейно с y , например, в жидкости, протекающей по трубе.

Использование греческой буквы mu ( μ _l) для определения вязкости при динамическом напряжении широко используется инженерами-механиками и химиками, а также физиками. Однако греческая буква эта ( η _l) также используется химиками, физиками и ИЮПАК.

Кинематическая вязкость (также называемая «импульсной диффузией») — это отношение динамической вязкости μ л к плотности жидкости (здесь жидкость) ρ л .Обычно обозначается греческой буквой ню ( ν l ).

\ [\ v_ {1} = \ frac {\ mu_ {1}} {\ rho_ {1}} \ quad \ text {или} \ quad \ mu_ {1} = v_ {1} \ cdot \ rho_ {1 } \]

Это удобная концепция при анализе числа Рейнольдса, которое выражает отношение сил инерции к силам вязкости:

\ [\ \ mathrm {R} \ mathrm {e} = \ frac {\ rho _ {\ mathrm {l}} \ cdot \ mathrm {u} \ cdot \ mathrm {L}} {\ mu _ {\ mathrm {l }}} = \ frac {\ mathrm {u} \ cdot \ mathrm {L}} {v _ {\ mathrm {l}}} \]

Где L — типичная шкала длины в системе.

Измерение динамической вязкости в единицах СИ — Пуазей (PI), а в единицах cgs — Пуаз (P) или Па · с или Н · с / м ² или кг / (м · с) . Например, динамическая вязкость воды при 20 градусах Цельсия составляет мкм л = 0,0012 Па · с.

Размерность кинематической вязкости в единицах СИ составляет м ² / с и в единицах cgs по Стоксу ( St ). Обычно для значений воды в диапазоне ν l = 0.{1.5}} \]

Таблица 2.4-1: Динамическая и кинематическая вязкость воды.
Температура	Динамическая вязкость	Кинематическая вязкость
т	\ (\ \ boldsymbol {\ mu} _ {\ mathbf {l}} \)	ν _л
(^o C)	(Па · с, Н · с / м ² ) x 10 ^-3	(м ² / с) x 10 ^-6
0	1.787	1,787
5	1,519	1,519
10	1,307	1.307
20	1,002	1,004
30	0,798	0.801
40	0.653	0,658
50	0,547	0,553
60	0,467	0.475
70	0,404	0,413
80	0,355	0,365
90	0.315	0,326
100	0,282	0,290

2.4.6 Распределение частиц по размерам (PSD)

Почвы состоят из смеси частиц разного размера, формы и минералогического состава.Поскольку размер частиц, очевидно, оказывает значительное влияние на поведение почвы, размер зерен и гранулометрический состав используются для классификации почв. Гранулометрический состав описывает относительные пропорции частиц различных размеров. Размер зерен часто визуализируется на графике кумулятивного распределения, который, например, отображает процентное содержание частиц мельче заданного размера как функцию от размера. Средний размер зерна d50 — это размер, при котором 50% массы частицы состоит из более мелких частиц.В поведении почвы, особенно в ее гидравлической проводимости, как правило, преобладают более мелкие частицы; следовательно, термин «эффективный размер», обозначаемый d10, определяется как размер, при котором 10% массы частицы составляют более мелкие частицы.

Пески и гравий, которые обладают широким диапазоном размеров частиц с плавным распределением частиц по размерам, называются хорошо гранулированными грунтами. Если частицы почвы в образце преимущественно имеют относительно узкий диапазон размеров, почва называется равномерно гранулированной почвой.Если на кривой градации есть четкие промежутки, например, смесь гравия и мелкого песка без крупного песка, почвы можно назвать градуированными. Почвы с равномерным сортированием и с прослойками считаются плохо гранулированными. Существует множество методов измерения гранулометрического состава. В геотехнической инженерии используются два традиционных метода: ситовый анализ и ареометр.

Гранулометрический состав частиц гравия и песка обычно измеряется с помощью ситового анализа.Формальная процедура описана в ASTM D6913-04 (2009). Пакет сит с точно подобранными отверстиями между сеткой из проволоки используется для разделения частиц по размерам. Известный объем высушенной почвы с комьями, разбитыми на отдельные частицы, помещается в верхнюю часть стопки сит, расположенных от крупного до мелкого. Пачку сит встряхивают в течение стандартного периода времени, чтобы частицы были отсортированы по размерам. Этот метод достаточно хорошо работает для частиц в диапазоне размеров песка и гравия.Мелкие частицы имеют тенденцию прилипать друг к другу, поэтому просеивание не является эффективным методом. Если в почве присутствует много мелких частиц (ила и глины), может потребоваться пропустить воду через сита, чтобы промыть крупные частицы и комья.

