Меню

Пикнометрический метод определения плотности почвы

Пикнометрический метод определения плотности почвы

Плотность твердой фазы, согласно существующим в почвоведении представлениям, является одной из фундаментальных характеристик почвы, отражающей ее минералогический и химический составы. Точное определение данного параметра необходимо не только для достоверной оценки состава почвы, но и для расчета таких величин, как скорость падения элементарных почвенных частиц в жидкостях (например, при выполнении гранулометрического анализа методом пипетки) и пористость почвы. Методы изучения плотности твердой фазы основаны на определении объема, занимаемого твердой фазой, соответствующего объему вытесняемой жидкости. В качестве таковой используют полярные (дистиллированную воду, спирт) и неполярные жидкости с низким поверхностным натяжением (керосин, бензин, толуол и др.).

Выделяют две группы методов:

  • Метод определения плотности твердой фазы незасоленных почв (с использованием полярных жидкостей).
  • Метод определения плотности твердой фазы засоленных почв (с использованием неполярных жидкостей).

Цель нашей работы — изучение влияния различных способов подготовки образцов к пикнометрическому анализу в полярных и неполярных жидкостях на изменение плотности твердой фазы почв.

Объектом исследования был выбран чернозем обыкновенный (карбонатный) — один из зональных подтипов черноземов, доминирующий в почвенном покрове юга России. Чернозем обыкновенный карбонатный характеризуется существенным изменением объема при увлажнении, проявляя способность к набуханию и усадке. Эта его особенность явилась решающей при выборе объекта исследования, так как изменение объема вносит существенные коррективы в результаты определения плотности твердой фазы почвы. Почвенные разрезы закладывали на территории Ботанического сада Южного федерального университета.

Материалы и методы исследования

Определение плотности твердой фазы проводили с использованием дистиллированной воды (без СО2) и керосина пикнометрическим методом в десятикратной аналитической повторности. Подготавливали почву к анализу растиранием образцов резиновым и агатовым пестиками с последующим просеиванием через сита 1 и 0,25 мм соответственно. Выбор пестиков определяется различной твердостью материалов, из которых они выполнены и, соответственно, получаемого при истирании почвы размера зерен.

Проведена математическая обработка полученных результатов; в данной работе приводятся следующие показатели: М — средняя арифметическая величина, n — число наблюдений (определений), td — критерий Стьюдента (критерий оценки достоверности разницы), tst — стандартное (критическое) значение критерия Стьюдента для данной выборки, которая определяется удвоением n, т.к. сравниваются два ряда наблюдений [2].

Результаты исследования и их обсуждение

Проведенные нами исследования показали, что величина плотности твердой фазы одного и того же почвенного образца зависит, с одной стороны, от способа его подготовки, а с другой стороны, от способа количественного учета, т.е. от свойств вытесняемой жидкости.

При этом следует обратить внимание, что в условиях Нижнего Дона определение плотности твердой фазы черноземных почв, а также грунтов в практике инженерно-геологических изысканий, проводят с использованием дегазированной дистиллированной воды. Подготовка образцов к анализу, как правило, проводится растиранием почвы или грунта резиновым пестиком с последующим просеиванием через сито 1 мм.

Этап подготовки образцов к анализу является не менее значимым по сравнению с количественным учетом, поскольку именно он определяет размер и форму зерен, их строение и особенности, например, наличие вновь образовавшихся сколов, степень микроагрегированности и др. Это, в свою очередь, в значительной степени формирует микросложение насыпного слоя почвенного порошка в пикнометре и может стать причиной искажения результатов анализа.

Исследованиями И.В. Морозова и И.Ю. Морозовой [6] установлено, что в настоящий момент в почвоведении нет единой точки зрения относительно способов подготовки почвы к анализу плотности твердой фазы. А соответственно, по мнению авторов, трудно ожидать получения сопоставимых результатов, поскольку на точность анализа и объективность получаемой информации будут влиять следующие факторы:

1. Наличие-отсутствие новообразований и включений.

2. Степень дисперсности анализируемого материала, в том числе соотношение ЭПЧ и микроагрегатов, которое во многом определяется способом растирания образцов и диаметром сита.

Проведенные нами исследования показали, что для образцов с размером зерна

Источник

Иллюстрированные уроки геотехконтроля: определение плотности частиц грунта пикнометрическим методом

Грунты – это сложная дисперсная среда, которая состоит из минеральной части и пор, заполненных водой и воздухом.

