Песчаные почвы гранулометрический состав

При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.

По степени неоднородности гранулометрического состава С_u, крупнообломочные грунты и пески подразделяют на:

Источник

Структура почвы

Основу любой почвы составляют твердые компоненты. Их массовая доля в почве доходит до 70%. Именно эти компоненты определяют механический состав почв, и поэтому их часто называют механическими элементами.

Механические элементы могут находиться в свободном состоянии и в виде агрегатов. Агрегаты имеют разную форму массу и состав. Одинаковые по размеру элементы формируют фракции. В российской сельскохозяйственной науке, практике и ландшафтном дизайне используют классификацию фракций по Качинскому:

• Камни
• Гравий
• Крупный песок
• Средний песок
• Мелкий песок
• Крупная пыль
• Средняя пыль
• Мелкая пыль
• Грубый ил
• Тонкий ил.

Простому садоводу-любителю такая точная классификация не нужна: обычно фракции делят на физический песок (частицы размер более 0,01 мм) и физическую глину (частицы размером менее 0,01 мм). Зато садоводу важно понимать, что разные фракции имеют разный состав и по-разному влияют на свойства почвы.

Камни

Самые крупные частицы – камни – считаются нежелательными. Они не только осложняют обработку почвы, но и мешают росту растений. Самые крупные камни обычно удаляют, с остальными приходится мириться. Впрочем, в средней полосе России по-настоящему каменистые почвы встречаются нечасто.

Гравий

Высокое содержание гравия также считается нежелательным. Гравий не мешает росту растений и не осложняет обработку почвы, но он не способен к набуханию и имеет крайне низкую влагоемкость. Вода в почвах с высоким содержанием гравия просто «проваливается» в нижние слои. Кроме того, гравий не способен формировать почвенные капилляры, по которым вода может подниматься вверх. Все это создает сложности для любого земледелия.

Песок

Песок, как и гравий, не набухает и плохо удерживает воду, но зато он способен формировать капилляры. Почвы с высоким содержанием песка имеют приемлемый водный и воздушный режим: на них можно успешно заниматься и цветоводством, и любительским садоводством. Обычно такие почвы бедны гумусом, и поэтому для успешного выращивания многих растений необходимо регулярно вносить органические удобрения.

Пыль

Крупная пыль по своим свойствам очень похожа на песок: она не набухает, имеет невысокую влагоемкость, может формировать почвенные капилляры и обладает сравнительно высокой воздухопроницаемостью.

Средняя пыль имеет высокую пластичность и низкую водопроницаемость, она не формирует почвенные комки. Почвы с высоким содержанием крупной и средней пыли склонны к чрезмерному уплотнению и оплыванию. Не набухает, сравнительно бедна гумусом.

Мелкая пыль разительно отличается от более крупных фракций. Она содержит много гумуса, легко набухает, не пропускает воздух, склонна к образованию структур. Почва с высоким содержанием мелкой пыли удерживает большое количество воды: при намокании она становится очень тяжелой, плотной и липкой. Это именно то, что в обиходе называют глиной. Высыхая, такая почва образует многочисленные трещины.

Ил

Ил – самая мелкая фракция, оказывающая очень большое влияние на плодородие почвы. Илистая фракция играет главную роль в образовании почвенных агрегатов, содержит много гумуса и элементов питания растений, поглощает и удерживает большое количество воды.

Специалисты компании ПозитивПроект напоминают, что у ила есть возможность участвовать в формировании почвенных структур. Частицы ила, поглощая воду, набухают и приобретают способность склеивать другие частицы в агрегаты. Именно так формируется структура почвы. Хорошо структурированная почва характеризуется благоприятными для растений физическими свойствами. Почва, в которой ил не образует структуры, имеет неблагоприятные свойства.

Гранулометрический состав почвы

Очевидно, что не бывает почв, которые состояли бы только из элементов одной фракции. Практически всегда в почве присутствуют все фракции элементов: именно их соотношение и определяет свойства почвы.

В России принято использовать классификацию почв по Качинскому. В ее основе лежит соотношение фракций физического песка и физической глины (см. выше).

Название почвы по грануло-
метрическому составу

Содержание физической глины в процентах

Содержание физического песка в процентах

Подзолистые

Степные, красноземы и желтоземы

Сильно-
солонцеватые и солонцы

Подзолистые

Степные, красноземы и желтоземы

Сильно-
солонцеватые и солонцы

Характеризуя почву полностью, к названию из таблицы добавляют название преобладающей фракции – например, дерново-подзолистая крупнопылеватая. Впрочем, такие тонкости любителю не нужны совершенно – разве что придется столкнуться с очень серьезной литературой по садоводству.

