Твердомер Качинского.
Устроен он по револьверному принципу: плунжер погружается в почву силой разжимающейся пружины. При работе используется два плунжера: цилиндрической (на сдавливании), и конический (на расклинивании).
Описание прибора:
Плунжер навинчивается на подпираемый пружиной поршень, который свободно скользит внутри цилиндрического корпуса. На корпусе твердомера нанесена шкала с миллиметровыми делениями от 0 до 60. Длина 60 мм соответствует максимальному ходу плунжера. Перед работой плунжер необходимо утопить в корпусе прибора, что достигается нажатием плунжера на твёрдую поверхность. В утопленном положении плунжер удерживается защёлкой. Нажатием на кнопку защёлку выводят из сцепления и пружины, создающие при максимальной деформации усилия на плужер в 0,6; 2; 3; 4; 6; 8; 12; 16 и 18.
Прибор отградуирован
для каждой из прилагаемых пружин, и в
его комплект входят тарировочная таблица
с ценой миллиметрового деления на шкале
корпуса для каждой прилагаемой пружины.
Отсчёт делений по шкале упрощается с
помощью подвижного кольца-указателя,
которым исследователь фиксирует на
шкале прибора расстояние, пройденное
плунжером в почве.
Микропенетрометр мв-2.
Этот прибор всесоюзного НИИ гидрогеологии и инженерной геологии предназначен для полевого и лабораторного измерения сопротивления пенетрации расклиниванию песчаных и глинистых пород и почв. Максимальный ход плунжера 26мм. Прибор собран в корпусе из дюралюминевой трубки, на одном конце которой закреплён опорный диск с отверстием для плунжера, на другом – пластмассовая ручка. На поверхности трубки нанесена миллиметровая шкала, на её длину в корпусе сделана прорезь. Через эту прорезь выступает конец шпильки, которой плунжер жёстко соединён с находящимся внутри трубки подвижным штоком. На шток надета пружина регулирующая усилие, затрачиваемое на преодоление сопротивления почвы расклиниванию при погружении в неё плунжера. В верхней части штока пружина подпирается специальной гайкой, вращением которой можно регулировать усилие пружины.
Отсчёт глубины погружения плунжера проводят по миллиметровой шкале с помощью цилиндрического ползунка из плексигласа с круговой риской. В начальном положении риска совпадает с нулевым делением шкалы. При погружении плунжера в почву шпилька своим концом смещает ползунок на соответствующее расстояние.
Голландский пенетрометр.
Для того, чтобы измерить твердость почвы этим прибором, необходимо указателем манометра (2) выставить стрелку на ноль. Насадки, или коте (9), как и пружины в обычных твердомерах, следует подбирать под каждую почву. Для удобства можно воспользоваться специальным стержнем и удлинить прибор. Когда прибор готов к эксплуатации, следует его установить вертикально на поверхности почвы и плавно, равномерно вдавить его в толщу. После чего по черной стрелке манометра можно снимать показания.
Полевые измерения и выводы.
В поле нами было произведено большое количество измерений по сопротивлению расклиниванию, сдавливанию и пенетрации почвы. Измерения были произведены на 6 площадках глубиной – 0; 0-10; 10-20;20-30; 30-40; 40-50 см. и по стенке, дне и, сделанной площадки в стене разреза выкопанного нами профиля (дно профиля находилось на глубине 155 см, а глубины на стенке были следующими – 0-10; 10-20; 20-30; 30-40; 40-50; 80 см).
Минимальным значением сопротивления расклиниванию на площадках явилось 715,9 кПа на поверхности почвы (глубина 0 см), самое же высокое значение этого же параметра было 1227,5 кПа на глубине 30 см.
