Визначення щільності часток грунту

ПІКНОМЕТРИЧНИМ МЕТОДОМ

Щільність часток грунту (r_s) визначається відношенням маси часток грунту до їх об'єму. Щільність мінеральної частини гірських порід визначають головним чином пікнометричним методом (ГОСТ 5180–84).

Обладнання і матеріали

1) пікнометр місткістю 100 см³; 2) ваги технічні; 3) ступка з товкачем (фарфорова для піщаних і глинистих порід, агатова або яшмова для скальних і напівскальних); 4) сито з діаметром отворів 2 мм; 5) бюкси; 6) баня піщана; 7) сушильна шафа; 8) термометр; 9) дистильована вода.

Послідовність визначення

1. Зразок грунту в повітряно-сухому стані роздрібнюють у фарфоровій ступці, відбирають методом квартування середню пробу масою 100—200 г і просіюють крізь сито з сіткою № 2, залишок на ситі розтирають в ступці і просіюють крізь те ж сито.

2. З перемішаної середньої проби беруть навішування грунту з розрахунку 15 г на кожних 100 мл місткості пікнометра і висушують до постійної маси відповідно до вимог. Навішування заторфованого грунту або торфу слід відбирати з середньої проби із розрахунку 5 г сухого грунту на кожних 100 мл місткості пікнометра, яка в цьому випадку має бути не менше 200 мл

Допускається використовувати грунт в повітряно-сухому стані, визначивши його гігроскопічну вологість.

3. Дистильовану воду слід прокип'ятити протягом 1 год і зберігати в закупореному бутлі.

4. Пікнометр, наповнений на ¹/₃ дистильованою водою зважують. Потім через воронку всипають в нього висушену пробу грунту і знову зважують.

5. Пікнометр з водою і грунтом збовтують і ставлять кип'ятити на піщану баню. Тривалість спокійного кип'ятіння (з моменту початку кипіння) повинна складати: для пісків і супісків — 0,5 год., для суглинків і глин — 1 год.

6. Після кип'ятіння пікнометр слід охолодити і долити дистильованою водою до мірної риски на шийці, а якщо пікнометр з капіляром в пробці — до шийки пікнометра.

Пікнометр охолоджують до кімнатної температури у ванні з водою. Температуру пікнометра визначають по температурі води у ванні, вимірюваній з точністю до ± 0,5°С термометром, розташованим в середній частині ванни між пікнометрами.

7. Після охолоджування пікнометра необхідно поправити положення меніска води в нім, додаючи з капельниці дистильовану воду. У пікнометрі з мірною рискою низ меніска повинен збігатися з нею. Можливі краплі води вище риски видаляють фільтрувальним папером. Пікнометр з капіляром доливають приблизно до середини шийки пікнометра, закривають пробку і видаляють воду, що виступила з капіляра, фільтрувальним папером. Перевіряють відсутність бульбашок повітря під пробкою і при їх наявності знову доливають воду. Пікнометр витирають зовні і зважують.

8. Далі виливають вміст пікнометра, обполіскують його, наливають в нього дистильовану воду і витримують у ванні з водою при тій же температурі. Потім виконують операції, вказані в п. 7, і зважують пікнометр з водою.

9. Щільність часток грунту r_s, г/см³, обчислюють з точністю 0,001г/см³ по формулі:

де

m₀ — маса сухого грунту, г;

m₁ — масса пікнометра з водою і грунтом після кип'ятіння при температурі випробування, г;

m₂ — маса пікнометра з водою при тій же температурі, г;

r_w — щільність води при тій же температурі, г/см³.

Масу сухого грунту визначають як різницю результатів двох зважувань, виконаних по вказівках п. 4.

В разі використання грунту в повітряно-сухому стані т₀ обчислюють за формулою

де

т — маса проби повітряно-сухого грунту, г;

w_g — гігроскопічна вологість грунту %.

Розбіжність результатів між паралельними визначеннями допускається в межах до 0,02 г/см³.

Цифрові дані записують в журнал:

№№ п/п	Дата	Лабораторний номер зразка	Номер виробки	Глибина відбору зразка, м	Номер пікнометра

Маса, г	Температура води (гасу) °С	Щільність часток грунту rs, г/см3
пікнометра, заповненого водою (гасом) на 1/3 його ємкості	пікнометра, заповненого водою (гасом) на 1/3 його ємкості і грунтом	пікнометра з водою (гасом) і грунтом	пікнометра з водою (гасом)	сухо-го грун-ту	зразка	середня

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 3