Плотность и коэффициенты разрыхления распространённых грунтов
Снятый объём превращается в тонны, рейсы и оплату только через плотность, а правильная плотность зависит от того, лежит ли материал в целике, рыхлым в штабеле или уплотнённым в насыпи. Эта справка даёт насыпную плотность и плотность в целике, коэффициент загрузки и соответствующее разрыхление для 20 распространённых материалов и показывает, как пользоваться ими, не смешивая состояния.
В целике, в разрыхлении и после уплотнения
Объём в целике — это материал в естественном залегании; его даёт съёмка выемки. Объём в разрыхлении — тот же материал после разработки, увеличенный за счёт пустот между частицами; его даёт съёмка штабеля. Объём после уплотнения — материал, уложенный и укатанный в насыпи.
Их связывает коэффициент загрузки: объём в разрыхлении = объём в целике ÷ коэффициент загрузки, разрыхление = 1 ÷ коэффициент загрузки − 1. Масса всегда равна объёму × плотности того же состояния: объём в целике — с плотностью в целике, рыхлый объём — с насыпной плотностью.
Справочная таблица
Значения из таблиц плотности материалов Caterpillar; разрыхление выведено из коэффициента загрузки. Источник отмечает, что масса зависит от влажности, крупности и уплотнения и что точные значения требуют испытаний, — используйте таблицу как отправную точку, а не как измерение.
| Материал | Насыпная (кг/м³) | В целике (кг/м³) | Коэффициент загрузки | Разрыхление |
|---|---|---|---|---|
| Глина в естественном залегании | 1660 | 2020 | 0,82 | 22 % |
| Глина сухая | 1480 | 1840 | 0,81 | 23 % |
| Глина влажная | 1660 | 2080 | 0,80 | 25 % |
| Глина с гравием, сухая | 1420 | 1660 | 0,85 | 18 % |
| Глина с гравием, влажная | 1540 | 1840 | 0,85 | 18 % |
| Грунт сухой плотный | 1510 | 1900 | 0,80 | 25 % |
| Грунт влажный разработанный | 1600 | 2020 | 0,79 | 27 % |
| Суглинок | 1250 | 1540 | 0,81 | 23 % |
| Гравий карьерный | 1930 | 2170 | 0,89 | 12 % |
| Гравий сухой | 1510 | 1690 | 0,89 | 12 % |
| Гравий сухой, 6–50 мм | 1690 | 1900 | 0,89 | 12 % |
| Гравий влажный, 6–50 мм | 2020 | 2260 | 0,89 | 12 % |
| Песок сухой рыхлый | 1420 | 1600 | 0,89 | 12 % |
| Песок влажный | 1690 | 1900 | 0,89 | 12 % |
| Песок мокрый | 1840 | 2080 | 0,89 | 12 % |
| Песок с глиной, рыхлые | 1600 | 2020 | 0,79 | 27 % |
| Песчано-гравийная смесь, сухая | 1720 | 1930 | 0,89 | 12 % |
| Песчано-гравийная смесь, влажная | 2020 | 2230 | 0,91 | 10 % |
| Щебень | 1600 | 2670 | 0,60 | 67 % |
| Почвенно-растительный слой | 950 | 1370 | 0,70 | 43 % |
Разобранные примеры
Съёмка штабеля измеряет рыхлый материал. Штабель 904,8 м³ сухой песчано-гравийной смеси при насыпной плотности 1720 кг/м³ весит 904,8 × 1,72 = 1556 т.
Съёмка выемки измеряет материал в целике. 1000 м³ глины в естественном залегании (коэффициент загрузки 0,82) дают 1000 ÷ 0,82 = 1219,5 м³ в разрыхлении — это 82 рейса кузовом 15 м³. Масса: в целике 1000 × 2,02 = 2020 т, в разрыхлении 1219,5 × 1,66 = 2024 т — один и тот же материал, совпадение в пределах округления коэффициента.
| Случай | Расчёт | Результат |
|---|---|---|
| Штабель сухой ПГС (рыхлый) | 904,8 м³ × 1,72 т/м³ | 1556 т |
| Выемка в глине в целике → в разрыхлении | 1000 м³ ÷ 0,82 | 1219,5 м³ |
| Рейсы, кузов 15 м³ | 1219,5 ÷ 15 = 81,3 | 82 рейса |
| Масса этой выемки | 1000 м³ × 2,02 т/м³ | 2020 т |
Измеряйте свой материал
За табличными значениями скрывается большой разброс: влажность, гранулометрия и способ разработки их меняют. Для массы, за которую кто-то платит или получает оплату, взвесьте несколько гружёных самосвалов и сравните с их снятым рыхлым объёмом, а плотность в целике измерьте на месте. У уплотнённой насыпи своя усадка, которой нет в этой таблице, — измеряйте её на объекте.
В STREAM плотность вводится для каждого штабеля, поэтому каждый материал на складе получает своё измеренное значение; отчёт показывает итоговый объём и массу.
Частые вопросы
Чем различаются объём в целике, в разрыхлении и после уплотнения?
Объём в целике — материал в естественном залегании, в разрыхлении — тот же материал после разработки (больше из-за пустот), после уплотнения — материал, уложенный и укатанный в насыпи. Рыхлый объём = объём в целике ÷ коэффициент загрузки.
Как рассчитать разрыхление по коэффициенту загрузки?
Разрыхление = 1 ÷ коэффициент загрузки − 1. Коэффициент 0,82 означает 1 ÷ 0,82 − 1 ≈ 22 %; щебень с коэффициентом 0,60 разрыхляется примерно на 67 %.
Какую плотность брать для массы штабеля?
Насыпную, потому что съёмка штабеля измеряет рыхлый материал. Плотность в целике применяйте только к объёмам в целике, например к выемке, снятой на месте.
Насколько точны табличные плотности?
Это отправные значения. Сам источник указывает, что масса зависит от влажности, крупности и уплотнения и требует испытаний; для любого оплачиваемого объёма взвешивайте гружёные самосвалы или измеряйте плотность на месте.
Источники
Измерьте объём и массу штабелей в STREAM
Нативное Windows-приложение · полностью офлайн · бесплатная бета