8.3. Гранулометрический анализ донных отложений в лаборатории

В зависимости от крупности наносов в пробах применяются различные методы: частицы размером от 10 мм (галька и валуны) анализируются методом обмера или фотографирования, гравий и пески (размеры от 0,1 до 10 мм) анализируют ситовым методом, фракциометр также может быть применим для песков и пыли (1 – 0,01 мм), более мелкие наносы (илы и глины) анализируют методом пипетки.

Часто в пробах донных отложений наблюдается широкий спектр крупности частиц, и для анализа следует применять комбинации из нескольких методов.

8.3.1 Гранулометрический анализ ситовым методом

Ситовой метод используется для разделения и взвешивания крупных фракций (более 0,1-0,25 мм). Анализ выполняется с помощью набора сит с отверстиями 10; 7; 5; 3; 2; I; 0,5; 0,25; 0,10 мм. Первые шесть сит должны быть штам­пованными или сверлеными с отверстиями круглой формы. Остальные сита готовятся из медной или стальной сетки простого плетения (рис. 26).

Рис. 25. Дночерпатель ГР-91 на штанге

Сита распола­гаются в колонку так, что отверстия умень­шаются сверху вниз. Под нижнее сито подстав­ляется поддон, а верхнее закрывается крышкой (рис. 26).

Необходимое оборудование: набор стандартных сит; техниче­ские весы с разновесами; фарфоровая ступка с пестиком с рези­новым наконечником; пластмассовый стаканчик; лист бумаги раз­мером 1 х 1 м; рабочий журнал со страницами, оформленными в виде таблицы 8.

8.3.1 Гранулометрический анализ ситовым методом (стр. 2)

Порядок выполнения анализа:

1. Приготовленную навеску необходимо проверить относительно присутствия слипшихся комочков. Комочки растирают пестиком с резиновым наконечником или пальцами, не разрушая сами зерна.

2. Определяют вес стакана (или нескольких стаканов), используемого при анализе, с точ­ностью до 0,01 г. Результат с номером стакана заносят в журнал.

3. Навеску переводят во взвешенный стакан и определяют их вес на технических весах с точностью до 0,01 г. Результат заносят в журнал.

4. Берут набор сит, проверяют сита, удаляют из них посторон­ний грунт и располагают их на поддоне так, чтобы размер отверстий в колонке увеличивался снизу вверх.

5. Взвешенную навеску высыпают в верхнее сито, закрывают крышкой и, осторожно встряхивая, просеивают грунт до полной сортировки частиц по фракциям. При использовании большого объема грунта и крупных по размеру сит используют виброустановку (рис. 27).

Рис. 26. Грунтовые сита: 1- штампованные с круглыми отверстиями; 2 – из медной сетки; 3 – поддон; 4 – крышка

6. Верхнее сито снимают и дополнительно просеивают на лист чистой бумаги. Просеявшиеся на лист бумаги частицы переводят и следующее сито, а частицы, оставшиеся в сите, пересыпают в ста­кан с известным весом. Частицы, застрявшие в отверстиях сита, извлекаются и переносятся в стакан. Стакан с фракцией взвешивается на технических весах с точностью 0,01 г. Результат заносят а журнал.

8.3.1 Гранулометрический анализ ситовым методом (стр. 3)

Эти операции повторяются с каждым ситом в последователь­ности убывания их отверстий. В результате этих операций опре­деляются веса фракций в соответствии с размерами отверстий в ситах:

10 мм – более 10 мм;              1 мм – от 1 до 2 мм; 7 мм – от 7 до 10 мм;         0,5 мм – от 0,5 до 1 мм; 5 мм – от 5 до 7 мм;            0,25 мм – от 0,25 до 0,5 мм; 3 мм – от 3 до 5 мм;            0,1 мм – т 0,1 до 0,25 мм. 2 мм – от 2 до 3 мм;

7. Фракцию, собравшуюся в поддоне, также переводят в ста­кан, взвешивают и сохраняют при необходимости для более тон­кого гранулометрического анализа. Фракция в поддоне включает частицы размером меньше отверстий самого нижнего сита (менее 0,1 мм). Если эта фракция составляет более 10% веса образца, необходим дополнительный гранулометрический анализ для раз­деления ее на более мелкие фракции.

8. На основании данных анализа, внесенных в журнал, про­изводится расчет гранулометрического состава.

Прежде всего, рассчитывается вес каждой фракции. Этот вес определяется как разность между весом стакана с фракцией и весом пустого стакана.

Затем определяется содержание каждой фракции относительно веса образца, используя уравнение

       А • 100%,

где С – содержание  фракции  в  грунте,   %;  Л – вес  фракции,  г; В – вес исходной навески, г.

Расчет гранулометрического  анализа  завершается  суммирова­нием содержания отдельных фракций начиная с наименьшей так, чтобы получить весовое содержание следующих фракций: менее 0,1 мм; 0,25 мм; 0,5 мм; 1 мм; 2 мм; 3 мм; 5 мм; 7 мм; менее 10 мм; всех фракций.

Последняя величина суммирования характеризует долю всех выделенных фракций от веса исходной навески. Поэтому отличие этой величины от 100% характеризует общую ошибку анализа. Эта разница не должна превышать 1%.

Таблица 8