3. Визначення характеру поверхні ґрунту.

1. Візуально оцінюють характер поверхні ґрунту (без змін, з тріщинами, заплила) до промивання його водою і після цього. Результати записують у таблицю 15.

2. Скляною паличкою визначають щільність ґрунту у вологому стані: щільний, ущільнений, пухкий. Результати записують у таблицю 15. Роблять висновки.

3. Визначення реакції середовища ґрунту:

1. Беруть у скляночку наважку ґрунту приблизно 10 г і доливають 25 мл дистильованої води.

2. Перемішують паличкою 2-3 хвилини і лакмусовим папірцем оцінюють реакцію середовища (кисла – рН менше 6, нейтральна – рН 6-7, лужна – рН більше 7). Роблять висновки.

Таблиця 2

Зразок насиче-ний	Стан поверхні		Фільтрувальна здатність, мл/хв	Колір фільтрату	Реакція середови-ща	Процеси, які прохо-дять в ГПК	Ґрунт – аналог в природі
	сухої	Воло-гої
Са							чорнозем
Mg							чорнозем каштано-вий солонець
Na							солонець
H							Підзоли-стий ґрунт

Робимо загальні висновки по роботі.

Контрольні запитання

1. Що таке обмінні катіони?

2. Які основні обмінні катіони в ґрунті?

3. Які обмінні катіони переважають у чорноземі, підзолистому ґрунті, солонці?

4. Як впливає Са на властивості ґрунту?

5. Як впливає Nа на властивості ґрунту?

6. Як впливає Н на властивості ґрунту?

Лабораторна робота №10

Тема: Гранулометричний склад грунту(кількісне визначення).

Мета: Вивчити методику та кількісно визначити гранулометричний склад грунту.

Обладнання: Піпетка Качинського – 1 шт.; мірний циліндр на 500 мл; фарфорові або алюмінієві бюкси – 7 шт.; мішалка – 1 шт.; сито з отворами Ø 0,25 мм – 1 шт.; фільтри щільні – 2 шт.; промивала – 1 шт.; скляна паличка, пробірка – по 1 шт.; етернітова плитка, сушильна шафа; колба на 750-1000 мл; секундомір; лійки Ø 8-10 см – 2 шт.; лійки Ø 16-20 см – 1 шт.

Реактиви: 10 % НСІ в крапельниці; 0,2 н НСІ – 0,5 л; 0,05 н НСІ – 1 л; 10 % аміак в крапельниці; 10 % СН₃СООН в крапельниці; 4 % (NH₄)₂C₂O₄ – 20 мл; 10 % HNO₃ в крапельниці; 1 н NаОН – 5 мл.

Теоретичні відомості

Тверда фаза ґрунту складається з частинок різної величини, які називаються механічними елементами або гранулами. У таблиці наводиться класифікація механічних елементів ґрунту за Н.А Качинським.

Таблиця 1

Класифікація механічних елементів ґрунту за розмірами

Назва механічних елементів	Розмір механічних елементів, мм
Каміння	Більше 3
Гравій	3-1
Пісок крупний	1-0,5
Пісок середній	0,5-0,25
Пісок дрібний	0,25-0,05
Пил крупний	0,05-0,01
Пил середній	0,01-0,005
Пил дрібний	0,005-0,001
Мул грубий	0,001-0,0005
Мул тонкий	0,0005-0,0001
колоїди	менше 0,0001

Суму всіх механічних елементів ґрунту розміром менше 0,01 мм називають фізичною глиною, а більше 0,01 мм – фізичним піском. Крім цього, виділяють мілкозем, у який входять частинки по 1 мм, і ґрунтовий скелет – частинки понад 1 мм.

Окремі групи механічних елементів по-різному впливають на властивості ґрунту. Це пояснюється неоднаковим їх мінералогічним і хімічним складом і різними фізико-хімічними властивостями.

Відносний вміст в ґрунті чи породі механічних елементів називається гранулометричним складом, а кількісне їх визначення – механічним аналізом.

