Способы определения механического состава почв

Методы определения механических свойств грунтов

От характеристик грунтов зависит надежность и безопасность возводимых строений. Комплекс работ, направленный на изучение инженерно-геодезических параметров участка, нередко включает в себя дополнительные изыскания. При подготовке строительных проектов необходимо определить механические свойства грунтов для того, чтобы подобрать наиболее подходящие стройматериалы и выявить особенности при выполнении работ. Инженерно-геотехнические работы проводятся компаниями, которые имеют соответствующую лицензию и необходимую технику.

Какие существуют виды свойств

Свойства грунтов по разным критериям могут определяться двумя способами, которые позволяют получить наиболее достоверные результаты в достаточно короткие сроки. Основными видами свойств грунтов выступают:

• Физические.
• Механические.
• Водные.
• Химические и другие.

Каждое свойство необходимо для проведения разных работ на участке, но все они дают точное представление о характеристиках грунта. Исследование физических и механических свойств грунтов чаще всего производится при проведении инженерно-геодезических исследований.

Что входит в понятие «механические свойства»

Механические свойства грунтов включают в себя несколько параметров:

1. Упругость.
2. Разрыхляемость.
3. Прочность.
4. Просадочность.
5. Сжимаемость.

Характеристики позволяют выяснить какие нагрузки сможет выдерживать почва. Данные параметры необходимы при закладке фундамента, возведении несущих конструкций и при проектировании всех элементов, которые будут соприкасаться с грунтом. Механические свойства являются исходными данными при прогнозировании изменений в состоянии почвы. Параметры позволяют предвидеть геологические процессы, которые происходят близко к поверхности грунта.

Методы определения механических свойств

Существует два способа определения свойств грунтов — полевой и лабораторный. Хоть лабораторная методика позволяет воссоздать различные природные условия, но полевой способ дает гораздо лучшие результаты. Огромным плюсом лабораторного метода выступает возможность создание условий природных катаклизмов и увидеть как будет вести себя грунт. В обоих случаях при определении свойств используется большое количество разнообразного оборудования, позволяющего производить точные расчеты при любом составе почвы.

Лабораторный способ

Исследование грунтов в условиях лаборатории позволяет выявить множество физико-механических свойств. Преимущественно лабораторным методом определяется влажность, упругость, плотность, водопроницаемость, деформационные характеристики. Также при помощи аппаратов исследуются и другие механические свойства грунтов. Каждое исследование предполагает использование различных аппаратов. Некоторые механические свойства могут определяться совершенно по-разному при исследовании на различных аппаратах, поэтому компании, занимающиеся такими работами обязательно указывают на чем были проведены тестирования.

Полевые методы

В природных условиях исследование грунта позволяет получить наиболее точные показатели. В естественных условиях уже есть необходимая нагрузка на почву, благодаря чему нет необходимости дополнительно воссоздавать природную среду. Определение механических свойств почвы чаще всего выполняется двумя способами:

1. Штамповые испытания. Используется для определения показателей деформации. Во время изыскания вырывается шурф, в который устанавливается дамп для проведения дальнейших испытаний. Изыскания проводят для слоя почвы, на который будет воздействовать в будущем строение. При помощи домкрата на штамп подают нагрузку. Дополнительная нагрузка дается только после того, как произошла консолидация.
2. Зондирование. Зондирование разделяют на статическое и динамическое. Способ, как и штамповые изыскания, используется для определения параметров деформации. Так как исследования проводятся по-разному, то заменять их друг другом не допустимо. Зондирование проводится на гораздо большей глубине. Задавливание либо забивание конуса в грунт позволяет определить параметр сопротивления, благодаря чему определяются показатели деформации. При необходимости несколько скважин при штамповых испытаниях могут быть заменены зондированием.

При необходимости сотрудники компаний проводят опытно-фильтрационные работы, которые позволяют выявить водные свойства грунтов. Чаще всего эти изыскания относятся к характеристикам прочности. В зависимости от состава грунта под воздействием влаги он будет вести совершенно по-разному. Если подземные воды находятся на небольшой глубине, то для заказчика работ по определению механических свойств грунтов для выполнения строительных работ, данный параметр обязателен для исследования.

Источник

Способы определения механического состава почв

КАК ОПРЕДЕЛИТЬ МЕХАНИЧЕСКИЙ СОСТАВ ПОЧВЫ?

Точное определение механического состава почвы проводится путем лабораторного анализа и требует специального оборудования.
Однако существуют способы полевого определения механического состава, результаты которого вполне приемлемы для практического использования. Наиболее точен так называемый «мокрый» метод, основанный на свойстве пластичности почв, способности ее во влажном состоянии сохранять приданную ей форму.
Щепотку почвы смачивают водой до консистенции теста так, чтобы вода из почвы не отжималась, но чтобы она была достаточно пластичной. Хорошо размятую почву скатывают в шарик и раскатывают на ладони в шнур толщиной около 3 мм, сворачивают в кольцо диаметром около 3 см. При этом в зависимости от механического состава получаются различные результаты (рис. 1).

Рис. 1. Определение механического состава почвы по ее раскатанному образцу:
1 — шнур не образуется — песок; 2 — зачатки шнура — супесь; 3 — шнур дробится при раскатывании — легкий суглинок; 4 — шнур сплошной, кольцо при свертывании распадается —
средний суглинок; 5 — шнур сплошной, кольцо с трещинами — тяжелый суглинок; 6 — шнур сплошной, кольцо целое — глина.

Если из влажной почвы не удается скатать шарик, ладонь будет чистой, без прилипших глинистых частиц,— это рыхлый песок. Если на ладони видны пылеватые глинистые частицы — песок связный. Пески в сухом состоянии всегда остаются сыпучими.
Супеси приобретают некоторую связность. В сухом состоянии они образуют комья, которые легко распадаются при надавливании рукой и при подкидывании на лопате. Во влажном состоянии из супеси удается скатать шарик, который при легком надавливании тоже рассыпается. При растирании на ладони остаются глинистые частицы. Шнур скатать не удается.
Из суглинка удается скатать на ладони шнур разной прочности или шарик, который при надавливании дает лепешку с трещинами по краям. Если при раскатывании образуется шнур, легко распадающийся на дольки, то это легкий суглинок. Для разрушения комьев такой почвы в сухом состоянии требуется усилие руки.
Для среднего суглинка характерно то, что во влажном состоянии из него можно скатать сплошной шнурок,
который, однако, при свертывании в колечко распадается на дольки. Сухие комья такой почвы с трудом разрушаются в руке.
Тяжелый суглинок обладает хорошей пластичностью. При раскатывании легко образует шнур, свертывается в кольцо, но дает трещины. В сухом состоянии комья невозможно разрушить сжатием в руке.
Глина обладает хорошей пластичностью, липкая, сильно мажет руку. При раскатывании в шнур легко сворачивается в кольцо, не трескается. Скатанный шарик при сдавливании также образует лепешку без трещин по краям. В сухом состоянии образует твердые комья, не распадающиеся от удара молотка.

Источник

Определение механического состава почвы

Механический (гранулометрический) состав почвы – «почвенная текстура», определяющая пропорции частиц различной природы и разных размеров. На наших дачах он показывает химический и минералогический состав земли.

Каждое растение предпочитает свою почву:

• для одних важно легкое «дыхание» – им подходят песчаные почвы, состоящие из достаточно крупных частиц;
• другим важно иметь насыщенность влагой – тогда идеальными будут илистые почвы с более мелкими частицами, пропускающими и воду, и воздух;
• гораздо реже встречаются растения, корням которых проникновение воздуха маложелательно – им подойдет глинистая почва.

Большинству же растений нужны некие промежуточные варианты. Самые распространенные представлены на схеме, которую называют «треугольником Ферре».

Определение почвенной текстуры по треугольнику Ферре

Как видим, существуют четыре базовых вида почвы (глина, песок, ил и суглинок), каждый из угловых слишком суров и непригоден для большинства растений.

Средняя же часть (суглинок) подходит для многих растений, хотя некоторые могут предпочитать большее содержание крупных или мелких частиц (например, суглинистый песок или глинистый суглинок).

Как узнать почвенную текстуру?

Отличить глину от песка сможет любой – достаточно пройтись по таким почвам. Песок осыпается, а глина налипает на ноги или обувь. Но для того, чтобы возделывать землю, этих наблюдений бывает мало.

Так что часто возникает потребность в определении механического состава почвы. Это несложно сделать даже в домашних условиях.

1. Возьмите образец земли. Насыпьте его в стеклянную литровую банку на 1/4.
2. Затем налейте туда 1 ч.л. любого жидкого моющего средства для посуды и воды – почти до верха.
3. Плотно закройте крышкой и хорошенько потрясите банку, чтобы все частицы смочились и разделились.
4. Определить долю песка можно уже через 1–2 минуты – он осядет на дно. Лучше сразу отметить фломастером или маркером: на какую высоту он улегся.
5. Определить долю ила можно будет не ранее, чем через 2–3 часа. Он уляжется на слой песка – поставьте на банку вторую метку.
6. Долю глины определить можно будет лишь через несколько дней – когда вода сверху станет прозрачной (если все это время банку не трогать, то на это потребуется 3–5 дней). Поставьте третью метку.

Теперь вы можете рассчитать механический состав вашего образца:

• высоту от дна до третьей метки примем за 100%;
• вычисляем долю каждого из осадков и накладываем получившиеся цифры на треугольник Ферре – это и будет процентный состав вашей почвы.

1. Общая высота почвы в банке после отстаивания составила 4 см (40 мм) – это 100%.
2. Высота песка составила 6 мм, рассчитываем ее долю в процентах: 6×100/40=15%.
3. Высота ила составила 20 мм, значит его доля 20×100/40=50.
4. Высота глины получилась 35%.
5. Наносим на сетку треугольника Ферре и понимаем, что наш образец представляет собой глинисто-илистый суглинок.

Пример расчета по треугольнику Ферре

Если на вашем участке имеются разные по структуре почвы, проделайте этот опыт с разными образцами.

Что означает каждый вид почвы?

Любая почва может быть полезной. Например, на песчаных участках лучше поставить дом или другие строения, а суглинок хорош для выращивания различных культур. Вот основные характеристики каждого из вида почв.

Песчаная почва содержит до 90–95% песка. Она очень рассыпчата и практически не удерживает влаги. Более того, вместе с природно-климатическими или поливными водами все полезные вещества просачиваются вниз и для растений будут потеряны.

Опасны для растений и очень большие перепады температур – на солнце песок раскаляется, а в пасмурную погоду и ночью резко охлаждается.

В растениеводстве чисто песчаная почва хороша разве что для выращивания рассады сразу после посева, но только в помещении с ровной температурой. Только что проклюнувшиеся из семян растения не нуждаются в питательных веществах в первые 3–5 недель, в этой почве слабеньким корешкам не грозит загнивание, а сами они отлично развиваются (углубляются и ветвятся). Чтобы уберечь ростки от пересыхания и случайных перепадов температур, можно вниз контейнера для рассады поместить песок, а сверху присыпать на полсантиметра земли. Впрочем, при пикировании растение нужно пересаживать уже в подходящую для него почву.

Кстати, обязательно следует добавлять песок в любые покупные грунты – он помогает почве лучше дышать, делает землю более здоровой, а рассаду более крепкой. Количество определяется видом грунта, в среднем хотя бы 2–3 столовых ложки песка на 1 л грунта.

Если на вашем участке есть сырые места, то в почву тоже нужно добавлять песок – он убережет землю от размножения патогенной флоры, а корневую систему от гниения.

Илистая почва в целом лучше чисто песчаной, только вот встречается она гораздо реже – разве что в пересохших озерах или реках. Ее особенностью является исходное наличие в ней большого количества питательных веществ (которые в песке вообще не задерживаются).

Если у вас есть доступ к таким почвам, вы можете использовать их для улучшения структуры и обогащения бедных почв.

Глинистая почва плохо пропускает и хорошо задерживает воду и полезные вещества. У нее хорошие температурные характеристики: медленный весенний прогрев и долгое сохранение тепла осенью. Именно поэтому в ней хорошо растут многие растения, особенно однолетние. Но очень небольшому числу многолетников удается выжить на этих почвах – глубокое промерзание, небольшая способность дышать (насыщаться кислородом) приводят к гибели не только корней растений, но также луковиц и семян.

Суглинок – это смесь в довольно равных пропорциях всех перечисленных выше трех видов почв. Он берет от каждого самое полезное, поэтому является самым плодородным грунтом.

Кроме того, почвы могут различаться по своему химическому составу. Наиболее характерными в этом аспекте почвами являются известковые и торфяные почвы.

Известковые – те же песчаные, но с высоким содержанием извести. Это придает им ярко выраженную щелочную реакцию.

Торфяные наоборот, имеют кислотную реакцию. Это почвы, образованные растительными остатками на местах, где раньше были болота. При улучшении структуры почвы их можно использовать вместо глины для того, чтобы задерживать влагу. Однако, в отличие от глины, торф беден буквально всем – и микроэлементами, и микроорганизмами. Поэтому растения на них развиваются плохо и часто болеют. Вместе с тем, торф хорош для проращивания семян, а также для улучшения структуры суглинков и песчаных почв, особенно в районах со скудными осадками. Впитывая влагу как губка, торф втягивает влагу в почву и не дает ей выветриться.

Источник