4.3. Дослідження механічного складу та фізичних властивостей грунту

Визначення механічного складу ґрунту (розміру зерен). Розмі­ри зерен ґрунту визначають за допомогою набору сит Кнопа з отво­рами 7, 4, 2, 1 і 0,3 мм, причому сита входять одне в одне таким чином, що зверху розміщується сито з великими отворами, знизу — з дрібни­ми (мал. 47). Наважку повітряно-сухого ґрунту (200-300 г) обе­режно просіюють, зважують окремо порції з кожного сита й обчис­люють процентний склад зерен різних розмірів, беручи до уваги початкову масу ґрунту.

Класифікація зерен ґрунту залежно від їх розміру наведена в табл. 49.

Таблиця 49
Класифікація ґрунтових частинок (за Качинським)
Найменування частинок	Розмір, мм
Каміння, гравій	Більше 3
Пісок
крупний	3-1
середній	1-0,25
дрібний	0,25-0,05
Пил
крупний	0,05-0,01
середній	0,01-0,005
тонкий	0,005-0,001
Мул	Менше 0,001

Визначення об'єму пор ґрунту. Ґрунт складається із частинок (зерен) різних розмірів та проміжків між ними (пор). Сума усіх пор ґрунту, виражена у відсотках, до загального його об'єму, стано­вить загальний об'єм пор ґрунту. Чим менший розмір зерен, тим більший загальний об'єм пор. Об'єм пор становить 40% у крупно-зернистому ґрунті (гравій, хрящ, пісок), 45% у глині без органічних домішок, 53% у глині з органічними домішками, 84% у торфі (з 82% органічних речовин).

Для визначення об'єму пор ґрунту в мірний циліндр на 50 мл наливають 25 см³ води. У дру­гий циліндр насипають ґрунт до мітки 25 мл, а потім пересипають його в циліндр з водою. Не­зважаючи на те, що початкові об'єми води й ґрун­ту однакові, отримуємо не суму об'ємів ґрунту й води в циліндрі, а дещо меншу величину. Різни­ця між сумою початкових об'ємів ґрунту й води і фактично отриманим об'ємом становитиме об'єм пор.

Наприклад, після ретельного змішування во­ди з ґрунтом загальний об'єм становитиме не 50 см³, а 40 см³. Отже, різниця 10 см³ характеризує об'єм пор в об'ємі ґрунту.

Оскільки загальний об'єм пор — це величи­на, що виражає суму всіх пор ґрунту у відсотках, переведемо одержані дані у відсотки:

Мал. 47. Набір

ситець Кнопа для

сортування частинок

грунту.

Визначення водопроникності ґрунту. У скля­ну трубку заввишки 35 см, діаметром 3-4 см, що має дві мітки на висоті 20 і 24 см, насипають ґрунт, рівномірно розподіляючи його до мітки 20 см. Трубку з ґрунтом закріплюють у штативі.

Далі в трубку наливають воду до мітки 24 см (шар 4 см) і, в міру того як вона просочується в ґрунт, доливають нові порції для під­тримання її рівня. Час з моменту доливання води в трубку до по­яви першої краплі, що пройшла крізь шар ґрунту, визначає водо­проникність ґрунту.

Визначення капілярності ґрунту. Скляну трубку заввишки 30-40 см, діаметром 2 см, дно якої закрите полотном, наповнюють повіт­ряно-сухим ґрунтом ущерть, закріплюють у штативі, а нижній її кі­нець занурюють на 0,5 см у воду. Фіксують рівень піднімання води в трубці (у сантиметрах) через кожні ЗО хв. Швидкість, з якою вода проникає у ґрунт, характеризує його капілярність.

Визначення температури ґрунту. Для вимірювання температури ґрунту використовується ґрунтовий термометр, що являє собою ком­плекс термометра та бура, який вкручується у ґрунт на досліджува­ну глибину (мал. 48). Визначити температуру ґрунту можна також за допомогою приладу, що складається з труби, яка опускається в шахту на необхідну глибину, та системи важелів, за допомогою яких термометри розміщують у трубі (мал. 49).

Визначення повітропроникності ґрунту. Повітропроникність ґрун­ту оцінюють за допомогою пристрою, що являє собою ковпачок з двома патрубками (мал. 50). Ковпачок щільно натягують на кінець

циліндричної трубки, заповненої ґрунтом. Через один із патрубків нагнітається повітря, другий патрубок з'єднаний з манометром. Шви­дкість падіння тиску повітря, що нагнітається, прямо пропорційна повітропроникності досліджуваного ґрунту.

Оцінка фізичних властивостей ґрунту. Характер частинок ґрун­ту і його тип зумовлюють вологопроникність, вологомісткість, капі­лярність, повітряний і тепловий режими. Зі збільшенням розміру ча­стинок, з яких складається ґрунт, ступінь проникності ґрунту для повітря збільшується. Як наслідок, проц%с самоочищення ґрунтів, що складаються з великих за розміром зерен, перебігає більш інтенсив­но, ніж у дрібнозернистих ґрунтах. Ґрунти з великою шпаруватістю, тобто ті, що складаються з невеликих зерен, погано аеруються, довше затримують вологу, фільтрація води через такі ґрунти утруднюєть­ся. Зі збільшенням поруватості ґрунту підвищується здатність ґрун­тів до капілярного піднімання води. Висока капілярна здатність ґрун­тів призводить до їх постійного зволоження з подальшим потенцій­ним заболоченням.