1 − Диск з перфорованим дінцем; 2, 8 − гвинти; 3 − металеве кільце; 4 − насадка;5 − поршень; 6 − з’єднувальна дужка; 7 − індикатор-месура; 9 — ванночка;10 − кришка до кільця

Визначення усадки ґрунту. Усадку визначають за величиною лінійної або об’ємної усадки та вологості, за якої припиняється усадка.

Хід роботи. Повітряно-сухий зразок ґрунту подрібнюють у ступці товкачиком з гумовим наконечником і просіюють крізь сито 0,5–1 мм. Підготовлений зразок змішують з водою до консистенції, яка відповідає верхній межі пластичності, і витримують протягом доби в закритій посудині над водою (для повного набухання). Перевіривши конусом Васильєва відповідність зволоженості верхній межі пластичності, сирий ґрунт кладуть у металеву або з органічного скла прямокутну формочку розміром 5х3х2 см, змазавши стінки тонким шаром вазеліну (можна використовувати кришки від алюмінієвих бюксів). Поверхню ґрунту у формочці ретельно вирівнюють і роблять неглибокі діагональні канавки. Після цього ґрунт висушують на повітрі. Підсихаючи, ґрунт стискається і відстає від стінок формочки. Ґрунт виймають з формочки, фільтрувальним папером обережно знімають з його поверхні вазелін, кладуть ґрунт у сушильну шафу і висушують при температурі 105^оС до постійної маси.

Вимірюють об’єм формочки та довжину діагоналей сирого та сухого зразків ґрунту. Об’єм сухого зразка визначають методом гідростатичного зважування. Усадку обчислюють за формулами:

l_y=

V_y =

W_y = ,

де l_y – лінійна усадка, %; V_y – об’ємна усадка, %; W_y – вологість усадки, %; l₁ – довжина діагоналей сирого ґрунту (діагоналей формочки), см; l₂ – довжина діагоналей ґрунту після усадки, см; V₁ – початковий об’єм ґрунту(об’єм формочки), см³; V₂ – об’єм ґрунту після усадки, см³; W₁ – вологість, яка відповідає верхній межі пластичності, %; Р – маса сухого ґрунту після усадки, г.

Визначення твердості. Кількісно вона може бути виміряна величиною сили, яку треба затратити для введення в ґрунт плунжера (кульки, циліндра, конуса і т. д.). Вимірюється твердість у кг/см² або кПа за допомогою твердометрів, які розподіляються за принципом заглиблення у грунт на ударні та безперервні. До першого типу відносяться конструкції Желєзнова, Захарова, Волкова та ін., другого - Горячкіна, Качинського (рис. 4), Ревякіна, Голубєва та ін.

Рис. 4 – Твердомір конструкції Н.А. Качинського: 1 – сталевий корпус приладу, 2 – плунжер, 3 – шкала, 4 – рухоме кільце (покажчик), 5 – клямка

Найпоширенішим є метод визначення твердості ґрунту за допомогою твердоміра Ревякіна (рис. 5).

Хід визначення твердості ґрунту твердоміром Ю.Ю. Ревякіна (рис. 5). Основною робочою частиною твердоміра служить плунжер, нагвинчений на нижній кінець штока, який за допомогою рукоятки крізь вимірювану пружину втискується у досліджуваний ґрунт. При цьому вимірювальна пружина стискується пропорційно величині опору ґрунту зминання. Характер заглиблення плунжера різко змінюється, коли він досягає підґрунтя, підорної підошви, дна борозни, або зустрічає каміння, корені дерев’янистих рослин, щільні брили чи пустоти в горизонтах ґрунту.

Рис.5. – Схема твердоміра Ревякіна: 1 – ручка, 2 – пружина, 3 – штанга, 4 – наконечник

Твердомір має самописець для записів вимірювання величин зв’язаності ґрунту. Можлива довжина ортогональної діаграми 30 см відповідає робочому ходу штока у глибину. При цьому абсциса діаграми безпосередньо відповідає сантиметрам глибини ґрунтових горизонтів, а ордината – величині стискання пружини в мм.

Для отримання величини опору ґрунту Р₁ кг на плунжер у кожному горизонті його занурення (1, 5, 10, 15, 20, 25 і 30 см) потрібно виміряти в мм відповідну даному горизонту ординату діаграми (h) і помножити її величину на калібр вимірювальної пружини (n) кг/мм. Тоді загальний опір ґрунту на плунжер буде дорівнювати Р₁ = h · n, а твердість ґрунту відповідно:

Т= ,

де Р₁ — опір ґрунту на плунжер, кг; S — площа плунжера, см².

Оцінку твердості грунту проводять згідно шкали, запропонованої Н.А. Качинським (табл. 2).

Таблиця 2 – Шкала твердості ґрунту за Н.А. Качинським

Твердість ґрунту		Стан ґрунту
кг/см2	кПа
<10 10—20 20—30 30—50 50—100 >100	<1,0 1,0—2,0 2,0—3,0 3,0—5,0 5,0—10,0 >10,0	Пухкий Середньопухкий (пухкуватий) Ущільнений Щільний Дуже щільний Злитий