Плотность частиц — физическая характеристика грунта, которая зависит от его минерального состава, наличия органических и органоминеральных веществ и представляет собой отношение массы твердой части сухого грунта к его объему, при этом исключая жидкую фазу.

Определение плотности частиц грунта выполняется пикнометрическим методом в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84.

Для проведение испытания методом квартования отбирают пробу массой 100-200 г и просеивают через сито с размером ячеек 2 мм.

Частицы, размером крупнее 2 мм разбивают в ступке и добавляют к пробе

Навеску грунта для проведения испытания, высушенную до постоянной массы следует отобрать из расчета 15 г на каждые 100 мл пикнометра.

Взвешивают пикнометр пустой и с грунтом.

В пикнометр с грунтом добавляют дистиллированную воду и кипятят на песчаной бане в течение 30 минут.

Дистиллированную воду, перед началом испытания следует прокипятить в течение 1 часа на песчаной бане.

После кипячения пикнометр остужают в ванне с водой, определяют температуру воды,

доливают в него воду,

закрывают пробкой-капилляром, удалив излишки влаги, и взвешивают.

После проведения опыта пикнометр моют, наливают в него дистиллированную воду и остужают на водяной бане до температуры тарировки. После остывания до искомой температуры пикнометр вытирают, удаляют излишки влаги и взвешивают.

Объем пикнометра вычисляют по формуле:

где m2‘ – масса пикнометра с дистиллированной водой при температуре тарировки, г;

mп – масса пустого пикнометра, г;

ρ’w – плотность воды при той же температуре, г/см 3 .

Плотность частиц грунта определяют по формуле:

где m0 – масса сухого грунта, г;

m1 – масса пикнометра с грунтом и водой после кипячения при температуре тарировки, г;

m2 – масса пикнометра с водой при той же температуре, г;

ρw – плотность воды при той же температуре, г/см 3 .

Плотность частиц грунта является важным качественным показателем для определения нормативных значений прочностных и деформационных характеристик, которые, в свою очередь, позволяют оценить несущую способность грунтов, и возможность их дальнейшего использования в качестве оснований фундаментов.

Если вы нашли ошибку: выделите текст и нажмите Ctrl+Enter

Источник

Определение плотности грунта

Плотность грунта на площадке, предназначенной под строительство – величина, которая необходима проектировщикам для расчета устойчивости склонов и откосов, усадки строений, распределения напряжения в почве основания, давления на фундамент, пр.

Метод режущего кольца

Применяется для всех грунтов достаточной влажности, кроме сыпучих и плывунов. Место отбора проб очищается, прикладывается металлическое режущеекольцо и вдавливается в землю. Вырезается кольцо с грунтом, излишки зачищаются над торцами формы, которая после закрывается пластинами.

Взвешивается влажная грунтовая масса вместе с формой и пластинами, затем образец высушивается в сушильном шкафу и определяется масса сухой почвы. Плотность рассчитывается по формуле: ρ=(m2-m0-m1)/V, где V – объем кольца, m0 – вес пустой формы, m1 – масса пластин, m2 – грунта.

Метод парафинирования

Используется для расчета плотности связных почв. Из монолита грунта вырезается шар с объемом 50 см³ и более, обвязывается ниткой с петлей, при помощи которой крепится к весам для взвешивания – получения m0. Парафин нагревается до +60 градусов, в него на 3 секунды погружается образец и макается до тех пор, пока шарик не будет покрыт плотной равномерной парафиновой оболочкой. Образец взвешивается (m1) после охлаждения. Затем шар погружается в емкость с водой и вычисляется объем вытесненной воды, а после этого масса (m2) образца в сосуде с водой. Определение плотности грунта проводится по формуле: ρ=m0*ρp*ρw/(ρp(m1-m2)-ρw(m1-m0)), где ρp — плотность парафина, ρw — плотность воды.

Метод для образцов правильной геометрической формы

Задействуется для скальных и мерзлых грунтов. Из монолита выпиливается образец в виде цилиндра, куба или прямоугольника. Проводится взвешивание и замеры пробы, вычисляется объем. Определяется плотность по формуле: ρ0 = m/V0.

