Лабораторная работа № 4

Определение типа и вида песчаного грунта.

Грунты состоят из отдельных частиц различной крупности, формы, минералогического состава. Группу частиц с диаметром определенного состава называют фракцией. По фракционному составу грунты делятся на:

Название группы	Размер частиц, мм
Галечные (щебенистые)	100-20
Гравийные (дресвяные)	20-2
Песчаные	2-0,05
Пылеватые	0,05-0,005
Глинистые	‹0,005

Грунты, как правило, являются полидисперсными системами и состоят из фракций различного состава. Гранулометрический состав грунта определяется содержанием частиц по крупности, отнесенной к общей массе сухого грунта и выраженной в процентах.

Методы определения гранулометрического состава грунтов приведены в таблице:

Таблица 4.1

Наименование грунтов	Метод анализа
Песчаные при выделении зерен крупностью
10-0,5 мм	Ситовой без промывки водой
10-0.1 мм	Ситовой с промывкой водой
Пылевато-глинистые	Ареометрический
	Пипеточный
	Рутковского-Сабанина

Гранулометрический состав грунта определяют согласно ГОСТ 12536-79.

Пробу грунта для анализа отбирают методом квартования. Распределяют грунт, высушенный до воздушно-сухого состояния по листу фанеры, проводят ножом борозды в продольном и поперечном направлениях разделяя грунт на квадраты и отбирают для пробы грунт равномерно из каждого квадрата. Масса средней пробы составляет:

· для песков мелко и среднезернистых 100 г;

· для песков крупнозернистых 500 г;

· для песков с галькой и гравием до 10% 1000 г;

· для песков с гравием и галькой 10-30% 2000 г;

· для песков с гравием и галькой более 30% 3000 г;

· для крупнообломочных пород 5 кг и более

Определение гранулометрического состава песчаных грунтов выполняют ситовым методом в двух вариантах:

1. При малом содержании пылеватых и глинистых частиц – ситовым методом без промывки водой;

2. При большом содержании пылевато-глинистых частиц – с промывкой водой.

В учебных целях определение гранулометрического состава песчаных грунтов выполняется с использованием мелко - и среднезернистых песков практически без содержания пылеватых и глинистых фракций.

Необходимое оборудование: технические весы с разновесами, шпатель, набор стандартных сит 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм с поддоном, чашечки d 8-10 см (количество – по количеству фракций), резиновый пестик с фарфоровой ступкой.

Методика выполнения работ:

1. Образец мелко и среднезернистого чистого песка довести до воздушно-сухого состояния и методом квартования отобрать пробу массой 150 г.

2. Из полученной пробы взять навеску грунта с точной массой 100 г. Сита расположить вертикальной колонкой так, чтобы диаметры отверстий их уменьшались сверху вниз 10-0,1 мм и заканчивались поддоном. На верхнее сито высыпать подготовленную навеску грунта.

3. Верхнее сито закрыть крышкой и легкими круговыми движениями в течение 3 минут просеять грунт через набор сит. В результате просеивания проба грунта разделяется на фракции: на верхнем сите › 10 мм; на следующем 5-10 мм; ниже 2-5 мм; и т.д. На поддоне остается фракция ‹ 0,1 мм.

4. Содержание каждого сита и поддона высыпать в заранее пронумерованные и взвешенные чашечки и взвесить. Полученный результат (после вычитания массы чашек) выразить в % к массе всей навески и занести в журнал. Расхождения между массой навески и суммой масс всех фракций более 1% не допускается. Невязку распределить пропорционально массе фракций.

5. Последовательным суммированием в процентах определить массу частиц крупнее 2; 0,5; 0,25 и 0,1 мм. Тип песка по крупности установить по его гранулометрическому составу:

Песок гравелистый - масса частиц крупнее 2 мм › 25%

Песок крупнозернистый - масса частиц крупнее 0,5 мм › 50%

Песок среднезернистый - масса частиц крупнее 0,25 мм › 50%

Песок мелкозернистый - масса частиц крупнее 0,1 мм › 75%

Песок пылеватый - масса частиц крупнее 0,1 мм ‹ 75%

Примечание: Тип песка определяется по первому удовлетворяющему признаку (сверху вниз).

Определение полного наименования песка

Методика определений:

1. По данным гранулометрического состава последовательным суммированием процентов определить массу частиц менее 0,1; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0; 5,0; 10 мм и построят суммарную (интегральную) кривую гранулометрического состава грунта в полулогарифмическом масштабе.

2. С помощью суммарной (интегральной) кривой найти действующий диаметр d₁₀ и диаметр шестидесяти d₆₀. Рассчитать коэффициент неоднородности:

d₆₀ и d₁₀ – диаметр частиц, соответствующий 60% и 10% содержанию их в пробе.

Песчаные грунты называются однородными, если ‹ 3 и неоднородными при ≥3.

Подразделение зернистых грунтов по плотности сложения и степени влажности приведено в таблицах (ГОСТ 25100-82).

Таблица 4,2

Подразделение песчаных грунтов по плотности сложения

Песок	Плотность сложения
Плотный	Средней плотности	Рыхлый
Гравелистый, крупный и средней крупности   Мелкий   Пылеватый	e < 0.55   e < 0.6   e < 0.6	0.55 ≤e≤ 0.7   0.6 ≤e≤ 0.75   0.6 ≤ e ≤ 0.8	e › 0.7   e › 0.75   e › 0.8

Таблица 4,3

Подразделение крупнообломочных и песчаных грунтов

по степеням важности

Грунт	Степень влажности
Маловлажный Влажный Насыщенный водой	0 < Sr ≤ 0.5 0.5 < Sr≤ 0.8 0.8 < Sr ≤ 1

Примечание: С целью расширения диапазона фракционного состава раздаточного учебного материала возможно использование грунтов, содержащих пылевато–глинистые частицы. При этом определение гранулометрического состава грунтов ведут с промывкой водой по следующей методике.

Взвешенную среднюю пробу воздушно-сухого грунта замачивают водой в фарфоровой чашке с добавлением 5 см³ 5% раствора аммиака. Через 10 – 15 минут пробу растирают резиновым пестиком и доливают слоем воды 30-40 мм. Суспензию взмучивают, дают отстояться 10-15 с., после чего сливают через сито 0,1 mm. Взмучивание и сливание производят до полного просветления воды. Частицы, оставшиеся на сите, сливают обратно в чашку, а промытую пробу песка высушивают и определяют ее гранулометрический состав по методике, приведенной выше. Процентное содержание каждой фракции на данном сите X вычисляют до одного десятичного знака:

, где

m₀ – масса остатка на сите, г.

m – первоначальная масса пробы грунта, г.

Для контроля суммируют массу песчаных фракций и массу пылеватых и глинистых фракций. Расхождение не должно превышать 1%. Потери грунта разносятся по фракциям, пропорционально их массам.

Если содержание частиц грунта ‹ 0,1 мм превышает 10% в пробе, то разделение их на фракции выполняется пипеточным, ареометрическим способами или методом Сабанина.