Санализа бА
Р с. 3. О орудование, необходимое для проведения полевого гранулометрического
по методу Рутковского
1.2.2. Подготовка грунта к анализу
Грунт доводится до воздушно-сухого состояния и осторожно
растирается в порошок резиновым пестиком в ступке.
Если грунт содержит частицы крупнее 5 мм, то растертая проба грунта взвешивается и пропускается через сита 2; 1 и 0,5 мм для выделения фракций более 2 мм; от 2 до 1 мм и от 1 до 0,5 мм и менее. После чего выполняется анализ, рассмотренный ниже, а полученные
результаты пересчитываются на всю навеску грунта.
Если грунт крупных песчаных частиц не содержит, то высу-
шенную и растертую пробу без ее взвешивания пропускают через си- |
|
то d = 0,5 мм. Общий объем просеянного для анализа грунта состав- |
|
ляет 30 – 40 см3. |
Д |
1.2.3. Определение содержания глинистойИфракции
(диаметр частиц < 0,002 мм)
Подготовленный для анализа грунт засыпают в мензурку (емкостью 100 см3) в таком количестве, чтобы после уплотнения о каучуко-
вую подушку в мензурке получился постоянный объем грунта
Vн = 5 см3.
Грунт в мензурке разрыхляется, доливается 50 – 60 см3 воды и производится перемешивание суспензии стеклянной палочкой с резиновым наконечником до тех пор, пока на стенках мензурки не перестанут образовываться мазки глины.
13
К полученной суспензии прибавляется 2,5 – 3 см3 раствора хлористого кальция (концентрация 5,5 г СаСl2 на 100 см3 воды) в качестве коагулятора. Суспензия размешивается, в нее добавляется вода для заполнения мензурки до 100 см3, после чего суспензия оставляется
для отстаивания на 24 – 48 часов. |
|
|
С |
|
|
После отстаивания по делениям на мензурке определяется объ- |
||
ем набухшего грунта. |
|
n (%) вычисляется по |
одержан е гл н стых частиц в грунте |
||
формуле |
|
|
и |
(5) |
|
|
n=22,7∙(Vк – Vн)/ Vн , |
|
где VН – начальный объем грунта до набухания; |
|
|
Vк – объем грунта после на ухания. |
|
|
1.2.4. Определен е содержания песчаных частиц
(д аметр 2 – 0,05 мм)
В мензурку засыпается подготовленный к анализу грунт в таком количестве, после его уплотнения получился объем Vн = 10 см3.
К разрыхленному грунту в мензурку доливается вода до деления 100 см3. После этого грунт перемешивается стеклянной палочкой с
резиновым наконечником и отстаивается в течение 90 с. |
|
|
чтобы |
Время фиксируется с помощью песочных часов или секундоме- |
|
ра. Через 90 с из мензурки осторожно сливается 70 – 75 см3 суспензии |
|
так, чтобы осевшие уже на дне частицы не поднялись и не оказались |
|
слитыми. |
А |
|
|
В мензурку с оставшейся суспензией доливается вода до 100 см3 |
|
и взмучивается. Через 90 с вновь сливается 70 – 75 см3 суспензии. Процесс повторяется до тех пор, пока сливаемая жидкость не станет
почти прозрачной. |
|
И |
|
После чего в мензурку доливаетсяДвода до деления 30 см3, сус- |
|||
пензия взмучивается и через 30 с вся вода над осадком сливается. |
|
||
Мензурка наполняется водой до метки 100 см3. После отстаи- |
|||
вания по делениям определяется объем осевшего на дне песка Vк. |
|
||
Процентное содержание песка определяется как |
|
||
|
l=100∙Vк / Vн . |
|
(6) |
1.2.5. Определение содержания пылеватой фракции (диаметр частиц 0,05 – 0,002 мм)
Содержание пылеватых частиц (0,05 – 0,002 мм) определяется вычитанием из 100% суммарного содержания глинистых и песчаных частиц:
14
|
|
|
|
|
|
p=100 – (n+l). |
|
|
(7) |
||||
|
|
1.2.6. Запись результатов |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
|
Все результаты замеров и вычислений записывают в табл. 8. |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 8 |
|
|
|
Журнал лабораторного определения гранулометрического состава |
|||||||||||
С |
грунта полевым методом Рутковского |
|
|
||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Гл на |
|
|
|
Песок |
|
Пыль |
||||
|
Vн, |
Vк, |
Vк -Vн, |
Cодержание, |
Vн, |
Vк, |
Cодержание, |
Cодержание, |
|
||||
|
см3 |
см3 |
см3 |
|
|
% |
см3 |
см3 |
|
|
% |
% |
|
|
|
анализАреометр ческ й |