Пикнометрический метод

Сухой образец грунта измельчается, отбирается 100-200 г в качестве пробы. Почва просеивается через сито, из всей массы отбирается часть грунтового порошка из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивается. Пикнометр на 1/3 заполняется дистиллированной водой и взвешивается. В емкость всыпаются частицы грунта, прибор снова взвешивается, взбалтывается и выставляется для кипячения на песчаную баню на 30-60 минут. После этого прибор охлаждается, доливается вода до мерной риски, корпус вытирается и пикнометр взвешивается. Затем выливается его содержимое, вливается вода, выдерживается в водяной ванне и снова взвешивается.

Читайте также:  Удобрение для цветной капусты для завязи

Плотность грунтовых частиц вычисляется по формуле: p = pн*m0/(m0+m2-m1), где m0 – масса сухого порошка грунта, m1 — масса пикнометра с водой и грунтом по завершению кипячения, m2 — масса пикнометра с водой, рн — плотность воды.

Метод лунки

Применяется в полевых условиях при работе с мерзлыми дисперсными и крупнообломочными породами в открытых горных выработках. На дне шурфа проделывается лунка, выбранный из нее грунт взвешивается. Лунка застилается пленкой, наполняется водой или сухим песком, после чего изменяется объем наполнителя, который соответствует объему выбранного грунта. По формуле: p = m/V вычисляется плотность грунта.

Наша организация в сжатые сроки и по выгодным ценам выполнит геологические изыскания в Москве и Московской области. Получить консультацию и оформить заявку можно по телефону +7-495-777-65-35.

Источник

Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик

Стандарт распространяется на грунты без жестких структурных связей и устанавливает методы лабораторного определения их физических характеристик — влажности и плотности при исследованиях грунтов для строительства. Стандарт не распространяется на крупнообломочные грунты.

МЕТОДЫ ЛАБОРАТОРНОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ
ФИЗИЧЕСКИХ ХАРАКТЕРИСТИК

Москва
Стандартинформ
2005

Методы лабораторного определения физических характеристик

Soils. Laboratory methods for determination
of physical characteristics

Переиздание. Октябрь 2005 г.

Постановлением Государственного комитета СССР по делам строительства от 24.10.84 № 177 дата введения установлена

Настоящий стандарт распространяется на грунты без жестких структурных связей и устанавливает методы лабораторного определения их физических характеристик — влажности и плотности при исследованиях грунтов для строительства.

Стандарт не распространяется на крупнообломочные грунты.

Основные термины, применяемые в настоящем стандарте, и их пояснения приведены в справочном приложении 1.

1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1 . Отбор, упаковку, транспортирование и хранение образцов грунта ненарушенного сложения (монолитов) и нарушенного сложения следует производить в соответствии с ГОСТ 12071-2000 .

1.2 . Подготовка к испытаниям и определение плотности мерзлых грунтов должны проводиться в помещении с отрицательной температурой воздуха, на не подвергавшихся оттаиванию образцах. Перед испытаниями образцы должны быть выдержаны при заданной отрицательной температуре не менее 6 ч.

1.3 . Метод определения характеристики выбирается в зависимости от свойств грунта в соответствии с табл. 1 .

Раздел настоящего стандарта

Грунты (область применимости метода)

Влажность, в том числе гигроскопическая

Высушивание до постоянной массы

Мерзлые слоистой и сетчатой криогенной текстуры

Влажность границы текучести

Влажность границы раскатывания

Раскатывание в жгут

Легко поддающиеся вырезке или не сохраняющие свою форму без кольца, сыпучемерзлые и с массивной криогенной текстурой

Взвешивание в виде парафинированных образцов

Пылевато-глинистые немерзлые, склонные к крошению или трудно поддающиеся вырезке

Взвешивание в нейтральной жидкости

Плотность сухого грунта

Плотность частиц грунта

Пикнометрический с водой

Все грунты, кроме засоленных и набухающих

То же, с нейтральной жидкостью

Засоленные и набухающие

Метод двух пикнометров

1.4 . Оборудование и материалы, необходимые для определения физических характеристик грунтов, приведены в обязательном приложении 2 .

1.5 . Физические характеристики следует определять не менее чем для двух параллельных проб, отбираемых из исследуемого образца грунта.

1.6 . Значение характеристик вычисляют как среднее арифметическое из результатов параллельных определений. Разница между параллельными определениями не должна превышать значений, указанных в обязательном приложении 3 . Если разница превышает допустимую, количество определений следует увеличить.

1.7 . При обработке результатов испытаний плотность вычисляют с точностью до 0,01 г/см 3 влажность до 30 % — с точностью до 0,1 %, влажность 30 % и выше — с точностью до 1 %.