Обратите внимание на важный момент: чем выше способность почвы к образованию агрегатов, тем меньше проявляются глинистые свойства почвы при равном содержании фракций физической глины. Способность к образованию структур, в свою очередь, определяется содержанием гумуса и минералогическим составом. Так, в высокогумусированных подзолистых почвах глинистые свойства проявляются намного слабее, чем в солончаках. В этом смысле ландшафтным дизайнерам, работающим в средней полосе России, повезло, а жителям черноземных областей повезло еще больше.

Как влияет гранулометрический состав почвы на ее свойства?

Гранулометрический состав почвы оказывает существенное влияние на:

• накопление органических и минеральных питательных веществ;
• поглотительную способность;
• водный режим;
• воздушный режим;
• тепловой режим;
• простоту обработки;

Песчаные и супесчаные почвы

Песчаные и супесчаные почвы легко обрабатываются, быстро прогреваются и имеют благоприятный воздушный режим. Растения на таких почвах редко болеют корневыми гнилями и некоторыми другими болезнями, для развития которых нужен избыток влаги.

К недостаткам песчаных почв относят низкую влагоемкость, низкое содержание гумуса и питательных элементов, а также подверженность ветровой эрозии. Если почва вашего участка имеет такой гранулометрический состав, то вам или специалистам по ландшафтному дизайну придется позаботиться о частом поливе и регулярном внесении органических и минеральных удобрений.

Тяжелосуглинистые и глинистые почвы

Почвы с высоким содержанием физической глины имеют высокую влагоемкость, они богаты гумусом и питательными веществами. Если такие почвы хорошо структурированы, их можно считать плодородными, хотя и сложными для обработки. Бесструктурные тяжелые почвы создают неблагоприятные для растений условия: они оплывают, быстро создают почвенную корку и практически не содержат воздуха.

К сожалению, в средней полосе России редко встречаются хорошо структурированные почвы: они преобладают в степных районах. Поэтому для условий Московской и прилегающих областей лучшими почвами будут легкосуглинистые. Обычно они содержат достаточное количество гумуса и минеральных питательных веществ, хорошо удерживают влагу, но при этом не оплывают и имеют благоприятные для развития большинства растений воздушный и температурный режимы.

Можно ли улучшить гранулометрический состав почвы?

Гранулометрический состав достаточно устойчив и во многом определяется характером почвообразующей породы и типом почвообразовательного процесса. Вместе с тем регулярная и правильная обработка почвы способна со временем улучшать ее структуру. Кроме того, для улучшения гранулометрического состава песчаных почв на небольших площадях можно использовать глинование (добавление глины), а для улучшения состава тяжелых глинистых почв – пескование с одновременным внесением значительных доз органических удобрений.

Наша компания по ландшафтному дизайну, имея в своем штате дипломированных почвоведов, способна провести работы по определению вида и структуры почвы на вашем земельном участке и выдать необходимые рекомендации по ее улучшению. Данные рекомендации необходимы для качественного проведения работ по озеленению вашего участка, посадке деревьев и кустарников.

Компания “ПозитивПроект” предлагает

Источник

Определение гранулометрического состава грунта

Гранулометрический состав грунта – это определенное содержание по весу разнофракционных частиц, выражающееся в их процентном отношении к массе сухих проб, взятых для анализа.

Отборы конкретных образцов осуществляют согласно требований ГОСТа 12071-2000, где микроагрегатный состав определяется по весовому содержанию твердых водостойких составляющих частиц.

Методы анализа гранулометрического состава изложены в межгосударственном стандарте — ГОСТе 12536-79.

Цели исследования

Актуальность определения гранулометрического состава грунта обуславливается широким спектром работ, для выполнения которых необходимы сведения о водорастворяемых частицах.

Такой анализ проводится для решения следующих вопросов:

• определения классификации грунтов на определенной территории;
• оценки пригодности грунтового состава для применения в качестве насыпных сооружений для земляных плотин, дамб и дорог;
• расчета обратных фильтров;
• вычисления степени водопроницаемости несвязанных и рыхлых смесей;
  
• выбора наиболее подходящих отверстий для установки фильтров скважин бурового типа;
• оценки грунтов для возможности их использования как наполнителя при изготовлении цементно-бетонных смесей и стройматериалов;
• вычисления потенциально возможного проседания почвы в фильтрующих плотинах, выемках и котлованах.