Вертикальное сопротивление расклиниванию почвы (по площадкам) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Показания , мм |
|
|
|
|
|
||
№ пружины |
4,0 |
8,0 |
8,0 |
8,0 |
8,0 |
5,0 |
|
6,0 |
5,0 |
||
tg a, K |
0,0670 |
0,2230 |
0,2230 |
0,2230 |
0,2230 |
0,1010 |
|
0,1065 |
0,1010 |
||
глубина |
0,0 |
10,0 |
20,0 |
30,0 |
40,0 |
50,0 |
|
80,0 |
Дно 155 |
||
1 |
21,0 |
15,0 |
5,0 |
13,0 |
18,0 |
31,0 |
|
33,0 |
16,0 |
||
2 |
38,0 |
10,0 |
11,0 |
16,0 |
11,0 |
40,0 |
|
31,0 |
26,0 |
||
3 |
40,0 |
13,0 |
9,0 |
19,0 |
8,0 |
31,0 |
|
35,0 |
25,0 |
||
4 |
40,0 |
10,0 |
10,0 |
14,0 |
3,0 |
28,0 |
|
38,0 |
19,0 |
||
5 |
33,0 |
0,0 |
9,5 |
10,0 |
11,0 |
37,0 |
|
39,0 |
18,0 |
||
6 |
23,0 |
12,0 |
11,0 |
15,0 |
12,0 |
40,0 |
|
32,0 |
18,0 |
||
7 |
24,0 |
35,0 |
17,0 |
24,0 |
9,0 |
31,0 |
|
45,0 |
27,0 |
||
8 |
44,0 |
19,0 |
15,0 |
19,0 |
13,0 |
30,0 |
|
37,0 |
23,0 |
||
9 |
37,0 |
17,0 |
15,0 |
23,0 |
8,0 |
39,0 |
|
37,0 |
23,0 |
||
10 |
33,0 |
15,0 |
12,0 |
17,0 |
20,0 |
32,0 |
|
39,0 |
22,0 |
||
среднее, кПа |
715,9 |
1083,1 |
794,3 |
1227,5 |
794,3 |
1111,9 |
|
1275,9 |
719,5 |
||
Вертикальное сопротивление сдавливанию почвы (по площадкам) |
|
|
|||||||||
|
|
|
|
Показания , мм |
|
|
|
|
|
||
№ пружины |
5 |
8 |
8 |
8 |
6 |
5 |
|
6 |
5 |
||
tg a, K |
0,101 |
0,223 |
0,223 |
0,223 |
0,1065 |
0,101 |
|
0,1065 |
0,101 |
||
глубина |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
|
87 |
Дно 155 |
||
1 |
36,0 |
20,0 |
14,0 |
13,0 |
30,0 |
35,0 |
|
27,0 |
32,0 |
||
2 |
29,0 |
12,0 |
17,0 |
23,0 |
40,0 |
17,0 |
|
8,0 |
34,0 |
||
3 |
23,0 |
16,0 |
29,0 |
17,0 |
38,0 |
30,0 |
|
22,0 |
34,0 |
||
4 |
28,0 |
8,0 |
13,0 |
16,0 |
34,0 |
37,0 |
|
39,0 |
29,0 |
||
5 |
37,0 |
16,0 |
14,0 |
9,0 |
36,0 |
38,0 |
|
31,0 |
20,0 |
||
6 |
22,0 |
0,0 |
15,0 |
19,0 |
39,0 |
30,0 |
|
23,0 |
25,0 |
||
7 |
43,0 |
17,0 |
10,0 |
25,0 |
39,0 |
38,0 |
|
38,0 |
37,0 |
||
8 |
30,0 |
18,0 |
9,0 |
22,0 |
40,0 |
40,0 |
|
36,0 |
25,0 |
||
9 |
28,0 |
27,0 |
7,0 |
18,0 |
28,0 |
40,0 |
|
30,0 |
31,0 |
||
10 |
28,0 |
12,0 |
24,0 |
26,0 |
40,0 |
13,0 |
|
29,0 |
25,0 |
||
среднее, кПа |
1577,1 |
1694,6 |
1764,3 |
2205,4 |
2017,8 |
1671,7 |
|
1568,8 |
1524,5 |
||
Минимальным значением по сопротивлению сдавливанию почвы на площадках было 1577,1 кПа на поверхности почвы (глубина 0 см), а самое максимальное значение оказалось 2205,4 кПа на глубине 30 см.