1.8 . Погрешность измерения массы (взвешивания) не должна превышать:

при массе от 10 до 1000 г. 0,02 г

» » от 1 до 5 кг. 5 г

1.9 . Данные о месте отбора образцов грунтов и результаты определений их физических характеристик записывают в журналах, форма которых приведена в рекомендуемых приложениях 4 — 10 .

2. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ГРУНТА МЕТОДОМ ВЫСУШИВАНИЯ ДО ПОСТОЯННОЙ МАССЫ

2.1 . Влажность грунта следует определять как отношение массы воды, удаленной из грунта высушиванием до постоянной массы, к массе высушенного грунта.

2.2 . Подготовка к испытаниям

2.2.1 . Пробу грунта для определения влажности отбирают массой 15 — 50 г, помещают в заранее высушенный, взвешенный и пронумерованный стаканчик и плотно закрывают крышкой.

2.2.2 . Пробы грунта для определения гигроскопической влажности грунта массой 10 — 20 г отбирают способом квартования из грунта в воздушно-сухом состоянии растертого, просеянного сквозь сито с сеткой № 1 и выдержанного открытым не менее 2 ч при данной температуре и влажности воздуха.

2.3.1 . Пробу грунта в закрытом стаканчике взвешивают.

2.3.2 . Стаканчик открывают и вместе с крышкой помещают в нагретый сушильный шкаф. Грунт высушивают до постоянной массы при температуре (105 ± 2) ° С. Загипсованные грунты высушивают при температуре (80 ± 2) °С.

2.3.3 . Песчаные грунты высушивают в течение 3 ч, а остальные — в течение 5 ч.

Последующие высушивания песчаных грунтов производят в течение 1 ч, остальных — в течение 2 ч.

2.3.4 . Загипсованные грунты высушивают в течение 8 ч. Последующие высушивания производят в течение 2 ч.

2.3.5 . После каждого высушивания грунт в стаканчике охлаждают в эксикаторе с хлористым кальцием до температуры помещения и взвешивают.

Высушивание производят до получения разности масс грунта со стаканчиком при двух последующих взвешиваниях не более 0,02 г.

2.3.6 . Если при повторном взвешивании грунта, содержащего органические вещества, наблюдается увеличение массы, то за результат взвешивания принимают наименьшую массу.

2.4.1 . Влажность грунта w , %, вычисляют по формуле

где т — масса пустого стаканчика с крышкой, г;

m 1 — масса влажного грунта со стаканчиком и крышкой, г;

m 0 — масса высушенного грунта со стаканчиком и крышкой, г.

Допускается выражать влажность грунта в долях единицы.

3. ОПРЕДЕЛЕНИЕ СУММАРНОЙ ВЛАЖНОСТИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА

3.1 . Подготовка к испытаниям

3.1.1 . Образец мерзлого грунта со слоистой или сетчатой криогенной текстурой массой 1 — 3 кг (имеющий не менее трех ледяных и минеральных прослоек каждого направления) помещают в предварительно высушенную, взвешенную и пронумерованную тару. Допускается оттаивание образцов грунта в плотно завязанных полиэтиленовых пакетах во время транспортирования и хранения.

3.2.1 . Образец грунта в таре взвешивают, дают ему оттаять и доводят до однородного состояния, близкого к границе текучести для пылевато-глинистых грунтов, или полного водонасыщения для песчаных грунтов, перемешивая его металлическим шпателем и добавляя дистиллированную воду или осторожно сливая избыток воды после ее осветления.

3.2.2 . Грунт в таре вновь взвешивают и отбирают из него пробы для определения влажности перемешанного грунта в соответствии с требованиями пп. 2.3 и 2.4 .

3.3.1 . Суммарную влажность w tot , %, мерзлого грунта вычисляют по формуле

m 3 — масса образца грунта (с тарой), г;

т 4 масса перемешанного грунта (с тарой), г;

w — влажность перемешанного грунта, %.

4. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ ТЕКУЧЕСТИ

4.1 . Границу текучести следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой балансирный конус погружается под действием собственного веса за 5 с на глубину 10 мм.

4.2 . Подготовка к испытаниям

4.2.1 . Для определения границы текучести используют монолиты или образцы нарушенного сложения, для которых требуется сохранение природной влажности.

Для грунтов, содержащих органические вещества, границу текучести определяют сразу после вскрытия образца.

Для грунтов, не содержащих органических веществ, допускается использование образцов грунтов в воздушно-сухом состоянии.