|
применяется для определения грану- |
|||||||||
|
|
|
|
|
|
n= |
|
|
|
|
l= |
p= |
|
|
|
1.3. Определен |
е гранулометрического состава глинистого |
||||||||||
|
|
|
грунта ареометрическим методом |
|
|
|
|||||||
|
лометр |
ческого состава глинистых грунтов и основан на использова- |
|||||||||||
|
нии разной скорости осаждения в воде различных по крупности час- |
||||||||||||
|
тиц грунта. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
|
Ареометрический метод является основным при гранулометри- |
|||||||||||
|
ческом анализе грунтов, используемых в строительных целях. |
||||||||||||
|
|
Цель работы – определить содержание в грунте различных фрак- |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
Д |
||||||
|
ций с размерами частиц менее 0,1 мм. |
|
|
|
|
||||||||
|
|
ОпределениебАгранулометрического (зернового) состава глини- |
|||||||||||
|
стых грунтов ареометрическим методом производят в соответствии с |
||||||||||||
|
ГОСТ 12536–2014[2] |
путем измерения плотности суспензии ареомет- |
|||||||||||
|
ром в процессе ее отстаивания при постоянных характеристиках ма- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Измеряя |
|||
|
териала частиц и среды, скорости падения частиц, пропорциональных |
||||||||||||
|
квадрату их радиусов (диаметров). |
|
|
|
|
|
|
||||||
|
|
По мере выпадения частиц различной крупности в осадок |
|||||||||||
|
уменьшается плотность суспензии грунта. |
|
эту плотность че- |
||||||||||
рез рассчитанные промежутки времени ареометром, можно установить содержание в суспензии (грунте) различных по крупности фракций.
1.3.1. Необходимое оборудование и материалы (рис. 4):
ареометр со шкалой 0,995-1-1,030 и ценой деления 0,001(1); секундомер (2); набор сит с отверстиями: 10;5;2;1;0,5;0,25;0,1 мм (3); колба коническая плоскодонная емкостью 750 – 1000 см3(4); литровый ци-
15
линдр с внутренним диаметром 60 2 мм (5); воронка стеклянная d = 14 см (6); мешалка (7); чашки фарфоровые (8); промывала (9); стеклянный стаканчик (10); ступка фарфоровая с резиновым пестиком (11); технические весы с точностью взвешивания до 0,01 г (12); термометр; песчаная баня; пипетка на 25 мл; 4 или 6,7% - ный пирофос-
Сфорно-кислый натрий; 25% - ный раствор аммиака. и
бАРис. 4. О орудование, необходимое для проведения гранулометрического анализаДареометрическим методом
1.3.2. Подготовка к испытанию
Методом квартования по ГОСТ 8735 [3] отбирают среднюю пробу грунта массой 100 г в воздушно-сухомИсостоянии и просеивают сквозь колонку из набора сит диаметром отверстий 10; 5; 2; 1 мм с поддоном.
Взвешивают фракции грунта, задержавшиеся на ситах и прошедшие в поддон.
Примечание. Если в образце нет крупных частиц, просеивание сквозь сито с размером отверстий 2 мм и более не производят.
Результаты заносятся в табл. 9. Масса пробы грунта m = __________ г.
16
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Таблица 9 |
|
|
|
Журнал определения масс фракций грунта от 10,0 до 1 мм |
|||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Показатели |
|
|
|
|
|
Размер частиц, мм |
|
|
|||
|
|
|
|
|
>5 |
|
5–2 |
|
2–1 |
<1 |
|
||
|
Номер чашки |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
С |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Масса чашки m0 , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
Масса чашки с грунтом mсi г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
Масса грунта mi mci m0 , г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|||
|
одержан е фракц |
|
|
|
q1= |
|
q2= |
|
q3= |
qс= |
|
||
|
qi 100 mi |
/m,% |
|
|
|
|
|
|
|||||
|
строки |
|
|
|
|
|
|
|
|||||
|
По данным та л. 9 путем суммирования результатов трех столб- |
||||||||||||
|
цов последней |
определяют qс = q1+ q2+ q3 – содержание в грунте |
|||||||||||
|
фракц |
|
пробы |
|
|
|
|
||||||
|
|
(%) крупнее 1 мм. Суммарное содержание в грунте фракций |
|||||||||||
|
крупнее 1 мм , qс = |
|
%. |
|
|
|
|
|
|
||||
|