Гранулометрический анализ позволяет вычислить важнейшие характеристики грунта: степень усадки, пористость, сопротивление сдвигу, пластичность, сжимаемость и капиллярность.

Виды обломочных несцементированных грунтов

Исходя из неоднородного состава, существует определенная классификация, позволяющая соотносить исследуемые образцы к одной из категорий.

Выделяют такие виды обломочных несцементированных грунтов:

В основе данной классификации лежит принцип фракционного размера обломков, от чего напрямую зависят свойства, в том числе степени водопоглощения и водорастворения.

Крупнообломочные

Это несвязные крупнодисперсные фракции, сформированные в результате воздействия водных потоков и ледников на скальные породы.

В их составе свыше 50% частиц, диаметр которых превышает 2 мм.

Подразделяются на два вида: с высоким содержанием песчаных (свыше 40%) и глинистых (свыше 30%) частиц.

Они могут быть достаточно однородными, однако все они характеризуются степенью водонасыщения, текучестью и уровнем влажности.

Такие грунты образуются в результате сильного выветривания горных пород.

Щебенистые

Разновидность галечниковых грунтов плотностью от 1,2 до 3 г/см3, представляющие собой раздробленную в результате естественных причин скальную породу.

Частицы в виде щебеночных обломков, имеют размеры от 10 до 200 мм, причем разной формы (игловатая, пластинчатая). Данные грунты в сухом состоянии обладают крайне низкой способностью связываться между собой.

Грунт характеризуется низкой способностью к сжатию, давая эффективную основу для фундамента строений.

Дресвяные/гравийные

Дресвяные и гравийные грунты – это обломочная категория грунтовых составов, имеющая частицы окатанного типа, размером от 3 до 70 мм. Чаще всего такие грунты располагаются в поймах рек, рядом с озерами, прудами и морями.

В сухом состоянии они обладают очень маленьким процентом связности.

Различный минералогический состав частиц, составляющих такие грунты, придает ему определенную скелетность, неплохую прочность и устойчивость.

Песчаные

Песчаные грунты – это смесевые частицы разрушенных твердых (горных) пород, включающих в себя зерна кварца и ряда других минералов.

В зависимости от особенностей входящих в состав такого грунта элементов он может иметь высокую, среднюю или низкую плотность. По характеристикам он относится к несвязному минеральному типу, размеры частиц которого составляют от 0,05 до 2 мм в объеме, не больше 50%.

Крупный и гравелистый песок

Песок гравелистого типа состоит из песчинок, размерами от 0,28 мм до 5-6 мм и обладает хорошей несущей способностью за счет плотности 5,5-6,5 кг/см2.

Достаточно схожими свойствами обладает крупный песок, где размеры песчинок составляют от 0,30 до 2 мм.

В состав обоих типов песка входят такие минералы, как полевой шпат (8%), кварц (70%), кальцит (3%) и прочие (11%).

Примечательно, что свойство грунта в плане хорошей несущей способности не зависит от объема влаги, присутствующей в составе гравелистого и крупного песка.

Средний и мелкий песок

Мелкий песок состоит из песчинок, размерами от 1,5 до 2,0, а средний – от 2,0 до 3,0 мм. Такие песчаные составы имеют в среднем плотность порядка 3-5 кг/см2, которая дает им высокую несущую способность.

В отличие от крупного и среднего, мелкий песок при насыщении влагой теряет свои прочностные свойства, которые уменьшаются в 2 раза.

Пылеватые частицы

По своему минеральному составу пылеватые частицы – это практически чистый кварц, реже — полевые шпаты с примесью других минералов. Размеры таких составов от 0,050 до 0,001 мм.

В сухом состоянии они обладают крайне слабой связанностью, имеют низкий уровень пластичности. Хороший капиллярный состав позволяет поднимать воду на высоту до 2,5-3 м.

Водопроницаемость таких грунтов крайне низкая. Пылеватые частицы при соприкосновении с влагой способны принимать состояние плывунов.

Суглинок и глинистые частицы

Суглинок – рыхлая порода осадочного типа, содержащая в среднем от 10 до 30% глинистых веществ, размером менее 0,005 мм. В таком грунте может присутствовать супесь – песчаные частицы с содержанием глинистых примесей в объеме до 10%, которые по своим характеристикам очень схожи с песчаными грунтами.

В песчаных суглинках содержится в основном кварц с воднорастворимыми солями, а в глинистых – минералы монтмориллонит, иллит и каолинит.

