Лабораторная работа № 2
Определение плотности частиц грунта
Плотность частиц грунта – это отношение массы твердых частиц грунта к занимаемому ими объему.
- плотность частиц грунта, г/см3
m0 - масса частиц грунта, г
Vs - Объём частиц грунта, см3
Плотность частиц грунта зависит, главным образом от минералогического состава данного грунта и изменяется в узких пределах. Значения rs для различных грунтов могут изменяться в следующих пределах:
Пески - 2,64-2,66;
Супеси - 2,68-2,70;
Суглинки - 2,70-2,72;
Глины - 2,74-2,76 г/см3.
Плотность частиц грунта определяют с помощью пикнометрического метода (ГОСТ 51814-78). При определении rs незасоленных грунтов применяют дистиллированную воду, засоленных – керосин, толуол. Учитывая, что адсорбированный на поверхности грунтовых частиц воздух при помещении грунта в жидкость может удаляться не полностью, уменьшая значения rs, грунт предварительно кипятят в дистиллированной воде.
Необходимое оборудование: пикнометры вместимостью не менее 100 см3, воронка, капельница, дистиллированная вода, фильтровальная бумага, сито с отверстиями 2 мм, песчаная или водяная баня, технические весы с разновесом, сушильный шкаф, эксикатор.
Методика определения rs для засоленных грунтов (ГОСТ 5181-78)
1. Образец грунта довести до воздушно – сухого состояния и методом квартования отобрать пробу массой 100 г, просеяв ее через сито с диаметром отверстия 2 мм. Остаток на сите раздробить в фарфоровой ступке и соединить с грунтом, просеянным через сито, тщательно перемешав всю массу. Пробу грунта высушить в сушильном шкафу до постоянного веса, при температуре 105оС.
2. Взвесить сухой чистый пикнометр (m1,г).
3. Из полученной пробы взять навеску грунта массой 15-20 г. на каждые 100 см3 емкости мерной колбы – пикнометра.
4. Навеску грунта через воронку осторожно засыпают в пикнометр и определяют массу пикнометра с грунтом (м2, г)
5. Налить в пикнометр до половины его объема дистиллированную воду, грунт с водой сболтать и прокипятить на песчаной бане для удаления адсорбированного воздуха и диспергирования агрегатов глинистого грунта (в течение 30 минут для песков и 60 минут для глин). Наличие грунтовых частиц на внутренней стенке пикнометра выше уровня воды не допускается.
6. Остудить пикнометр до комнатной температуры и долить до мерной черты дистиллированную воду (на шейке пикнометра по нижнему краю мениска) капельницей. Протереть снаружи пикнометр фильтровальной бумагой и взвесить (m3, г). Наружная поверхность пикнометра и внутренняя поверхность его шейки должны быть чистыми и сухими.
7. Пикнометр опорожнить, промыть, залить дистиллированной водой до мерной черты, протереть фильтровальной бумагой и взвесить (m4, г).
8. Вылить воду из пикнометра и поставить сушить на подставку.
Определить плотность частиц грунта ρs
ρω – плотность воды, равная 1 г/см3.
9. Параллельно проводят не менее двух определений. Расхождения в результатах более 0,02 г/см3 не допускаются. За величину принимается среднее арифметическое значение.
Если грунт засолен или содержит растворимые в воде минералы, то дистиллированную воду заменяют на керосин, а удаление воздуха из пикнометра выполняют вакууммированием в течении одного часа до прекращения выделения пузырьков газа (ГОСТ 5181-64).
Примечание: Студенты выполняют работу с чистым, высушенным песком средней крупности для исключения процесса кипячения (ограничиться взбалтыванием в течение 1……..2 мин.).