Для определен я гранулометрического состава ареометрическим |
||||||||||||
|
методом |
з грунта, |
прошедшего сквозь сито с диаметром отверстий |
||||||||||
|
1,0 мм, отб рают методом квартования среднюю пробу массой 30 г. |
||||||||||||
|
|
|
|
А |
|
|
|||||||
|
Одновременно от ирают |
|
грунта массой не менее 15 г ка- |
||||||||||
|
ждая для определения гигроскопической влажности Wг и плотности |
||||||||||||
|
частиц грунта s по ГОСТ5180–2015[4]. |
|
|
|
|
||||||||
|
Определение плотности частиц грунта s |
рассматривается далее в |
|||||||||||
3 |
|
|
|
3 |
Д |
||||||||
|
п. 2.3[4]. Гигроскопическая влажность, соответствующая влажности |
||||||||||||
|
грунта в воздушно-сухом состоянии, определяется так же, как и |
||||||||||||
|
влажность грунта в естественном состоянии методом высушивания |
||||||||||||
|
пробы грунта до постоянной массы, который изложен в п. 2.4[4]. |
||||||||||||
|
Навеску грунта, отобранную для проведения гранулометрическо- |
||||||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
||||
|
го состава ареометрическим методом, переносят в колбу емкостью |
||||||||||||
|
500 см , доливают 200 см |
|
|
дистиллированной воды и добавляют в |
|||||||||
|
получившуюся суспензию 1 см3 |
25% раствора аммиака. Тщательно |
|||||||||||
|
перемешивают. |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
Колбу закрывают воронкой диаметром 4 – 5 см и кипятят (кипячение не должно быть бурным) суспензию в течение 30 мин – для супесей, песков и 1 ч – для суглинков, глин. После кипячения необходимо охладить суспензию до комнатной температуры.
Охлажденную до комнатной температуры суспензию переливают в стеклянный цилиндр емкостью 1 л сквозь сито с диаметром отверстий 0,1 мм, помещенное в воронку диаметром приблизительно 14 см.
17
Оставшиеся на внутренней поверхности колбы частицы грунта тщательно смывают дистиллированной водой на поверхность сита.
Во избежание коагуляции (сгущения) в грунтовую суспензию в качестве стабилизатора добавляется 5 см3 4%-ного или 6,7%-ного пирофосфорнокислого натрия: 4%-ного – из расчета на безводный пирофосфорнокислый натрий и 6,7%-ного – из расчета на водный пирофосфорнокислый натрий.
Част цы грунта, задержавшиеся на сите, смывают струей воды в фарфоровую чашку, где их тщательно растирают пестиком с резиновым наконечн ком, после чего сливают образовавшуюся в чашке
взвесь в ц |
л ндр сквозь сито с диаметром отверстий 0,1 мм. Растира- |
С |
|
ние осадка |
чашке сливание взвеси сквозь сито в цилиндр следует |
продолжать до полного осветления воды над частицами, оставшимися |
|
на дне чашки.
Уровень воды в ц л ндре не должен превышать отметку 1000 см3.
Част цы грунта, |
|
|
на сите, |
тщательно смывают водой в |
|||||
оставшиеся |
|
|
|
|
|
||||
фарфоровую чашку |
высушивают в сушильном шкафу при темпера- |
||||||||
туре 105±5 °С до постоянной массы. |
|
|
|
|
|||||
Высушенные до постоянной массы частицы грунта просеивают |
|||||||||
сквозь сита с диаметром отверстий 0,5; 0,25 и 0,1 мм. |
|
|
|||||||
Определение масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм следует вести в |
|||||||||
табличной форме (табл.10). |
|
|
|
|
|
||||
|
бА |
Таблица 10 |
|||||||
|
|
|
|||||||
|
Журнал определения масс фракций грунта от 1,0 до 0,1 мм |
||||||||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
Масса |
|
Масса |
|
|
|
|
|
|
|
чашки |
|
Масса |
|
|
|
Размеры |
|
Номер |
|
|
чашки mч, г |
|
||
Номер |
|
|
с сухим |
|
сухого |
|
|||
проб |
фракций, |
фарфоровой |
|
Достатком остатка |
|
||||
|
мм |
|
чашки |
|
mcо, г |
|
|
mcо-mч, г |
|
|
|
|
|
|
|
|
|
||
|
|
|
|
|
|
|
|
|
|
1 |
1–0,5 |
|
|
|
|
|
|
m1= |
|
2 |
0,5–0,25 |
|
|
|
|
|
|
m2= |
|
3 |
0,25– 0,1 |
|
|
|
|
|
|
m3= |
|
|
|
|
|
|
|
|
И |
|
|
Частицы грунта, прошедшие сквозь сито размером отверстий 0,1 мм, следует перенести в цилиндр с суспензией.
Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, взвешивают. Суспензию в мерном цилиндре доводят до объема 1000 см3.
18