4.2.2 . Образец грунта природной влажности разминают шпателем в фарфоровой чашке или нарезают ножом в виде тонкой стружки (с добавкой дистиллированной воды, если это требуется), удалив из него растительные остатки крупнее 1 мм, отбирают из размельченного грунта методом квартования пробу массой около 300 г и протирают сквозь сито с сеткой № 1.

Пробу выдерживают в закрытом стеклянном сосуде не менее 2 ч.

4.2.3 . Образец грунта в воздушно-сухом состоянии растирают в фарфоровой ступке или в растирочной машине, не допуская дробления частиц грунта и одновременно удаляя из него растительные остатки крупнее 1 мм, просеивают сквозь сито с сеткой № 1, увлажняют дистиллированной водой до состояния густой пасты, перемешивая шпателем, и выдерживают в закрытом стеклянном сосуде согласно п. 4.2.2 .

4.2.4 . Для удаления избытка влаги из образцов илов производят обжатие грунтовой пасты, помещенной в хлопчатобумажную ткань между листами фильтровальной бумаги, под давлением (пресс, груз). Грунтовую пасту из илов не допускается выдерживать в закрытом стеклянном сосуде.

4.2.5 . Добавлять сухой грунт в грунтовую пасту не допускается.

4.3.1 . Подготовленную грунтовую пасту тщательно перемешивают шпателем и небольшими порциями плотно (без воздушных полостей) укладывают в цилиндрическую чашку к балансирному конусу. Поверхность пасты заглаживают шпателем вровень с краями чашки.

4.3.2 . Балансирный конус, смазанный тонким слоем вазелина, подводят к поверхности грунтовой пасты так, чтобы его острие касалось пасты. Затем плавно отпускают конус, позволяя ему погружаться в пасту под действием собственного веса.

4.3.3 . Погружение конуса в пасту в течение 5 с на глубину 10 мм показывает, что грунт имеет влажность, соответствующую границе текучести.

4.3.4 . При погружении конуса в течение 5 с на глубину менее 10 мм, грунтовую пасту извлекают из чашки, присоединяют к оставшейся пасте, добавляют немного дистиллированной воды, тщательно перемешивают ее и повторяют операции, указанные в пп. 4.3.1 — 4.3.3 .

4.3.5 . При погружении конуса за 5 с на глубину более 10 мм грунтовую пасту из чашки перекладывают в фарфоровую чашку, слегка подсушивают на воздухе, непрерывно перемешивая шпателем и повторяют операции, указанные в пп. 4.3.1 — 4.3.3 .

4.3.6 . По достижении границы текучести (п. 4.3.3 ) из пасты отбирают пробы массой 15 — 20 г для определения влажности в соответствии с требованиями пп. 2.3 и 2.4 .

5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ РАСКАТЫВАНИЯ

5.1 . Границу раскатывания (пластичности) следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой паста, раскатываемая в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3 — 10 мм.

5.2 . Подготовка к испытаниям

5.2.1 . Подготовку грунта производят в соответствии с пп. 4.2.1 — 4.2.5 или используют часть грунта (40 — 50 г), подготовленного для определения текучести.

5.3.1 . Подготовленную грунтовую пасту тщательно перемешивают, берут небольшой кусочек и раскатывают ладонью на стеклянной или пластмассовой пластинке до образования жгута диаметром 3 мм. Если при этой толщине жгут сохраняет связность и пластичность, его собирают в комок и вновь раскатывают до образования жгута диаметром 3 мм. Раскатывать следует, слегка нажимая на жгут, длина жгута не должна превышать ширины ладони. Раскатывание продолжают до тех пор, пока жгут не начинает распадаться по поперечным трещинам на кусочки длиной 3 — 10 мм.

5.3.2 . Кусочки распадающегося жгута собирают в стаканчики, накрываемые крышками. Когда масса грунта в стаканчиках достигнет 10 — 15 г, определяют влажность в соответствии с требованиями пп. 2.3 и 2.4 .

6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА МЕТОДОМ РЕЖУЩЕГО КОЛЬЦА

6.1 . Плотность грунта определяется отношением массы образца грунта к его объему.

6.2 . Подготовка к испытаниям

6 .2.1. Согласно требованиям табл. 2 выбирают режущее кольцо-пробоотборник.