По данным сопротивления почвы пенетрации по площадкам было выявлено следующее: наименьшее значение было зафиксировано на глубине 50 см – 2,1 кПа, а самое большое значение было отмечено на глубине 20 см – 4,3 кПа.
Вертикальное сопротивление пенетрации почвы (по площадкам) |
|
|||||||
|
|
|
|
Показания , мм |
|
|
|
|
№ микропенетр. |
|
|
|
|
|
|
|
|
tg a, K |
0,0982 |
|
|
|
|
|
|
|
глубина |
0 |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
80 |
дно |
1 |
11,0 |
9,0 |
10,0 |
12,5 |
11,0 |
15,0 |
11,0 |
24,0 |
2 |
13,0 |
14,0 |
12,0 |
13,5 |
12,5 |
14,5 |
13,0 |
21,0 |
3 |
20,0 |
16,0 |
10,0 |
13,0 |
10,0 |
21,0 |
15,0 |
21,5 |
4 |
10,0 |
12,5 |
10,0 |
11,5 |
11,0 |
15,0 |
10,5 |
22,0 |
5 |
16,0 |
12,5 |
10,0 |
14,0 |
11,0 |
14,5 |
16,0 |
20,0 |
6 |
11,0 |
13,5 |
13,0 |
11,5 |
11,5 |
11,0 |
21,0 |
21,0 |
7 |
20,0 |
14,0 |
8,0 |
11,0 |
10,5 |
15,0 |
15,0 |
24,0 |
8 |
14,0 |
16,0 |
8,0 |
11,0 |
11,5 |
11,0 |
11,0 |
20,0 |
9 |
12,0 |
10,5 |
13,0 |
11,5 |
11,5 |
18,0 |
18,0 |
23,0 |
10 |
13,0 |
15,0 |
12,5 |
11,0 |
10,0 |
24,5 |
15,0 |
24,0 |
среднее, кПа |
2,7 |
2,9 |
4,3 |
3,5 |
4,0 |
2,1 |
2,5 |
1,3 |
По данным полученным из исследований по горизонтальному сопротивлению сдавливанию почвы по профилю мы выявили, что максимальное значение получилось на глубине 80 см и составило 2045, 49 кПа. Минимальное же значение 1197,36 кПа на глубине 20 см.
Горизонтальное сопротивление сдавливанию почвы (в стенке разреза) |
|||||||
|
|
|
|
Показания , мм |
|
|
|
№ пружины |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
tg a, K |
0,1065 |
0,1065 |
0,1065 |
0,1065 |
0,1065 |
0,1065 |
|
глубина |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
80 |
|
1 |
34 |
33 |
26 |
26 |
11 |
16 |
|
2 |
20 |
30 |
33 |
21 |
20 |
38 |
|
3 |
31 |
20 |
40 |
33 |
30 |
44 |
|
4 |
14 |
5 |
34 |
26 |
26 |
40 |
|
5 |
28 |
33 |
26 |
31 |
38 |
31 |
|
6 |
25 |
28 |
47 |
39 |
29 |
34 |
|
7 |
23 |
4 |
43 |
30 |
35 |
39 |
|
8 |
17 |
19 |
15 |
5 |
31 |
45 |
|
9 |
13 |
31 |
28 |
37 |
33 |
42 |
|
10 |
25 |
13 |
35 |
8 |
3,7 |
40 |
|
среднее, кПа |
1274,96 |
1197,36 |
1812,67 |
1419,09 |
1422,97 |
2045,49 |
|
Максимальным значением сопротивления расклиниванию почвы при горизонтальных измерениях в профиле является 975,92 кПа на глубине 80 см. Минимальные значения по этому же показателю является 631,07 кПа на глубине 20.