Доступны сита различных размеров. Граница между песком и илом произвольная. Согласно Единой системе классификации почв, сито № 4 (4 отверстия на дюйм) с размером отверстий 4,75 мм отделяет песок от гравия, а сито № 200 с отверстием 0.Отверстие 075 мм отделяет песок от ила и глины. Согласно британскому стандарту 0,063 мм — это граница между песком и илом, а 2 мм — это граница между песком и гравием.

Классификация мелкозернистых почв, то есть почв мельче песка, определяется в первую очередь их пределами Аттерберга, а не размером зерна. Если важно определить гранулометрический состав мелкозернистых грунтов, может быть проведен ареометр. В тестах на ареометре частицы почвы смешивают с водой и встряхивают, чтобы получить разбавленную суспензию в стеклянном цилиндре, а затем цилиндр оставляют стоять.Ареометр используется для измерения плотности суспензии как функции времени. Для оседания частиц глины на глубине, измеренной ареометром, может потребоваться несколько часов. На частицы песка может уйти меньше секунды. Закон Стокса обеспечивает теоретическую основу для расчета зависимости между скоростью осаждения и размером частиц. ASTM предоставляет подробные процедуры для выполнения теста ареометра.

Частицы глины могут быть достаточно маленькими, чтобы они никогда не оседали, потому что они удерживаются во взвешенном состоянии за счет броуновского движения, и в этом случае их можно классифицировать как коллоиды.

Таблица 2.4-2: Классификация почв (на основе разных источников)
Тип почвы	Размер частиц (мм)
Глина	<0,002
Ил мелкий	0.002–0,006
Средний ил	0,006-0,02
Грубый ил	0,02–0,06
Очень мелкий песок	0,06–0.10
Мелкий песок	0,10–0,20
Песок средний	0,20–0,60
Крупный песок	0,60–1,00
Очень крупный песок	1.00–2.00
Мелкий гравий	2-6
Средний гравий	6-20
Крупный гравий	20-60
Брусчатка	60-200
Валуны	> 200

Рисунок 2.4-1: Некоторые распределения зерна в процессе загрузки самосвального земснаряда.

Рисунок 2.4-2: Гранулометрический состав песков, использованный Робертсом и др. (1998).

В Таблице 2.4-2 приведена классификация песков и гравийных пород. На Рис. 2.4-1 показаны PSD процесса загрузки самосвального земснаряда. Показаны три кривые: PSD вынутого грунта, PSD материала, осевшего в бункере, и PSD материала, покидающего бункер через перелив.На рис. 2.4-2 показан ряд PSD исследований Робертса и др. (1998), исследуя влияние очень мелких частиц на начало движения (см. Miedema (2013)). В Таблице 15.3-1 показаны размеры ячеек промышленных сит.
2.4.7 Угол внутреннего трения
Угол внутреннего трения для данного грунта — это угол на графике (круг Мора) напряжения сдвига и нормальных эффективных напряжений, при котором происходит разрушение при сдвиге. Угол внутреннего трения, φ , может быть определен в лаборатории с помощью испытания на прямой сдвиг или испытания на трехосное напряжение.Типичные соотношения для оценки угла внутреннего трения, φ , следующие:
Таблица 2.4-3: Эмпирические значения φ гранулированных грунтов на основе стандартного числа проникновений (из «Недра», «Анализ фундамента»).
SPT Penetration, N-Value (ударов / фут)
φ (градусы)
0
25-30
4
27-32
10
30-35
30
35-40
50
38-43
Таблица 2.4-4: Взаимосвязь между φ и стандартным числом пенетрации для песков (из Peck 1974, Справочник по проектированию фундаментов).
SPT Penetration, N-Value (ударов / фут)
Плотность песка
φ (градусы)
<4
Очень рыхлый
<29
4–10
Свободные
29–30
10–30
Средний
30–36
30–50
плотный
36 — 41
> 50
Очень плотная
> 41
Таблица 2.4-5: Взаимосвязь между φ и стандартным числом пенетрации для песков (из Meyerhof 1956, Справочник по проектированию фундаментов).
SPT Penetration, N-Value (ударов / фут)
Плотность песка
φ (градусы)
<4
Очень рыхлый
<30
4–10
Свободные
30–35
10–30
Средний
35–40
30–50
плотный
40–45
> 50
Очень плотная
> 45
Угол внутреннего трения очень важен при рассмотрении стационарного или скользящего слоя и потока листа.Так как слой в трубопроводе образуется в результате седиментации и обычно не имеет долгой истории, плотность или концентрация слоя будет относительно низкой, что приведет к очень рыхлому или рыхлому песку или гравию. Можно ожидать, что угол внутреннего трения составит 30-35 °, что приведет к коэффициенту внутреннего трения 0,577-0,700. Конечно, всегда могут быть исключения.
На рис. 2.4-3 показан угол естественного откоса сыпучих материалов, который в основном представляет собой наименьший угол внутреннего трения гранулированного материала.Из этого рисунка видно, что этот угол увеличивается с увеличением диаметра частицы.
Рисунок 2.4-3: Угол естественного откоса для сыпучих материалов (Simons, 1957).