Толщина стенки, мм

Диаметр внутренний d, мм

Угол заточки наружного режущего края

Немерзлые пылевато-глинистые грунты

Немерзлые и сыпуче-мерзлые песчаные грунты

Мерзлые пылевато-глинистые грунты

6.2.2 . Кольца-пробоотборники изготавливают из стали с антикоррозионным покрытием или из других материалов, не уступающих по твердости и коррозионной стойкости.

6.2.3 . Кольца нумеруют, измеряют внутренний диаметр и высоту с погрешностью не более 0,1 мм и взвешивают. По результатам измерений вычисляют объем кольца с точностью до 0,1 см 3 .

6.2.4 . Пластинки с гладкой поверхностью (из стекла, металла и т.д.) нумеруют и взвешивают.

6.3.1 . Кольцо-пробоотборник смазывают с внутренней стороны тонким слоем вазелина или консистентной смазки.

6.3.2 . Верхнюю зачищенную плоскость образца грунта выравнивают, срезая излишки грунта ножом, устанавливают на ней режущий край кольца и винтовым прессом или вручную через насадку слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу образца для испытаний. Затем грунт снаружи кольца обрезают на глубину 5 — 10 мм ниже режущего края кольца, формируя столбик диаметром на 1 — 2 мм больше наружного диаметра кольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимом пресса или насадки насаживают кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезают на 8 — 10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его.

Грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца и закрывают торцы пластинками.

При пластичном или сыпучем грунте кольцо плавно, без перекосов вдавливают в него и удаляют грунт вокруг кольца. Затем зачищают поверхность грунта, накрывают кольцо пластинкой и подхватывают его снизу плоской лопаткой.

6.3.3 . Кольцо с грунтом и пластинками взвешивают.

6.4.1 . Плотность грунта ρ, г/см 3 , вычисляют по формуле

m 1 — масса грунта с кольцом и пластинками, г;

V — внутренний объем кольца, см 3 .

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА МЕТОДОМ ВЗВЕШИВАНИЯ В ВОДЕ

7.1 . Подготовка к испытаниям

7.1.1 . Вырезают образец грунта объемом не менее 50 см 3 и придают ему округлую форму, срезая острые выступающие части.

7.1.2 . Образец обвязывают тонкой прочной нитью со свободным концом длиной 15 — 20 см, имеющим петлю для подвешивания к серьге весов.

7.1.3 . Парафин, не содержащий примесей, нагревают до температуры 57 °C — 60 °С.

7.2.1 . Обвязанный нитью образец грунта взвешивают.

7.2.2 . Образец грунта покрывают парафиновой оболочкой, погружая его на 2 — 3 с в нагретый парафин. При этом пузырьки воздуха, обнаруженные в застывшей парафиновой оболочке, удаляют, прокалывая их и заглаживая места проколов нагретой иглой. Эту операцию повторяют до образования плотной парафиновой оболочки.

7.2.3 . Охлажденный парафинированный образец взвешивают.

7.2.4 . Затем парафинированный образец взвешивают в сосуде с водой. Для этого над чашей весов устанавливают подставку для сосуда с водой так, чтобы исключить ее касание к чаше весов (или снимают подвес с чашей с серьги, уравновесив весы дополнительным грузом). К серьге коромысла подвешивают образец и опускают в сосуд с водой. Объем сосуда и длина нити должны обеспечить полное погружение образца в воду. При этом образец не должен касаться дна и стенок сосуда.

Примечание. Допускается применять метод обратного взвешивания. На чашу циферблатных весов устанавливают сосуд с водой и взвешивают его. Затем в жидкость догружают образец, подвешенный к штативу, и вновь взвешивают сосуд с водой и погруженным в нее образцом.

7.2.5 . Взвешенный образец вынимают из воды, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают для проверки герметичности оболочки. Если масса образца увеличилась более чем на 0,02 г по сравнению с первоначальной, образец следует забраковать и повторить испытание с другим образцом.

7.3.1 . Плотность грунта ρ, г/см 3 вычисляют по формуле

где т — масса образца грунта до парафинирования, г;

m 1 — масса парафинированного образца грунта, г;

m 2 — результат взвешивания образца в воде — разность масс парафинированного образца и вытесненной им воды, г;

ρp — плотность парафина, принимаемая равной 0,900 г/см 3 ;

ρw — плотность воды при температуре испытаний, г/см 3 .

Примечание . Плотность парафина следует уточнять для каждой партии парафина. Плотность воды, в зависимости от температуры, следует принимать по справочному приложению 11.