Усі ґрунти за гранскладом можна об’єднати в кілька груп з характерними для них фізичними і хімічними властивостями. Тепер широко розповсюджена класифікація проф. Н.А. Качинського. У цій класифікації (табл.1), крім підрозділу ґрунту в залежності від вмісту фізичної глини і фізичного піску, введено поняття переважаючих фракцій. Таких фракцій виділено 5: гравелиста (3-1 мм), піщана (1-0,05 мм), крупно пилувата (0,05-0,01 мм), пилувата (0,01-0,001 мм), мулиста ( менше 0,001 мм).

Таблиця 2

Класифікація ґрунтів за гранулометричним складом

Назва ґрунту	Вміст фізичної глини (частинок більших 0,01 мм), %
	Ґрунти
	Підзолистого типу ґрунтоутворення (ненасичені основами)	Степового типу ґрунтоутворення чорноземи, жовтоземи	Солонці і сильно солонцюваті
Пісок пухкий	0-5	0-5	0-5
Пісок зв’язаний	5-10	5-10	5-10
Супісок	10-20	10-20	10-15
Суглинок легкий	20-30	20-30	15-20
Суглинок середній	30-40	30-45	20-30
Суглинок важкий	40-50	45-60	30-40
Глина легка	50-65	60-75	40-50
Глина середня	65-80	75-85	50-65
Глина важка	80	85	65

У залежності від того, яка фракція переважає, до основного найменування ґрунту, яка вказується в таблиці, додають назву цієї фракції. Наприклад, дерново-підзолистий ґрунт має фізичної глини 28,1 %, піску 37,0 %, крупного пилу 34,9%, середнього і дрібного пилу 16,0 і мулу 12,1 %. У цьому ґрунті першою переважаючою фракцією буде пісок, на другому місці – крупний пил, на третьому – пил та мул. Цей ґрунт за механічним складом повинен називатися суглинком легким крупнопилувато-піщаним.

Принцип механічного аналізу

При механічному аналізі ґрунтовий скелет (>1 мм) розділяють на ситах, а мілкозем (<1 мм) – різними методами (відмочування, аерометричний метод, метод піпетки). Широко застосовується метод піпетки у варіанті Н.А. Качинського.

Механічні елементи, особливо суглинистих і глинистих ґрунтів, знаходяться в агрегатному стані. Щоб визначити механічний склад ґрунту, необхідно зруйнувати агрегати і перевести всі механічні елементи в роздільно-частковий стан. Це здійснюється хімічним і механічним впливом на ґрунт при підготовці до аналізу.

Хімічний вплив полягає в тому, що в ґрунті поглинені двовалентні катіони кальцію та магнію заміщуються одновалентними. Це призводить до диспергування ґрунту, яке ще більше збільшується при кип’ятінні з водою.

Наважку мілкозему (<1 мм) після хімічної обробки і кип’ятіння пропускають через сито з отворами 0,25 мм. Частинки, які залишились на ситі, висушують, зважують і визначають їх вміст. Механічні елементи, які пройшли через сито з отворами 0,25 мм, збирають у циліндр у вигляді суспензії. З неї піпеткою беруть проби, на основі яких розраховують вміст механічних елементів менше 0,25 мм.

Принцип методу піпетки ґрунтується на залежності, яка існує між швидкостями падіння частинок і їх розміром. Якщо скаламутити суспензію і залишити її в стані спокою, то поступово зважені частики осядуть. Скоріше будуть осідати більші за розміром механічні елементи.

Швидкість падіння різних за розміром частинок розраховують за формулою:

,

де V – швидкість падіння частинок (см/сек.),

r – радіус падіння частини кулевидної форми (см),

d₁ – густина падаючої частини,

d₂ – густина рідини, в якій осідає частинка,

g – прискорення сили тяжіння при вільному падінні тіла,

I – в’язкість рідини.

Знаючи, з якою швидкістю осідають механічні елементи різного діаметру, можна брати проби ґрунтової суспензії з певної глибини (по закінченню різних строків після скаламучування) і визначити вміст механічних елементів.