Физические характеристики грунтов

Знание физических свойств грунтов позволяет определить их состояние и спрогнозировать возможное изменение этого состояния под влиянием различных физико-геологических и техногенных факторов. Физическое состояние грунтов устанавливается по основным физическим характеристикам (плотность грунта, плотность частиц, природная влажность грунта), которые определяются лабораторным путем.

Определение плотности частиц грунта r_S

Плотностью частиц грунта r_S называют отношение массы сухого грунта, исключая массу воды в его порах, к объему твердой части этого грунта:

r_S = (m - m_В) V_T

где r_S – плотность частиц грунта [г/см³; кг/м³; т/м³], m_В – массы воды в порах грунта в г,

V_T – объем твердой части грунта в см³.

Плотность частиц грунта изменяется для всех горных пород в небольших пределах от

2,61 до 2,75 г/см³ и для каждой генетической разности породы определяется только ее

минералогическим составом.

Принадлежности:

Пикнометр ПЖ2-50

Образец грунта

Электронные весы A&D ЕК 610 I

Фильтровальная бумага, щипцы.

Аквадистиллятор ДЭ-4-02 «ЭМО»

Электроплитка с песчаной баней.

Порядок выполнения работы:

Для определения плотности частиц необходимо подготовить навеску грунта (10 – 15 г). С этой целью образец исследуемого грунта, высушенного при температуре 105^оС до постоянного веса, растирают в ступе и просеивают сквозь сито с размерами ячеек 1 мм. Вес частиц определяется взвешиванием на технических весах.

Объем частиц грунта определяется с использованием пикнометрической колбы, выполненной из жаропрочного стекла и тарированной по объему. Для этого, записав номер пикнометра и температуру дистиллированной воды, наполняют водой пикнометр до мерной риски колбы строго по нижнему краю мениска, используя для этого пипетку. Фильтровальной бумагой тщательно удаляют капли воды снаружи и внутри пикнометра выше мерной риски. Пикнометр с водой взвешивают. Затем отливают чуть больше половины воды и через сухую воронку засыпают в пикнометр подготовленную навеску грунта. Полученную смесь воды и грунта взбалтывают таким образом, чтобы внутренние стенки колбы оказались свободны от частиц грунта. Пикнометр с водой и грунтом ставят на песчаную баню и кипятят для удаления воздуха, защемленного в замкнутых порах грунта, не допуская разбрызгивания. Для песков и супесей кипячение продолжается 30 минут, для суглинков и глин – 1 час.

Учитывая, что плотность воды существенно зависит от её температуры, после кипячения суспензию охлаждают до начальной температуры с точностью до 0,5^оС. Доливают воду в пикнометр до мерной риски, тщательно обтирают его фильтрованной бумагой и взвешивают.