7.3.2 . При применении метода обратного взвешивания плотность грунта вычисляют по формуле

m 3 — масса сосуда с водой, г;

m 4 — масса сосуда с водой и погруженным в нее парафинированным образцом, г.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ВЗВЕШИВАНИЯ В НЕЙТРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ

8.1 . Подготовка к испытаниям

8.1.1 . Образец грунта и нейтральная жидкость (керосин, лигроин и др.) должны иметь отрицательную температуру.

8.1.2 . Образец грунта отбирают округлой формы массой 100 — 150 г и обвязывают нитью (п. 7.1.2 ). Для грунтов с сетчатой или слоистой криогенной структурой масса образца может быть увеличена.

8.1.3 . Определяют плотность нейтральной жидкости ареометром при температуре испытания.

8.2.1 . Обвязанный нитью образец грунта взвешивают.

8.2.2 . Затем образец взвешивают, погрузив его в нейтральную жидкость. Взвешивание производят в соответствии с указаниями п. 7.2.4 .

8.3.1 . Плотность грунта ρ, г/см 3 вычисляют по формуле

где т масса образца (до погружения), г;

m 1 — результат взвешивания образца в нейтральной жидкости — разность масс образца и вытесненной им жидкости, г;

ρnl плотность нейтральной жидкости при температуре испытаний, г/см 3 .

Примечание . При применении метода обратного взвешивания плотность грунта вычисляют по формуле

где т и ρ nl — то же, что и в формуле (6);

m 3 — масса сосуда с нейтральной жидкостью, г,

т 4 масса сосуда с нейтральной жидкостью и погруженным в нее образцом, г.

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ СУХОГО ГРУНТА РАСЧЕТНЫМ МЕТОДОМ

9.1 . Для определения плотности сухого грунта предварительно определяют влажность грунта и его плотность при этой влажности в соответствии с требованиями разд. 2 , 3 и 6 — 8 настоящего стандарта.

9.2 . Плотность сухого грунта ρ d , г/см 3 , вычисляют по формуле

где ρ — плотность грунта, г/см 3 ;

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЧАСТИЦ ГРУНТА ПИКНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

10.1 . Плотность частиц грунта определяется отношением массы частиц грунта к их объему.

10.2.1 . Образец грунта в воздушно-сухом состоянии размельчают в фарфоровой ступке, отбирают методом квартования среднюю пробу массой 100 — 200 г и просеивают сквозь сито с сеткой № 2, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.

10.2.2 . Из перемешанной средней пробы берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями п. 2.2 и 2.3 . Навеску заторфованного грунта или торфа следует отбирать из средней пробы из расчета 5 г сухого грунта на каждые 100 мл емкости пикнометра, которая в этом случае должна быть не менее 200 мл.

Допускается использовать грунт в воздушно-сухом состоянии, определив его гигроскопическую влажность.

10.2.3 . Дистиллированную воду следует прокипятить в течение 1 ч и хранить в закупоренной бутыли.

10.3.1 . Пикнометр, наполненный на 1 /3 дистиллированной водой, взвешивают. Затем через воронку всыпают в него высушенную пробу грунта и снова взвешивают.

10.3.2 . Пикнометр с водой и грунтом взбалтывают и ставят кипятить на песчаную баню. Продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей — 0,5 ч, для суглинков и глин — 1 ч.

10.3.3 . После кипячения пикнометр следует охладить и долить дистиллированной водой до мерной риски на горлышке, а если пикнометр с капилляром в пробке — до шейки пикнометра.

Пикнометр охлаждают до комнатной температуры в ванне с водой. Температуру пикнометра определяют по температуре воды в ванне, измеряемой с точностью до ± 0,5 °C термометром, расположенным в средней части ванны между пикнометрами.

10.3.4 . После охлаждения пикнометра следует поправить положение мениска воды в нем, добавляя из капельницы дистиллированную воду. В пикнометре с мерной риской низ мениска должен совпадать с ней. Возможные капли воды выше риски удаляют фильтровальной бумагой. Пикнометр с капилляром доливают примерно до середины шейки пикнометра, закрывают пробку и удаляют выступившую из капилляра воду фильтровальной бумагой. Проверяют отсутствие пузырьков воздуха под пробкой и при их наличии вновь доливают воду.

Пикнометр вытирают снаружи и взвешивают.

10.3.5 . Далее выливают содержимое пикнометра, ополаскивают его, наливают в него дистиллированную воду и выдерживают в ванне с водой при той же температуре. Затем выполняют операции, указанные в п. 10.3.4 , и взвешивают пикнометр с водой.

