Определение плотности частиц грунта (ГОСТ 5180-84 (2005))

Плотностью частиц грунта (удельным весом) называется отношение массы сухого грунта к объему твердой части этого грунта:

, г/см³

где - масса сухого грунта, г;

- объем твердой части этого грунта, см³.

Плотность частиц грунта характеризуется его минералогическим составом и является для конкретного образца величиной постоянной, не зависящей от плотности сложения и влажности.

Плотность частиц грунта определяют пикнометрическим методом с помощью специальных мерных колб (пикнометров) вместимостью не менее 100 см³.

Точность определения массы грунта и пикнометра 0,01 г. Для каждого образца грунта производят параллельно два определения. Расхождение в определениях более чем 0,02 г/см³ не допускается.

Необходимое оборудование

1. Технические весы с разновесами.

2. Пикнометр вместимостью не менее 100 см³.

3. Капельница с пипеткой.

4. Термометр со шкалой 0-50 °С.

5. Фарфоровая ступка с пестиком.

6. Сито с сеткой № 2 с размером отверстий 2 мм.

7. Дистиллированная вода.

8. Фильтровальная бумага.

Методика 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 см³ емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы.

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

4. 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.

5. 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.

6. 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.

7. 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. 6, и взвешивают пикнометр с водой.

Результаты измерений заносятся в журнал лабораторных испытаний.

№ опыта	Масса пикнометра, г	Плотность частиц грунта , г/см3
	пустого,	с грунтом,	с грунтом и водой,	с водой,	из опыта	средняя

Плотность частиц грунта r_s, г/см³, вычисляют по формуле

,

где r_w - плотность воды, г/см³.

Плотность частиц грунта зависит от минералогического состава. Для ориентировочных подсчетов можно принимать значения плотности, приведенные в таблице 4.

Таблица 4

Наименование грунта	Плотность , г/см3
Пески Супеси Суглинки Глина Лессовидные суглинки	2,66 2,70 2,71 2,74 2,68