2.4.8 Угол внешнего трения
Угол внешнего трения, \ (\ \ delta \), или трение между грунтовой средой и материалом, таким как состав подпорной стены или сваи, может быть выражено в градусах следующим образом:
Таблица 2.4-6: Значения угла внешнего трения φ.
20 ^или
стальные сваи (NAVFAC)
0,67 · φ — 0,83 · φ
USACE
20 ^или
Сталь
(Broms)
3/4 · φ
бетон (Broms)
2/3 · φ
древесина (бромс)
0.67 · φ
Линдебург
2/3 · φ
для бетонных стен (кулон)
Угол внешнего трения можно оценить как 1/3 · φ для гладких подпорных стен, таких как шпунтовые сваи или бетонные поверхности против деревянной опалубки, или как от 1/2 · φ до 2/3 · φ для шероховатых поверхностей.При отсутствии подробной информации обычно делается предположение о 2/3 · φ .
Угол внешнего трения очень важен при рассмотрении стационарной или скользящей станины. Так как слой в трубопроводе образуется в результате седиментации и обычно не имеет долгой истории, плотность или концентрация слоя будет относительно низкой, что приведет к очень рыхлому или рыхлому песку или гравию. Можно ожидать, что угол внешнего трения составит 20o-24o, в результате чего коэффициент внешнего трения будет равен 0.364-0,445. Конечно, всегда могут быть исключения.
На основании рисунка 2.4-3 можно ожидать увеличения угла / коэффициента внешнего трения с увеличением диаметра частиц.
3 Процессы почвы и водоносного горизонта | Пополнение подземных вод водами плохого качества
Бауэр, Х. 1985. Восстановление сточных вод с помощью систем очистки земель с быстрой инфильтрацией. Стр. 249-282 в Искусственном питании подземных вод, Т. Асано, изд.Бостон, Массачусетс: Баттерворт.
Бауэр, Х. 1991. Простой вывод уравнения замедления и его применение к предпочтительному потоку и макродисперсии. Грунтовые воды 29 (1): 41-46.
Булл Р. Дж. И Ф. К. Копфлер. 1991. Влияние дезинфицирующих средств и побочных продуктов дезинфекции на здоровье. Денвер: Am. Водопроводные работы доц. Res. Найденный.
Баттерс, Г. Л., и У. А. Жюри. 1989. Перенос бромида в ненасыщенной почве в полевом масштабе. II. Моделирование дисперсии. Water Res. Res.25: 1582-1589.
Чанг, А. С., и А. Л. Пейдж. 1985. Отложение следов металлов в почве при пополнении запасов подземных вод с помощью поверхностного распространения. Стр. 609-626 в Искусственном питании подземных вод, Т. Асано, изд. Бостон, Массачусетс: Баттерворт.
Ч3М Холм. 1992. Пилотное исследование УФ-дезинфекции: Демонстрационное исследование быстрой инфильтрации / экстракции (RIX). Подготовлено для управления проекта водораздела Санта-Ана, города Сан-Бернардино и города Колтон. Санта-Ам, Калифорния,
Критов, Р.W. 1985. Удаление микрозагрязнителей при быстрой инфильтрации. Стр. 597-608 в Искусственной подпитке подземных вод, Т. Асано, изд. Бостон, Массачусетс: Баттерворт.

Даган, Г. 1986. Статистическая теория потока и переноса подземных вод: из пор в лабораторию, из лаборатории в пласт и пласт в региональном масштабе. Водный ресурс. Res. 22: 120С-134С.