Методы определения состава грунтовой смеси

Для определения состава используется принцип расчленения грунтовой смеси на определенные группы, схожие по своему составу и специально отобранные для пробы. Размеры частиц определяется в миллиметрах, а вес – в граммах.

Существуют различные методики определения такого состава, главными из которых являются ситовой, ареометрический, пипеточный и отмучивание.

Ситовой

В его основе – использование набора сит с отверстиями, размерами 0,25; 0,1; 1; 0,5; 5; 2; 10 мм, а также специальной машины для просеивания с поддоном.

Благодаря такому просеиванию удается определить и визуально увидеть состав грунта, а также процентное соотношение имеющихся в нем минералов и компонентов.

Для получения объективного анализа следует внимательно отнестись к вычислению массы средней пробы грунта, которая должна иметь следующие значения:

• При частицах, размерами до 2 мм — 100 г.
• При частицах, размерами выше 2 мм (до 10% от общего веса) – 500 г.
• При частицах, размерами выше 2 мм (10-30% от общего веса) – 1000 г.
• При частицах, размерами выше 2 мм (свыше 30% от общего веса) – 2000 г.

Для будущего анализа среднюю пробу определяют методом квартования (разделения взятых проб).

Ареометрический

Основан на учете изменения плотности суспензии, которая замеряется по мере отстаивания с помощью специального прибора – ареометра.

Предварительно отбирается проба, где используется метод квартования, при котором смесь проходит дополнительно через сито, с диаметром отверстий до 1 мм.

Масса средней пробы составляет:

• Для супесей – 40 г.
• Для глин – 20 г.
• Для суглинков – 30 г.

После определения процентного содержания смесей грунта при помощи ареометра, вычисляют содержание каждой отдельной фракции. Здесь используют метод последовательного вычитания меньшей величины из большей. Пробу отбирают с учетом природной влажности.

Метод отмучивания

Суть методики заключается в определении содержания пылеобразных и глинистых частиц по изменению масса песка после предварительного отмучивания частиц. Для выполнения испытания используется сушильный шкаф, цилиндрическое ведро или сосуд и секундомер.

В ходе проведения испытания просеянный и высушенный до постоянной массы песок (1000 г) помещают в ведро и заливают водой, после чего выдерживают так 2 часа.

Цилиндрическое ведро

Параллельно из воды удаляются все посторонние частицы и глинистые примеси. Промывку производят несколько раз. После того, как вода в ходе промывки станет чистой, можно приступать к сливу суспензии через нижнее отверстие в сосуде.

Далее остается только вычислить содержание в песке отмучиваемых глинистых частиц по формуле:

• m – вес высушенной навески до процесса отмучивания
• m1 — вес высушенной навески после процесса отмучивания

Пипеточный

При таком способе содержание глинистых и пылеобразных частиц определяется путем выпаривания суспензии (получаемой при промывке песка и взвешивании сухого остатка), отобранной с помощью пипетки.

Метод заключается в перемешивании песка, залитого водой в специальном сосуде, а также ополаскиванием путем переливания суспензии во второе ведро.

Металлический цилиндр с пипеткой мерного типа

Спустя 1,5-2 минуты, когда осадок ляжет на дно. С помощью мерной пипетки берут пробу и выливают все содержимое на предварительно взвешенный стакан. Полученную суспензию выпаривают в специальном сушильном шкафу.

Результат обрабатывается по формуле:

• m — масса навески песка, г;
• m 1- вес чашки для выпаривания жидкости, г;
• m 2- вес чашки с уже выпаренным порошком, г.

Расчет степени неоднородности гранулометрического состава песчаного грунта

С целью определения пригодности песчаного грунта для выполнения тех или иных работ часто требуется просчет степени неоднородности его гранулометрического состава.

Для этого существует специальная формула:

• d60 – диаметр частиц, которых в данной смеси содержится меньше 60% по массе;
• d10 – диаметр частиц, которых в данной смеси содержится меньше 10% по массе

Если получившееся в результате расчета значение Сu≥3, то к наименованию песчаного грунта добавляют такое слово, как «неоднородный». Если же Сu Полезное видео

Смотрите интересный видеоматериал, в котором наглядно показан один из методов определения гранулометрического состава грунта.

Заключение

Чтобы получить объективные данные относительно гранулометрического состава исследуемого грунта используют разные методы расчета. Это позволяет исключить вероятность ошибок при получении результатов, добившись максимальной точности в плане выявления процентного соотношения сухого остатка, плотности и размера внутренних фракций.

Источник