Примечание . При большом количестве испытаний следует заранее определить объемы пикнометров (до мерной риски) и их массы с водой при различных температурах, находящихся в интервале температур испытаний. Объем пикнометра Vп см 3 , вычисляют по формуле

где m2 масса пикнометра с дистиллированной водой (или нейтральной жидкостью — см. разд. 11) при температуре тарировки, г;

mп масса пустого пикнометра, г;

r w′ — плотность воды (или нейтральной жидкости) при той же температуре, г/см 3 .

Массу пикнометра с дистиллированной водой или нейтральной жидкостью m 2 , г, при температуре испытаний вычисляют по формуле

где r w — плотность воды (или нейтральной жидкости) при температуре испытаний.

Плотность частиц грунта r s , г/см 3 , вычисляют по формуле

где m 0 — масса сухого грунта, г;

m 1 -масса пикнометра с водой и грунтом после кипячения при температуре испытания, г;

m 2 — масса пикнометра с водой при той же температуре, г;

r w — плотность воды при той же температуре, г/см 3 .

Примечание . Массу сухого грунта m0 определяют как разность результатов двух взвешиваний, выполненных по указаниям п. 10.3.1.

В случае использования грунта в воздушно-сухом состоянии т0 вычисляют по формуле

где т — масса пробы воздушно-сухого грунта, г;

wg — гигроскопическая влажность грунта, %.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЧАСТИЦ ГРУНТА ПИКНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С НЕЙТРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ

11.1.1 . Подготовку пробы грунта производят в соответствии с указаниями пп. 10.2.1 и 10.2.2 .

11.1.2 . Нейтральная жидкость (например, керосин) должна быть обезвожена и профильтрована. Керосин обезвоживают путем взбалтывания его с силикагелем по ГОСТ 3956-76 , прокаленным в муфельной печи при температуре 500 ° C в течение 4 ч. Силикагель берут из расчета 250 г на 1 л керосина.

Плотность керосина после обезвоживания и очистки должна быть установлена с помощью ареометра.

11.2 . Испытания проводят в соответствии с указаниями пп. 10.3.1 — 10.3.4 , применяя обезвоженный керосин вместо дистиллированной воды и вакуумирование вместо кипячения: степень разряжения при вакуумировании следует определять по началу выделения пузырьков воздуха; вакуумирование следует продолжать до прекращения выделения пузырьков, но не менее 1 ч. При всех взвешиваниях температура керосина должна быть постоянной, в пределах ± 1 ° С.

Плотность частиц засоленного или набухающего грунта r s , г/см 3 , вычисляют по формуле

где т0 масса сухого грунта, г;

т 1 масса пикнометра с керосином и грунтом, г;

т 2 масса пикнометра с керосином, г;

r nl — плотность керосина при температуре испытания, г/см 3 .

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Влажность грунта w отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы.

Гигроскопическая влажность w g влажность грунта в воздушно-сухом состоянии, т.е. в состоянии равновесия с влажностью и температурой окружающего воздуха.

Граница текучести w L — влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояний.

Граница раскатывания (пластичности) w p влажность грунта, при которой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний.

Плотность грунта r — масса единицы объему грунта.

Плотность сухого грунта r d — отношение массы грунта за вычетом массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему.

Плотность частиц грунта r s — масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта.

Источник

Все про удобрения © 2023
Внимание! Информация, опубликованная на сайте, носит исключительно ознакомительный характер и не является рекомендацией к применению.

Adblock
detector
Обозначение: ГОСТ 5180-84
Название рус.: Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
Статус: заменен
Заменяет собой: ГОСТ 5180-75 «Грунты. Метод лабораторного определения влажности» ГОСТ 5181-78 «Грунты. Метод лабораторного определения удельного веса» ГОСТ 5182-78 «Грунты. Методы лабораторного определения объемного веса» ГОСТ 5183-77 «Грунты. Методы лабораторного определения границ текучести и раскатывания»
Заменен: ГОСТ 5180-2015 «Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик»
Дата актуализации текста: 05.05.2017
Дата добавления в базу: 01.09.2013
Дата введения в действие: 01.04.2016
Утвержден: 24.10.1984 Государственный комитет СССР по делам строительства (177)
Опубликован: Издательство стандартов (1985 г. ) Стандартинформ (2005 г. )
Ссылки для скачивания: