Определение гранулометрического состава в лабораторных условиях
Гранулометрический состав определяется как в полевых, так и в лабораторных условиях. Наиболее точным методом вычисления данной характеристики все же является лабораторный метод. Важно перед началом испытаний тщательно подготовить образец. Для этого пробу грунта лаборанты разделяют на элементарные частицы, после чего растирают ее и обрабатывают различными щелочами и кислотой. В конечном итоге отобранный образец грунта проходит кипячение.
В условиях лаборатории проводить исследования грунта на гранулометрический состав возможно следующими способами:
ситовой (без промывки водой);
ситовой (с промывкой водой);
ареометрический способ;
лазерный способ (лазерный гранулометр);
пипеточный способ (применяется только для специальных целей по требованию заказчика).
Ситовой способ «с» и «без промывки водой» чаще используется на песчаных грунтах, а пипеточный и ареометрический способы в свою очередь – на глинистых.
Также стоит отметить, что несущая способность грунтов песчаных обусловлена в первую очередь наличием трения между их частицами, поскольку песок является сыпучим веществом. Несущая способность песчаных грунтов имеет свойство увеличиваться с ростом плотности грунта и его крупности. И в этом случае гранулометрический состав играет важную роль, поскольку с его помощью можно определить крупность зерен песчаного грунта.[3]
Ситовой метод гранулометрического анализа.
Данный метод заключается в разделении образца грунта на гранулометрические фракции при помощи набора специальных сит и с их последующим взвешиванием.
Ареометрический метод гранулометрического анализа.
Заключается в измерении плотности готовой суспензии глинистого грунта при помощи ареометра в ходе ее отстаивания.
Пипеточный метод гранулометрического анализа.
Данный метод используется только лишь для решения конкретно поставленных задач и не является обязательным.
Ситовой метод
Ситовой анализ, являющийся основным методом определения гранулометрического состава песчаных пород, производится при помощи специального набора сит со штампованными отверстиями 10; 7; 5; 3; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм (иногда стандартный набор сит заканчивается отверстиями 0,25 мм). Сита собираются в колонну так, чтобы отверстия их уменьшались сверху вниз. На верхнее сито надевают крышку (а), а под нижнее сито подставляют поддон (б) (рис. 1). Набор сит
Ситовой анализ осуществляют просеиванием проб материала через набор стандартных сит с обычно квадратными, реже прямоугольными отверстиями, размер к-рых последовательно уменьшается сверху вниз. В результате материал разделяется на классы, или фракции, в каждой из к-рых частицы незначительно различаются размерами. При просеивании часть материала, размеры частиц к-рого меньше размера отверстий d, проходит через сито (фракция-d, или проход), а остальная часть с более крупными частицами остается на сите (фракция + d, остаток, или сход). Число фракций, получаемых при просеивании через набор из nсит, составляет n + 1 и не должно быть менее 5 и более 20.
Сита изготовляют из плетеных или тканых сеток (стальная, медная, латунная проволока; шелковая, капроновая, нейлоновая нить) либо штамповкой из металлич. листов (решета). Для анализа очень тонких слипающихся порошков (размеры частиц 0,005-0,1 мм) применяют микросита, представляющие собой никелевую фольгу с расширяющимися книзу (для предотвращения забивки) квадратными отверстиями. Отношение размеров отверстий каждого и соседнего нижележащего сит, или модуль набора сит, суммарная площадь отверстий составляет 0,36% от общей площади пов-сти сита (эта величина также постоянна для всего набора сит). Последние обозначают номерами, соответствующими размерам сторон отверстий в свету, выраженным в мм (напр., сито № 5 имеет отверстия с длиной стороны 5 мм).[2]