Лабораторна робота № 2 Визначення природної щільності ґрунту методом парафінування

Мета роботи – навчитися визначати щільність ґрунту методом зважування у воді (парафінування).

Тривалість виконання – 2 год.

Цей метод використовують для пилувато-глинистих немерзлих ґрунтів, схильних кришитися або тих, що важко піддаються вирізанню.

Необхідне обладнання.

Ніж із прямим лезом; ваги лабораторні з гирями; склянки лабораторні 0,5 л та 1 л; підставки; термометр; парафін; нитка або ліска; папір фільтрувальний; вода дистильована.

Методика випробування.

1. Вирізують зразок ґрунту об’ємом не менше ніж 50 см³ і надають йому округлої форми, зрізуючи гострі частини, що виступають.

2. Зразок обв’язують тонкою міцною ниткою з вільним кінцем завдовжки від 15 см до 20 см і петлею для підвішування до серги ваг.

3. Парафін, що не містить домішок, нагрівають до температури від 57 °С до 60 °С.

4. Обв’язаний ниткою зразок ґрунту зважують.

5. Зразок ґрунту покривають парафіновою оболонкою, занурюючи його у нагрітий парафін на 2 с або 3 с. При цьому бульбашки повітря, виявлені в застиглій парафіновій оболонці, видаляють, проколюючи їх і загладжуючи місця проколів нагрітою голкою. Цю операцію повторюють до утворення щільної парафінової оболонки.

6. Охолоджений парафінований зразок зважують.

7. Парафінований зразок зважують у посудині з водою (рис. 1). Для цього над чашею ваг встановлюють підставку для посудини з водою так, щоб унеможливити її дотик до чаші ваг (або знімають підвіс із чашею з серги, зрівноваживши ваги додатковим вантажем). До серги коромисла підвішують зразок і опускають у посудину з водою. Об’єм посудини й довжина нитки мають забезпечувати повне занурення зразка у воду. При цьому зразок не повинен торкатися дна і стінок посудини.

Примітка. Допускається застосовувати метод зворотного зважування. На чашу циферблатних ваг установлюють посудину з водою і зважують її. Потім у рідину занурюють зразок, підвішений до штатива, і знову зважують посудину з водою й зануреним у неї зразком.

Рис. 1. Зважування у воді парафінованого зразка ґрунту.

8. Зважений зразок виймають із води, промокають фільтрувальним папером і зважують для перевірки герметичності оболонки. Якщо маса зразка збільшилася більш ніж на 0,02 г у порівнянні з первісною, зразок слід забракувати та повторити випробування з іншим зразком.

9. Дані досліджень заносять до таблиці 2.1 або таблиці 2.2 (при застосуванні методу зворотного зважування).

Таблиця 2.1

Номер зразка	Маса, г				Щільність ґрунту ρ, г/см3
	ґрунту до парафіну­вання, т	парафінова­ного ґрунту, т1	парафінова­ного ґрунту у воді, т2	контрольне зважування парафіно-ваного ґрунту	зразка	середня
1	2	3	4	5	6	7
1
2

Таблиця 2.2

Номер зразка	Маса, г				Щільність ґрунту ρ, г/см3
	ґрунту до парафіну­вання, т	парафінова­ного ґрунту, т1	посудини з водою, т3	посудини з водою та парафіно-ваним зразком, т4	зразка	середня
1	2	3	4	5	6	7
1
2

Обробка результатів випробування

Щільність ґрунту у грамах на кубічний сантиметр обчислюють за формулою

де m – маса зразка ґрунту до парафінування, г;

т₁ – маса парафінового зразка ґрунту, г;

т₂ – результат зважування зразка у воді – різниця мас парафінованого зразка і витиснутої ним води, г;

 – щільність парафіну, прийнята 0,9 г/см³;

 – щільність води, г/см³; в лабораторній роботі приймається  г/см³ незалежно від температури води.

При застосуванні методу зворотного зважування щільність ґрунту в грамах на кубічний сантиметр обчислюють за формулою:

де m, т₁, , – ті самі, що і в попередній формулі;

т₃ – маса посудини з водою, г;

т₄ – маса посудини з водою та зануреним у неї парафінованим зразком, г.

Значення щільності вираховують як середнє арифметичне за результатами двох паралельних визначень з урахуванням максимальної різниці між паралельними визначеннями.

Після визначення середнього значення щільності ґрунту необхідно визначити питому вагу ґрунту за формулою (кН/м³):

.

Після проведення випробувань і розрахунків роблять висновки.

Розрахунки і висновки:

Контрольні питання:

1. Дайте визначення питомої ваги ґрунту.

2. В яких одиницях вимірюють щільність ґрунту?

3. Для яких ґрунтів застосовують метод парафінування?

4. У чому полягає метод визначення щільності ґрунту методом зважування у воді (парафінування)?

5. У чому полягає метод визначення щільності ґрунту методом зворотного зважування?