Лабораторная работа №7 Определение зернового (гранулометрического) состава песчаного грунта и степени неоднородности зернового состава (ситовый метод)

Зерновым (гранулометрическим) составом грунта называется содержание по массе групп частиц (фракций) различной крупности, выраженное в процентах по отношению к общей массе сухой навески, взятой для анализа.

Гранулометрический состав является одним из важных показателей, определяющих физико-механические свойства грунта. От него зависят такие свойства, как пластичность, пористость, сопротивление сдвигу, сжимаемость, водопроницаемость и др.

Для крупнообломочных и песчаных грунтов зерновой состав является основным классификационным показателем, по которому последним присваивается строительное наименование или тип (таблица 2 ГОСТ 25100-82).

Определение зернового состава заключается в разделении грунта на фракции (группы частиц), близкие по крупности, и установлении их процентного содержания.

Зерновой (гранулометрический) состав песчаных грунтов определяется ситовым методом, т.е. путем просеивания их через набор калиброванных сит. Размер фракций определяется размерами отверстий двух смежных сит, а масса этих фракций – взвешиванием остатков на каждом сите.

Необходимое оборудование и материалы:

• песчаный грунт в воздушно-сухом состоянии;

• набор сит с размерами отверстий 2; 0,5; 0,25; 0,1 мм, поддон и крышка;

• технические весы с разновесами;

• нож, кисточка для сметания частиц с сит.

Подготовительные работы

Грунт со строительной площадки доведен до воздушно-сухого состояния; отдельные комки осторожно растерты в фарфоровой ступке резиновым пестиком во избежание разрушения отдельных зерен.

Ход работы:

1. Предварительно проверив чистоту каждого сита, собрать набор сит в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий.

2. Отобрать по методу квадратов среднюю пробу песчаного грунта для анализа. Для этого рассыпать грунт тонким слоем на листе плотной бумаги или картоне, провести ножом в продольном и поперечном направлениях борозды, разделяя поверхность грунта на квадраты, и отобрать понемногу грунта из каждого квадрата. Масса средней пробы должна составлять около 100 г (взвесить с точностью до 0,1 г).

3. Взвешенная проба грунта высыпается на верхнее сито, закрывается крышкой и просеивается через весь набор сит в течение 5 минут.

4. Остатки грунта на ситах и в поддоне взвешиваются с точностью до 0,1 г и результаты записываются в таблицу 3. Сумма масс всех фракций (остатков на ситах) сравнивается с массой, взятой на анализ пробы. При расхождении массы более чем на 0,5% анализ повторяют.

5. Вычисляется процентное содержание каждой фракции с точностью до 1% , как отношение остатка на сите к суммарной массе всех остатков, а также содержание частиц в %% нарастающим итогом, начиная с меньшего диаметра частиц. Все данные заносятся в таблицу.

Таблица 3. Форма записи результатов определения зернового гранулометрического состава песчаного грунта (с примером)

Диаметр фракций, мм	Остатки на ситах		Диаметр частиц, мм	Содержание частиц, %	Примечание
	г	%
>2 2-0,5 0,5-0,25 0,25-0,1 <0,1	12,2 14,2 30,5 40,6 4,1	12 14 30 40 4	― <2 <0,5 <0,25 <0,1	― 88 74 44 4	Масса пробы m=102 г Сумма остатков на ситах m1=101,6 г Проверка:

6. По полученным данным в соответствии с ГОСТ 25100-82 устанавливается тип песчаного грунта: песок гравелистый, крупный, средней крупности, мелкий, пылеватый.

Результат определения зернового (гранулометрического) состава: т.к. содержание частиц крупнее ……..мм составляет (по массе) более …….%, песок _(название).

Наименования крупнообломочных и песчаных грунтов, установленные по ГОСТ, должны дополняться указанием о степени неоднородности их зернового состава.

Для определения степени неоднородности крупнообломочных и песчаных грунтов строят кривую распределения зернового состава (рис. 2).

На оси абсцисс откладывают диаметры частиц в мм (для сокращения размеров графика по горизонтали рекомендуется логарифмический масштаб), а по оси ординат – процентное содержание частиц нарастающим итогом, начиная с меньшей фракции.

Степень неоднородности гранулометрического состава песчаного грунта определяется по формуле:

где d₆₀ – диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится (по массе) 60% частиц; d₁₀ – диаметр частиц, меньше которого в данном грунте содержится (по массе) 10% частиц.

При С_u≥3 к наименованию крупнообломочных и песчаных грунтов добавляют слово «неоднородный», С_u<3 – «однородный».

Рисунок 2 - Кривая распределения зернового (гранулометрического)

состава песчаного грунта

По кривой распределения зернового состава песчаного грунта определяются d₁₀, d₆₀ и вычисляется степень неоднородности.

Результат:

песок ___________________(тип песчаного грунта с указанием степени неоднородности)