Лабораторная работа 2

Плотность грунта (ГОСТ 30416-96)

Плотность грунта характеризует масса единицы ее объема. Так как грунт является многофазной системой, состоящей из твердых (минеральных) частиц, воды и воздуха, то различают несколько пока­зателей: плотность минеральных частиц грунта, плотность влажного грунта, плотность сухого грунта.

Плотностью (объемной массой) влажного грунта называют отно­шение массы грунта ненарушенной структуры к объему этого грунта:

G

r = -------, г/см³,

V

Для определения плотности песчано-глинистых грунтов, их ес­тественной влажности к пористости образцы грунтов с ненарушенной структурой отбирают: для песчаных грунтов, а также глинистых не­крошащихся - с помощью режущего кольца, а для глинистых грунтов, которые нельзя взять в кольцо, - в виде монолита, который парафи­нируется.

Плотностью сухого грунта (объемной массой скелета) называют отношение массы твердых частиц, или массы абсолютно сухой породы Gs к объему этой породы при ее естественной пористости

Gs

rd = --------, г/см³

V

Плотностью минеральной части грунта (удельным весом) называ­ют отношение массы - твердых частиц Gs к объему этих частиц, т.е. к объему породы V за вычетом объема пор Vn:

Gs

rs = --------, г/см³

V

Плотность влажного грунта определяют взвешиванием образца и нахождением его объема. При методе режущего кольца объем грунта вычисляется по размерам кольца, при методе парафинирования - по способу вытеснения воды.

Плотность сухого грунта определяется путем высушивания образ­ца до постоянной массы при температуре 100 - 105⁰0.

Задание 1. Определение плотности влажного грунта методом режущих колец

Порядок выполнения анализа:

1. Режущее кольцо взвешивают на технических весах: измеряют высоту и диаметр кольца. Объем образца определяют по формуле

pd²h

V = --------

где h и d - высота и диаметр кольца, см.

2. На выравненную площадку монолита грунта ставится кольцо острым краем вниз и вдавливается в грунт. Кольцо с грунтом определяется от монолита, а свободные поверхности образца покрываются фильтровальной бумагой того же размера. Кольцо с грунтом взвешивается с точностью до 0,01 г.

3. Результаты опыта заносятся в журнал (табл. 3) и обрабатывают.

Таблица 3

Определение плотности методом режущих колец

Задание 2. Определение плотности минеральной части грунта с помощью пикнометра.

Порядок выполнения анализа:

1. Взвесить бюкс, пикнометр сухой и с водой, налитой до метки.

2. Растереть породу в ступке и просеять через сито диаметром 2 мм, оставшееся содержимое размолоть и снова просеять.

3. Взять просеянную пробу массой около 15 г, положить в бюкс и взвесить.

4. Высушить бюкс в сушильном шкафу до постоянной массы и ох­ладить в эксикаторе.

5. Пересыпать грунт в пикнометр к взвесить.

6. Залить пикнометр водой на половину объема и поставить на песчаную баню. Кипятить в течение 1 часа.

7. Охладить пикнометр, долить водой до метки и взвесить.

q

8. Вычислить плотность минеральной части по формуле r = ----------------- (табл. 4).

(q₁ + q – q₂)

Таблица 4

Определение плотности минеральной части грунта

Задание 3. Определение плотности сухого грунта.

Плотность сухого грунта может быть определена по результатам пикнометрических испытаний либо после определения плотности влаж­ного грунта к его влажности. Для этого используют следующие рас­четные формулы;

r

r_d = -------------, где W - влажность грунта, %;

1+0,01W

или

r

r_d = ------------------------.

g_вл + g_сух

1+------------------

g_сух - g_бюк