Эрлих, Г. Г., Э. М. Годси, К. А. Паскаль и Дж. Веккиоли. 1979а. Химические изменения в промышленных сточных жидкостях во время движения после отбраковки в известняковом водоносном горизонте, Пенсакола, Флорида.Грунтовые воды 17 (6): 562-573.
Эрлих, Г. Г., Х. Ку, Дж. Веккиоли и Т. Эльке. 1979b. Микробиологические эффекты перезарядки водоносного горизонта Маготи, Бэй-Парк, Нью-Йорк, сточными водами, прошедшими третичную очистку. U.S. Geol. Солнце,. Проф. Бумага 751-E.

Форман, Т. Л., Г. Нусс, Дж. Блумквист и Г. Магнусон. 1993. Результаты одногодичного демонстрационного проекта быстрой инфильтрации / извлечения (RIX) для третичной фильтрации. Стр. 21-36 в трудах 66-й ежегодной конференции и выставки Федерации водной среды, октябрь.3-7, 1993, Анахайм, Калифорния, Александрия, Вирджиния: Федерация водной среды.

Герба К. и С. Гоял. 1985. Удаление патогенов из сточных вод при пополнении подземных вод. Стр. 283-318 в Искусственном питании подземных вод, Т. Асано, изд. Бостон, Массачусетс: Баттерворт.
Ghodrati, M., and W.A. Jury. 1990. Полевое исследование с использованием красителей для характеристики предпочтительного потока воды. Почвоведение. Soc. Являюсь. J. 54: 1558-1563.

Хамакер, Дж. У. и Дж. М. Томпсон.1972. Адсорбция. Стр. 49–144 в «Органические химические вещества в почвенной среде», под ред. К. А. И. Горинга и Дж. У. Хамакера. Нью-Йорк: Марсель Деккер.
Hillel, D. 1987. Неустойчивый поток в слоистых почвах; Обзор. Гидрологические процессы 1 (2): 143-147.
Ховард, П. Х. 1990. Справочник данных о судьбе и воздействии органических химикатов в окружающей среде Том I и II. Челси, штат Мичиган: Льюис.
Ховард, П. Х., Р. Боэтлинг, У. Джарвис, У. Мейлан и Э. Михаленко. 1991. Справочник по темпам деградации окружающей среды.Челси, штат Мичиган: Льюис.
Huisman, L., and T. N. Olsthoorn. 1983. Искусственное пополнение подземных вод. Бостон, Массачусетс: Питман.

Jenne, E. A. 1968. Контроль концентраций Mn, Fe, Co, Ni, Cu и Zn в почве и воде. Стр. 337–387 в Trace Organics in Water, R. F. Gould ed. Успехи в химии Series, Vol. 73. Вашингтон, округ Колумбия: Американское химическое общество,
Джури, W. A. 1985. Пространственная изменчивость физических параметров почвы в миграции растворенных веществ: критический обзор литературы.EPRI Topical Rep. E4228, Институт Электроэнергетики. Пало-Альто. Калифорния
Jury, W. A., and H. Fluhler. 1992. Транспортировка химикатов через почву: механизмы, модели и полевые применения. Adv. Агрон. 27: 141-201.
Jury, W. A., and K. Roth. 1990. Оценка роли предпочтительного потока на перенос растворенных веществ через ненасыщенные полевые почвы. Отчет семинара аналитического центра. Стр. 23-30 В полевых условиях вода и поток растворенных веществ в почвах, К. Рот и др., Ред. Базель, Швейцария: Birkhaeuser.
WV Департамент транспорта

Коэффициенты давления грунта, которые WVDOH обычно использует для анализа активного и пассивного бокового давления грунта для обычных типов засыпки, представлены следующим образом:
Φ Тип материала к _п к _а
— Усиленный с пеной 3.00 0,17
30 ° Средняя почва 3,00 0,33
35 ° Гравий и песок 3,69 0,27
40 ° Crusher Run 4,60 0.22
45 ° Чистый щебень 5,83 0,17

