Определение плотности частиц грунта

ПИКНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

Плотность частиц грунта (r_s) определяется отношением массы частиц грунта к их объему. Плотность минеральной части горных пород определяют главным образом пикнометрическим методом (ГОСТ 5180–84).

Оборудование и материалы

1) пикнометр вместимостью 100 см³; 2) весы технические; 3) ступка с пестиком (фарфоровая для песчаных и глинистых пород, агатовая или яшмовая для скальных и полускальных); 4) сито с диаметром отверстий 2 мм; 5) бюксы; 6) баня песчаная; 7) сушильный шкаф; 8) термометр; 9) дистиллированную воду.

Последовательность определения

1. Образец грунта в воздушно-сухом состоянии размельчают в фарфоровой ступке, отбирают методом квартования среднюю пробу массой 100—200 г и просеивают сквозь сито с сеткой № 2, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.

2. Из перемешанной средней пробы берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями. Навеску заторфованного грунта или торфа следует отбирать из средней пробы из расчета 5 г сухого грунта на каждые 100 мл емкости пикнометра, которая в этом случае должна быть не менее 200 мл.

Допускается использовать грунт в воздушно-сухом состоянии, определив его гигроскопическую влажность.

3. Дистиллированную воду следует прокипятить в течение 1 ч и хранить в закупоренной бутыли.

4. Пикнометр, наполненный на ¹/₃ дистиллированной водой, взвешивают. Затем через воронку всыпают в него высушенную пробу грунта и снова взвешивают.

5. Пикнометр с водой и грунтом взбалтывают и ставят кипятить на песчаную баню. Продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей — 0,5 ч, для суглинков и глин — 1 ч.

6. После кипячения пикнометр следует охладить и долить дистиллированной водой до мерной риски на горлышке, а если пикнометр с капилляром в пробке — до шейки пикнометра.

Пикнометр охлаждают до комнатной температуры в ванне с водой. Температуру пикнометра определяют по температуре воды в ванне, измеряемой с точностью до ± 0,5°С термометром, расположенным в средней части ванны между пикнометрами.

7. После охлаждения пикнометра следует поправить положение мениска воды в нем, добавляя из капельницы дистиллированную воду. В пикнометре с мерной риской низ мениска должен совпадать с ней. Возможные капли воды выше риски удаляют фильтровальной бумагой. Пикнометр с капилляром доливают примерно до середины шейки пикнометра, закрывают пробку и удаляют выступившую из капилляра воду фильтровальной бумагой. Проверяют отсутствие пузырьков воздуха под пробкой и при их наличии вновь доливают воду. Пикнометр вытирают снаружи и взвешивают.

8. Далее выливают содержимое пикнометра, ополаскивают его, наливают в него дистиллированную воду и выдерживают в ванне с водой при той же температуре. Затем выполняют операции, указанные в п. 7, и взвешивают пикнометр с водой.

9. Плотность частиц грунта r_s, г/см³, вычисляют с точностью 0,001г/см³ по формуле:

где

m₀ — масса сухого грунта, г;

m₁ —масса пикнометра с водой и грунтом после кипячения при температуре испытания, г;

m₂ — масса пикнометра с водой при той же температуре, г;

r_w — плотность воды при той же температуре, г/см³.

Массу сухого грунта определяют как разность результатов двух взвешиваний, выполненных по указаниям п. 4.

В случае использования грунта в воздушно-сухом состоянии т₀ вычисляют по формуле

где

т — масса пробы воздушно-сухого грунта, г;

w_g— гигроскопическая влажность грунта, %.

Расхождение результатов между параллельными определениями допускается в пределах до 0,02 г/см³.

Цифровые данные записывают в журнал:

№№ п/п	Дата	Лабораторный номер образца	Номер выработки	Глубина отбора образца, м	Номер пикнометра

Масса, г	Температура воды, (керосина), °С	Плотность частиц грунта rs, г/см3
пикнометра, заполненного водой (керосином) на 1/3 его емкости	пикнометра, заполненного водой (керосином) на 1/3 его емкости и грунтом	пикнометра с водой (керосином) и грунтом	пикнометра с водой (керосином)	сухого грунта	образца	средняя

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 3