Лабораторна робота № 8

ВИЗНАЧЕННЯ ГРАНУЛОМЕТРИЧНОГО

(ЗЕРНОВОГО) СКЛАДУ ВЕЛИКОУЛАМКОВИХ І ПІЩАНИХ ГРУНТІВ

Мета і завдання роботи

Дослідним шляхом визначити зерновий склад незв’язних великоуламкових і піщаних ґрунтів. Для визначення зернового складу незв’язних ґрунтів роблять аналіз на ситах. Це дозволяє:

1) визначити назву ґрунту (таблиця 9.1);

2) побудувати сумарну криву зернового складу, з допомогою якої визначають ступінь неоднорідності ґрунту.

Основні теоретичні положення

Пухкі осадові гірські породи (ґрунти) складаються з частинок, зерен та уламків різної величини, форми і речовинного складу. Їх розмір змінюється від декількох сантиметрів до тисячних міліметра.

Під гранулометричним або механічним складом ґрунту розуміють відносний вміст в ньому (по вазі) частинок різної величини.

Гранулометричний склад є одним із важливих факторів, які визначають фізичні властивості ґрунту, такі як пластичність, пористість, стисливість, водопроникність та ін.

Для визначення гранулометричного складу порід виконують гранулометричний або механічний аналіз. Гранулометричний аналіз полягає у розчленуванні ґрунту на групи з близькими за величиною частинками – так званими фракціями. Розмір частинок, як правило, визначають за діаметром і показують у міліметрах.

Визначення гранулометричного складу необхідно для вирішення цілого ряду практичних питань, найбільш важливими з яких є:

1) класифікація ґрунтів за гранулометричним складом;

2) наближене обчислення водопроникності пухких незв’язних ґрунтів за емпіричними формулами;

3) вибір оптимальних отворів для фільтрів експлуатаційних свердловин;

4) оцінка пухких незв’язних ґрунтів, як будівельного матеріалу.

Для визначення назви ґрунтів прийнята схема (таблиця 9.1).

Таблиця 9.1. Класифікація великоуламкових і піщаних порід за процентним вмістом в них частинок певних розмірів

Порода	Розмір частинок, мм	Сума всіх частинок, %
Великоуламкові ґрунти
Бриловий (валунний) ґрунт	> 200	>50
Щебенистий (гальковий) ґрунт	> 10	> 50
Дресвяний (гравійний) ґрунт	> 2	> 50
Піщані ґрунти
Гравелистий пісок	> 2	> 25
Крупний пісок	> 0,5	> 50
Пісок середньої крупності	> 0,25	> 50
Дрібний пісок	> 0,1	> 75
Пилуватий пісок	> 0,1	< 75

Для визначення гранулометричного складу порід в інженерній геологічній практиці найбільше розповсюдження отримав ситовий аналіз.

Обладнання і прилади

Комплект сит з розмірами отворів 0,25; 0,5; 1; 2; 5; 10; технічна вага; різноважки; фарфорові чашки.

Порядок проведення роботи

1. Підготовка ґрунту до аналізу

Довести ґрунт до повітряно-сухого стану, розтерти крупні грудки. Взяти пробу ґрунту у кількості 100 г. Зважити її на технічних вагах з точністю до 0,1 г.

2. Розподіл ґрунту на фракції

Зважену пробу пропускаємо через набір сит. Сита збирають в колонку так, щоб отвори їх зменшувались зверху-вниз. На верхнє сито надіваємо кришку, а під нижнє підкладаємо піддон. Просіювання здійснюється за допомогою легких бокових ударів долонями рук до повного сортування ґрунту. Вміст кожного сита, починаючи з крупного, пересипати у ступку і додатково обробити резиновим пестиком, після чого знову необхідно просіяти крізь те саме сито, над аркушем паперу. Дрібні частинки, які пройдуть крізь сито, пересипати у наступне сито і продовжити обробку до тих пір, поки від ґрунту не перестануть відділятися дрібні частинки.

Вміст кожного сита і піддона висипають у попередньо зважені фарфорові чашки або годинникове скло і зважують. Результати зважування показати з точністю до 0,1 і записати в таблицю 9.2.

Для контролю необхідно додати ваги окремих фракцій і порівняти отриману суму з початковою вагою, взятою для аналізу зразка. Розбіжністю до 0,5 % можна знехтувати. Розбіжність більше 0,5 % показує, що в ході аналізу допущена похибка, або значна втрата частинок зразка; в цьому випадку аналіз необхідно повторити.

Результати аналізу необхідно показати у процентах (з точністю до 1) по відношенню до ваги повітряно-сухої проби за фракціями: > 10 мм; 10–5 мм; 5–2 мм; 2–1 мм; 1–0,5 мм; 0,5–0,25 мм; < 0,25 мм і записати в таблицю 6.2.

Таблиця 9.2. Ваговий і процентний вміст кожної фракції ґрунту в залежності від діаметру отвору сита.

Показник

Діаметр отвору сита, мм

Піддон

10

5

2

1

0,5

0,25

<0,25

Розмір фракцій, мм

>10

10 – 5

5 –2

2 – 1

1 – 0,5

0,5 – 0,25

<0,25

Маса фракцій, г

Вміст фракцій, %

3.Визначити тип породи – однорідна чи неоднорідна і назву ґрунту (табл.6.1)

Порода є однорідна, якщо в її складі переважає яка-небудь одна фракція і можна говорити про середню величину зерна. Наприклад, механічний аналіз пісків показав наступний склад в пробі зерен різного діаметру (таблиця 9.3.).

Таблиця 9.3. Процентний вміст фракцій ґрунту в пробі.

Розмір частинок, мм	Вміст, %
>10	10
10 – 5	12
5 – 2,5	6
2,5 – 1,0	5
1,0 – 0,5	58
0,5 – 0,25	7
<	2

У даному випадку за середній діаметр частинки можна прийняти розмір частинок 1,0 – 0,5 мм, які домінують в досліджуваному зразку (58 %).