Горизонтальное сопротивление расклиниванию почвы (в стенке разреза) |
|||||||
|
|
|
|
Показания , мм |
|
|
|
№ пружины |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
6 |
|
tg a, K |
0,1065 |
|
|
|
|
|
|
глубина |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
80 |
|
1 |
27 |
23 |
33 |
15 |
15 |
23 |
|
2 |
26 |
12 |
27 |
3 |
3 |
40 |
|
3 |
26 |
12 |
27 |
19 |
31 |
20 |
|
4 |
23 |
28 |
20 |
34 |
30 |
20 |
|
5 |
20 |
5 |
24 |
38 |
28 |
34 |
|
6 |
25 |
26 |
23 |
30 |
20 |
23 |
|
7 |
25 |
24 |
37 |
18 |
9 |
23 |
|
8 |
23 |
3 |
20 |
32 |
23 |
34 |
|
9 |
18 |
30 |
18 |
18 |
12 |
34 |
|
10 |
27 |
20 |
30 |
26 |
25 |
32 |
|
среднее, кПа |
827,63 |
631,07 |
893,15 |
803,49 |
675,90 |
975,92 |
|
По данным горизонтальной пенетрации по стенке профиля максимальное значение 3,47 кПа на глубине 40 см, а на глубине в 80 см этот показатель минимальный – 1,90 кПа.
Горизонтальное сопротивление пенетрации почвы (в стенке разреза) |
|||||||
|
|
|
|
Показания , мм |
|
|
|
№ микропенетр. |
|
|
|
|
|
|
|
tg a, K |
-0,098 |
|
|
|
|
|
|
глубина |
10 |
20 |
30 |
40 |
50 |
80 |
|
1 |
10 |
15 |
10 |
12 |
15 |
20 |
|
2 |
15 |
12 |
14 |
18 |
15 |
16 |
|
3 |
17,5 |
9 |
15 |
11,5 |
14 |
15 |
|
4 |
11,5 |
15 |
15 |
12 |
14 |
17 |
|
5 |
13 |
11 |
10 |
8 |
14 |
14 |
|
6 |
16 |
14 |
15 |
13 |
18 |
16 |
|
7 |
13 |
13 |
17 |
15 |
15 |
19 |
|
8 |
12,5 |
18 |
5 |
6 |
15 |
16 |
|
9 |
18 |
13 |
13 |
18 |
13 |
17 |
|
10 |
14 |
15 |
14 |
7 |
14 |
17 |
|
среднее, кПа |
2,67 |
2,85 |
3,10 |
3,47 |
2,47 |
1,90 |
|
№ конуса |
3 |
1 |
|
|
|
|
||
глубина, см |
|
сопротивление |
глубина |
сопротивление |
кПа, 3 |
кПа, 1 |
|
|
1 |
5 |
260 |
50 |
240 |
780,78 |
2400 |
|
|
2 |
10 |
190 |
55 |
290 |
570,57 |
2900 |
|
|
3 |
15 |
230 |
60 |
250 |
690,69 |
2500 |
|
|
4 |
20 |
330 |
65 |
270 |
990,99 |
270 |
|
|
5 |
25 |
350 |
70 |
280 |
1051,05 |
280 |
|
|
6 |
30 |
510 |
75 |
340 |
1531,53 |
3400 |
|
|
7 |
35 |
490 |
80 |
270 |
1471,47 |
2700 |
|
|
8 |
40 |
560 |
85 |
350 |
1681,68 |
3500 |
|
|
9 |
45 |
560 |
90 |
560 |
1681,58 |
5600 |
|
|
10 |
|
|
|
|
|
|
|
|
среднее |
25 |
386,6666667 |
70 |
316,6666667 |
|
|
|
|
среднее сопротивление, кПа |
|
1159 |
|
3166 |
|
|
|
|
Голландский твердомер (по площадкам) |
|
|
показания, Н |
График зависимости сопротивления пенетрации от глубины.