Обратите внимание, что в пассивном случае, если стена толкается в чистый щебень, значение K _p составляет 5,8; тем не менее, мы разрешаем использовать K _p = 3, когда используется пенополистирол (EPS) для амортизации механизма. Это значение можно дополнительно уменьшить следующим образом:
K _p (мобилизовано) = (Тепловое движение / (0.05 * Высота стены)) * К _р; При условии K _p> = 0,5
Минимальное значение K _p (мобилизовано), которое мы допускаем с помощью приведенного выше уравнения, составляет 0,5 (значение в состоянии покоя для средней почвы).
Для большинства U-образных крыльев, которые подвергаются только продольному перемещению, использование активного футляра допустимо, и можно использовать значение K _a = 0,17 для армированной заполненной засыпки класса 1. Если ожидается некоторое поперечное движение крыльев, то необходим приведенный выше пассивный анализ, основанный на величине смещения перпендикулярно поверхности стены.
Для крыльев, наклоненных более чем на +/- 3 ° от прямой спины, используется пассивный корпус. Рекомендуется установить EPS за всеми крыльями, кроме прямых задних крыльев, чтобы избежать более высоких пассивных нагрузок.
Когда задержанная почва или камень содержат более 15% материала сита № 200, потребуется минимум 18 дюймов отборного материала для засыпки за всю высоту ствола с фильтрующей тканью, отделяющей его от засыпки.
Коэффициент горизонтальной нагрузки заземления LRFD равен 1.5 будет использоваться для активного случая. Хотя LRFD не обеспечивает коэффициент нагрузки для пассивного корпуса, мы рекомендуем использовать 1,35.
Коэффициенты активного и пассивного давления на землю для полуинтегральных абатментов и крыльев

Если минимальное тепловое движение передается через подшипники на опорную штангу и боковые стенки, заднюю стенку следует анализировать отдельно от штанги, используя пассивное давление грунта для задней стенки и активное для штанги и крыльев. Если и задняя стенка, и шток перемещаются вместе, их следует проанализировать на основе пассивного случая, используя их общую высоту и тепловое перемещение, чтобы найти K _p (подвижно), как описано выше.Для армированной засыпки можно использовать K _{со значением} 0,17 независимо от наличия пены для активного корпуса, если засыпка состоит из камня класса I.
% PDF-1.3 % 438 0 объект > эндобдж xref 438 82 0000000016 00000 н. 0000001991 00000 н. 0000002165 00000 н. 0000003291 00000 н. 0000003578 00000 н. 0000003645 00000 н. 0000003851 00000 н. 0000003957 00000 н. 0000004065 00000 н. 0000004177 00000 н. 0000004340 00000 н. 0000004507 00000 н. 0000004638 00000 н. 0000004754 00000 н. 0000004910 00000 н. 0000005095 00000 н. 0000005293 00000 п. 0000005455 00000 н. 0000005593 00000 п. 0000005749 00000 н. 0000005975 00000 н. 0000006092 00000 н. 0000006206 00000 н. 0000006313 00000 н. 0000006435 00000 н. 0000006568 00000 н. 0000006739 00000 н. 0000006872 00000 н. 0000007008 00000 н. 0000007154 00000 н. 0000007291 00000 п. 0000007412 00000 н. 0000007554 00000 н. 0000007734 00000 н. 0000007855 00000 н. 0000007994 00000 н. 0000008107 00000 н. 0000008237 00000 п. 0000008355 00000 н. 0000008484 00000 н. 0000008613 00000 н. 0000008742 00000 н. 0000008871 00000 н. 0000009000 00000 н. 0000009265 00000 н. 0000009363 00000 п. 0000009563 00000 н. 0000009776 00000 н. 0000009884 00000 н. 0000010201 00000 п. 0000010314 00000 п. 0000010966 00000 п. 0000011007 00000 п. 0000011280 00000 п. 0000011302 00000 п.

Таблица коэффициентов уплотнения сыпучих строительных материалов
Вид материала	Купл (коэффициент уплотнения)
ПГС (песчано-гравийная смесь)	1.2 (ГОСТ 7394-85)
Песок для строительных работ	1.15 (ГОСТ 7394-85)
Керамзит	1.15 (ГОСТ 9757-90)
Щебень (гравий)	1.1 (ГОСТ 8267-93)
Грунт	1.1-1.4 (по СНИП)
Все значения, приведенные в таблице, являются среднестатистическими и могут варьироваться в зависимости от конкретных условий доставки, хранения и состава материала.

