Зависимость набухания грунта от содержания в нем глинистых частиц

Лабораторная работа

Тема: Определение гранулометрического состава глинистого грунта ареометрическим методом согласно ГОСТ 12536-79.

Определение гранулометрического (зернового) состава глини­стых грунтов ареометрическим методом производят путем измере­ния плотности суспензии ареометром в процессе ее отстаивания.

Оборудование: образцы глинистого грунта; ареометр со шкалой 0,995—1—1,030 и ценой давления 0,001; набор сит с поддоном; весы; ступка фарфоровая с пестиком; чашка фарфоровая; бюкс для грунта; колба емкостью 250 мл; воронка; цилиндр мерный емкостью 1 л; термометр; мешалка; секундомер; пипетка на 25 мл; 25%-ный раствор аммиака; баня песчаная.

Методика выполнения работы:

1. Отбирают методом квартования среднюю пробу из грун­та, прошедшего сквозь сито с размером отверстий 1 мм. Вес средней пробы должен быть для глин 20 г., для суглников —30 г, для супесей —40 г.

2. Одновременно с взятием средней пробы для определения гранулометрического состава надлежит отобрать пробы грунта ве­сом не менее 15 г для определения гигроскопической влажности (данные по гигроскопической влажности взять из лабораторной работы №1).

3. Среднюю пробу грунта высыпают в колбу емкостью 250 мл, на 1/3 заливают дисцилированной водой, взбалтывают и оставляют в покое на 1 сутки.

4. Для предотвращения коагуляции в колбу с суспензией грунта добавить 1 мл 25%-ного раствора аммиака и кипятить на песчаной бане 1 час.

5. После кипячения необходимо охладить суспензию до ком­натной температуры.

6. Суспензию необходимо слить в стеклянный цилиндр емкостью 1 л сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм, помещен­ное в воронку диаметром приблизительно 14 см. Оставшиеся на внутренней поверхности колбы частицы грунта следует тщательно смыть водой из промывалки.

7.Частицы грунта, задержавшиеся на сите, надлежит перенести в фарфоровую чашу или бюкс и выпарить на песчаной бане.

8. Высушенные частицы грунта сле­дует просеять сквозь сита с размером отверстий 0,5; 0,25 и 0,1 мм.

9. Суспензию в мерном цилиндре необходимо довести до объе­ма 1 л.

10. Суспензию следует взболтать мешалкой в течение 1 мин до полного взмучивания осадка со дна цилиндра, не допуская выплескивания суспензии, и отметить по секундомеру время окончания взбалтывания.

11. Затем за 30 с до замера плотности суспензии следует осторожно опустить в нее ареометр, который должен свободно плавать, не касаясь стенок цилиндра, и взять отсчет по ареометру. Продолжительность взя­тия отсчета по ареометру должна быть не более 20 с.

Первый отсчет через 1 минуту.

Второй отсчет через 30 минут.

Третий отсчет через 3 часа.

12. Контроль за температурой суспензии необходимо осу­ществлять замером температуры с погрешностью до 0,5°С в те­чение первых 5 мин (до начала опыта) и затем после каждого замера плотности суспензии ареометром. При температуре, отли­чающейся от плюс 20°С, к отсчетам по ареометру, снимаемым с учетом примечания следует внести температурную по­правку, определяемую по табл.

Таблица

Темпера- тура суспензии, 0С	Поправки к отсчету по ареометру R	Темпера- тура суспензии, °С	Поправки к отсчету по ареометру R	Темпера- тура суспензии, 0С	Поправки к отсчету по ареометру R
10,0	—1,2	17,0	—0,5	24,0	+0,8
10,5	—1,2	17,5	—0,4	24,5	+0,9
11,0	—1,2	18,0	—0,3	25,0	+1,0
11,5	—1,1	18,5	—0,3	25,5	+1,1
12,0	—1,1	19,0	—0,2	26,0	+1,3
12,5	—1,0	19,5	—0,1	26,5	+1,4
13,0	—1,0	20,0	0,0	27,0	+1,5
13,5	—0,9	20,5	+0,1	27,5	+1,6
14,0	—0,9	21,0	+0,2	28,0	+1,8
14,5	—0,8	21,5	+0,3	28,5	+1,9
15,0	—0,8	22,0	+0,4	29,0	+2,1
15,5	—0,7	22,5	+0,5	29,5	+2,2
16,0	—0,6	23,0	+0,6	30,0	+2,3
16,5	—0,6	23,5	+0,7

13. Вес средней пробы грунта g₀ в г надлежит вычислить по формуле с учетом поправки на гигроскопическую влаж­ность

где g₀ — вес абсолютно-сухой средней пробы грунта, г;

g₁ — вес средней пробы грунта в воздушно-сухом состоянии, г;

W— гигроскопическая влажность, %

14. По данным каждого замера ареометром надлежит вы­числить суммарное содержание грунта L_C в % по формуле

где L_C — суммарное содержание всех фракций грунта менее дан­ного диаметра, ;

ρ_s — плотность твердых частиц грунта, г/см³;

ρ_w — плотность воды, равная 1 г/см³;

g₀ — вес абсолютно-сухой средней пробы грунта, г;

R_n—- показания ареометра с поправками.

Пример:

2,83 % - фракции крупнее 0,1 мм, которые не прошли сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм

Результаты ареометрического анализа

Время отстаивания суспензии от начала опыта	Отсчет по ареометру	Температура суспензии	Температурная поправка	Окончательный отсчет по ареометру	Суммарное содержание частиц LC, %
1 мин	13,8	21,5	+0,3	14,1	77,49
30 мин	6,7	22,0	+0,4	7,1	39,02
3 часа	3,4	22,0	+0,4	3,8	20,88

77,49% - это суммарное содержание частиц фракций 0,05 – менее 0,005 мм.

77,49%-39,02%=38,47% - это содержание частиц фракции 0,05-0,01 мм.

39,02%-20,88%=18,14% - это содержание частиц фракции 0,01-0,005 мм.

20,88% - это содержание частиц фракции менее 0,005 мм.

Фракцию 0,1-0,05 мм находят как разницу между суммарным содержанием частиц фракций 0,05 – менее 0,005 мм и фракций более 0,1 мм, которые не прошли сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм.

100%-77,49%-2,83%=19,68% - это содержание фракции 0,1-0,05 мм.

Определение акустических и упругих характеристик грунта