Кимкина Михайловна - Инженерная геология. Методическое пособие

2. Содержимое каждого сита, начиная с крупного, перенести в ступку и до-полнительно обработать резиновым пес-тиком, после чего вновь просеять сквозь то же сито над листом бумаги. Мелкие и частицы, которые пройдут через сито, пе-ренести на следующее сито и продол-жать обработку до тех пор, пока от грунта не перестанут отделяться мелкие частицы.

3. Содержимое каждого сита и поддона высыпать в предварительно взвешенные Рис. 8. Комплект сит для фарфоровые чашечки или часовые стекла гранулометрического ана- и взвесить. Результаты взвешивания вы-лиза разить с точностью до 0,1 г и записать в рабочий журнал.

4. Для контроля сложить массы отдельных фракций и сравнить полученную сумму с первоначальной массой взятого для анализа образца. Расхождением до 0,5% можно пренебречь.

Журнал ситового анализа

Образец №

Масса пробы

Описание образца. Песок мелкоаернистый, белый, кварцевый, с включениями отдельным аравийных верен кварца

Метод двойного отмучивания (пылеватые грунты);

ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКИЙ АНАЛИЗ МЕТОДОМ ОТМУЧИВАНИЯ. Этот метод заключается в разделении грунта па фракции по скорости падения частиц, взвешенных в спокойной жидкости. зависимость между скоростью падения частиц в воде и их размером установлена А. Н. Сабаниным и Дж. Стоксом. По исследованиям А. Н. Сабапина, зависимость между диаметром частиц и скоростью их падения в воде характеризуется следующими данными:

Диаметр частиц, мм 0,05 0,01 0,005 0,001

Скорость падения частиц в воде, мм/е 0,2 (1 см аа 5 с) 0,02 (1 см за 50 с) 0,0046 (1 см за 36 мин) 0,00012 (1 см за 2 ч 24 мин)

Скорость падения частиц в воде V по Стоксу, определяется формулой

υ=2/9 gr 2(γ-γ w) /η

g-ускорение силы тяжести

r-радиус частиц

γ -плотность частиц

γ w-плотность воды

η -коэффициент вязкости воды

Пипеточный метод (глинистые грунты);

Этот метод анализа гранулометрического состава грунтов осно-ван на том же принципе различной скорости падения частиц в воде, что и описанный выше метод отмучивания. От последнего пипеточиый и метод отличается тем, что вместо многократных взмучивании и сли-вании суспензии в этом случае взмучивание производится всего один раз, а затем через определенные сроки с известной глубины пипеткой отбираются пробы. Предполагается, что в первый момент после взмучивания в каж-дом кубическом сантиметре суспензии будет содержаться одинаковое количество частиц различной величины. Через некоторое время Т вследствие различной скорости падения частиц разного размера они распределятся неравномерно, причем сверху до некоторой глубины h будут полностью отсутствовать частицы, падающие со скоростью больше h, так как к этому времени они опустятся глубже h. Следо-вательно, если через первые Т минут веять пипеткой с глубины h пробу суспензии, то в последней будут находиться частицы,, ско-1г рость падения которых меньше т,. Беря ряд таких проб через разные промежутки времени и учи-тывая определяемое формулой Стокса соотношение между скоростью падения частиц и их диаметром, можно установить содержание в анализируемом грунте частиц разных фракций. Описываемый метод применяется или в сочетании с методом отмучивания для анализа супесчаныу грунтов, или в качестве самостоятельного метода гранулометрического анализа для глинистых грунтов.

Применяя пипеточный анализ в качестве самостоятельного метода анализа глинистых грунтов, определяют содержание фракций 0,05—0,01 мм; 0,01—0,005 мм; 0,005—0,001 мм; меньше 0,001 мм. Пипеточиый анализ производится с по-мощью прибора (рис. 10), главную часть которого составляет пипетка У емкостью 25 смз. Пипетка закреплена в держателе 2 штатива 3, на котором нанесены миллимет-ровые деления. зажим может быть закре-плен на любом делении. На штатив наса-жена муфта 4, служащая упором для за-жима при опускании пипетки на ту или иную глубину. Верхний конец пипетки соединен с аспиратором 5 каучуковой труб-кой б, снабжеиной зажимом Мора 7. В кау-чуковую трубку б между пипеткой и аспира-тором включен стеклянный тройник 8 и на и и третий конец тройника надета каучуковая трубка 9 с зажимом Мора. Аспиратор сое-динен с бутылью при помощи каучуковой трубки У0 с зажимом. Для анализа рекомендуется применять пипетку с запаянным нижним коицом ствола, имеющим четыре боковых отверстия, через которые суспензия поступает внутрь пипетки. Конструкция пипетки должна обе-спечивать быстрый и точный отбор необхо-димого объема суспензии и возможность смывания небольшой струей воды частиц грунта, задерживающивсяна стенках пипетки.

Ареометрический метод (пылеватые и глинистые).

Физические свойства определяю состав и состояние грунта. К ним относятся: минеральный состав, гранулометрический состав, плотность (масса), влажность пористость.

Вводятся следующие условные обозначения:

М – масса грунта естественного сложения;

V – объем грунта;

mт – масса твердых частиц;

mв – масса воды в грунте;

mт+mв=M

Vт – объем твердых частиц;

Vп – объем пор в грунтах;

Vт+Vп=V

Vв – объем воды в грунтах.

Vп=Vв

Показатели плотности (массы) грунта

К показателям плотности (массы) грунта относятся: плотность влажного грунта, плотность сухого грунта, плотность твердых частиц грунта.

Плотностью грунта называется отношение массы грунта к его объему.

Плотность влажного грунта – это отношение массы всего грунта, включая воду в порах к объему всего грунта, включая объем пор.

ρ 0= (m т+m в) / (V т+V п) =M/V (1)

Для большей части грунтов (исключая илы, торф и др.) значения плотности грунта колеблются в пределах 1,5—2,2 г/см3, плотность относится к расчетным показателям свойств грунтов. Наиболее распространенным способом определения плотности песчано-глинистых связанных грунтов являются методы режущего кольца и гидростатического взвешивания.

Плотность сухого грунта – это отношение массы твердых частиц грунта, исключая воду в порах к массе сего грунта, включая объем пор.

ρ d=m т/ (V т+V п) =m т/V= ρ 0/ (1+We) (2)

Сравнивая формулы 1 и 2 можно сделать вывод о разнице значений по массе воды содержащейся в грунтах, т.е. вычислить влажность.