Вид строительных работ	Коэффициент
Обратная засыпка котлована – процесс заполнения песком или грунтом после возведения фундамента или других работ	0,95
Обратная засыпка пазух или траншей	0,98
Восстановительный ремонт подземных участков с проложенными инженерными коммуникациями, размещенных возле проезжих дорог	0,98-1

SPT Penetration, N-Value (ударов / фут)	φ (градусы)
0	25-30
4	27-32
10	30-35
30	35-40
50	38-43

SPT Penetration, N-Value (ударов / фут)	Плотность песка	φ (градусы)
<4	Очень рыхлый	<29
4–10	Свободные	29–30
10–30	Средний	30–36
30–50	плотный	36 — 41
> 50	Очень плотная	> 41

20 ^или	стальные сваи (NAVFAC)
0,67 · φ — 0,83 · φ	USACE
20 ^или	Сталь (Broms)
3/4 · φ	бетон (Broms)
2/3 · φ	древесина (бромс)
0.67 · φ	Линдебург
2/3 · φ	для бетонных стен (кулон)

Φ	Тип материала	к _п	к _а
—	Усиленный с пеной	3.00	0,17
30 °	Средняя почва	3,00	0,33
35 °	Гравий и песок	3,69	0,27
40 °	Crusher Run	4,60	0.22
45 °	Чистый щебень	5,83	0,17

Коэффициент разрыхления грунта при перевозке

Свойства

Как рассчитать проведение необходимых работ

Что такое коэффициент уплотнения песка и щебня? Как делается расчет?

Расчет уплотнения песка с использованием коэффициента

Расчет уплотнения щебня с использованием коэффициента

таблица расчет плотности, ПГС при трамбовке глины, определение при обратной засыпке грунта

Факторы и свойства строительного песка

Коэффициент относительного уплотнения

Как посчитать плотность во время добычи из котлована

При трамбовке материала и обратной засыпке

Как определить плотность песчаного слоя при транспортировке

Как рассчитать в условиях лаборатории

Из-за чего изменяется уровень сыпучей смеси и степень уплотнения

Какие пробы берут для определения насыпной плотности песка для строительства

Заключение

Коэффициент уплотнения для песка как заложить в смету

что такое и как рассчитать

Для чего нужно знать коэффициент уплотнения

Как узнать коэффициент уплотнения

Коэффициент уплотнения песка при трамбовке: ГОСТ 7394-85, СНИП

Основные понятия коэффициента уплотнения

Как меняется параметр плотности песка?

Особенности расчёта обратной засыпки

Какие данные учитываются в процессе расчёта Купл?

Параметры уплотнения при проведении производственных работ

Видео. Проверка уплотнения песка

Что такое коэффициент уплотнения песка и щебня? Как делается расчет?

Расчет уплотнения песка с использованием коэффициента

Расчет уплотнения щебня с использованием коэффициента

Расход песка на 1 м2 основания

Коэффициенты уплотнения сыпучих материалов для строительства

Как правильно пользоваться коэффициентом

Уплотнение песчаных оснований

Коэффициент для бетонных смесей

что такое и как рассчитать

Для чего нужно знать коэффициент уплотнения

Как узнать коэффициент уплотнения

Что такое коэффициент уплотнения песка?

Повышенный коэффициент сопротивления и скорость осаждения для карбонатных песков

Уравнение скорости оседания карбонатных песков

Влияние коэффициента сопротивления на скорость осаждения

Значение для переноса наносов

(PDF) Повышенный коэффициент сопротивления и скорость осаждения карбонатных песков

ГЛАВА 2 — ПОЧВА И ВОДА

2.1.1 Состав почвы

2.1.2 Профиль почвы

2.1.3 Текстура почвы

2.1.4 Структура почвы

2.2.1 Процесс инфильтрации

2.2.2 Скорость инфильтрации

2.2.3 Факторы, влияющие на скорость инфильтрации

2.3.1 Влажность почвы

2.3.2 Насыщенность

2.3.3 Вместимость поля

2.3.4 Постоянная точка увядания

2.5.1 Глубина залегания грунтовых вод

2.5.2 Верхний уровень подземных вод

2.5.3 Капиллярный подъем

2.6.1 Листовая эрозия

2.6.2 Эрозия оврагов

2.4: Другие важные параметры — Engineering LibreTexts

2.4.1 Скорость скольжения и коэффициент скольжения

2.4.2 Пространственная и доставленная объемная концентрация

2.4.3 Плотность

2.4.4 Относительная плотность под водой R

2.4.5 Вязкость

2.4.6 Распределение частиц по размерам (PSD)

2.4.7 Угол внутреннего трения

2.4.8 Угол внешнего трения

3 Процессы почвы и водоносного горизонта | Пополнение подземных вод водами плохого качества

WV Департамент транспорта

Коэффициенты активного и пассивного давления на землю для полуинтегральных абатментов и крыльев

Добавить комментарий Отменить ответ