Определение гранулометрического (зернового) состава грунтов ареометрическим методом
Примечание - Гранулометрический (зерновой) состав грунтов ареометрическим методом проводят путем измерения плотности суспензии ареометром в процессе ее отстаивания.
Аппаратура, оборудование, материалы и реактивы
4.3.1.1 Для определения гранулометрического (зернового) состава грунтов необходимы следующие аппаратура, оборудование, материалы и реактивы:
- ареометр со шкалой 0,995 - 1 - 1,030 и ценой деления 0,001 (рисунок 1);
- набор сит с поддоном; сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1,0; 0,5; 0,25; 0,1 мм;
- весы по ГОСТ 24104;
- ступка и пест фарфоровые по ГОСТ 9147;
- пестик по ГОСТ 9147 с резиновым наконечником;
- чашка фарфоровая по ГОСТ 9147;
- эксикатор с силикагель-индикатором по ГОСТ 8984;
- шкаф сушильный;
- колба коническая плоскодонная вместимостью 500 см 
;
- воронки диаметром порядка 4 и 14 см по ГОСТ 25336;
- цилиндр мерный вместимостью 1 л и диаметром (60±2) мм;
- термометр с погрешностью до 0,5°С по ГОСТ 28498;
- мешалка для взбалтывания суспензии;
- секундомер;
- промывалка;
- пипетка на 25 мл;
- обратный холодильник;
- 25%-ный раствор аммиака по ГОСТ 3760-79;
- 4%-ный или 6,7%-ный пирофосфорнокислый натрий по ГОСТ 342;
- баня песчаная.
Подготовка к испытанию
4.3.2.1 Подготовляют, отбирают и взвешивают пробу грунта, руководствуясь 4.2.3.1.1.
Навеску грунта просеивают сквозь набор сит с размером отверстий 10; 5; 2; 1 мм с поддоном (см. 4.2.3.1.2).
|
|
|
Примечание - Если в образце нет крупных частиц, просеивание сквозь сито с размером отверстий 2 мм и более не проводят.
Взвешивают фракции грунта, задержавшиеся на ситах и прошедшие в поддон.
Рисунок 1
Из органо-минеральных грунтов следует отбирать пробу грунта с естественной влажностью и структурой (см. 4.1.8), соответственно увеличив пробу.
4.3.2.2 Отбирают методом квартования по ГОСТ 8735 среднюю пробу из грунта, прошедшего сквозь сито с размером отверстий 1 мм, и взвешивают ее. Масса средней пробы должна быть около 30 г.
Одновременно с взятием средней пробы для определения гранулометрического состава отбирают пробы грунта массой не менее 15 г каждая для определения гигроскопической или природной влажности и плотности частиц грунта по ГОСТ 5180.
4.3.2.3 В колбу емкостью 500 см переносят навеску грунта, доливают 200 см дистиллированной воды, добавляют в получившуюся суспензию 1 см 25% раствора аммиака. Колбу следует закрыть пробкой с обратным холодильником или воронкой диаметром 4-5 см и кипятить суспензию в течение 30 минут - для супесей (песков) и 1 ч - для суглинков, глин (кипячение не должно быть бурным). После кипячения необходимо охладить суспензию до комнатной температуры.
|
|
|
4.3.2.4 Охлажденную до комнатной температуры суспензию необходимо слить в стеклянный цилиндр вместимостью 1 л сквозь сито с размером отверстий 0,1 мм, помещенное в воронку диаметром приблизительно 14 см. Оставшиеся на внутренней поверхности колбы частицы грунта следует тщательно смыть дистиллированной водой из промывалки на поверхность сита. Во избежание коагуляции в грунтовую суспензию в качестве стабилизатора добавляется 5 см 4%-ного или 6,7%-ного пирофосфорнокислого натрия: 4%-ного - из расчета на безводный пирофосфорнокислый натрий ( 
); 6,7% - из расчета на водный пирофосфорнокислый натрий ( 
).
4.3.2.5 Задержавшиеся на сите частицы и агрегаты грунта смывают струей воды в фарфоровую чашку, где их тщательно растирают пестиком с резиновым наконечником или пальцем в тонком резиновом чехле. Сливают образовавшуюся в чашке взвесь в цилиндр сквозь сито размером отверстий 0,1 мм. Растирание осадка в чашке и сливание взвеси сквозь сито в цилиндр следует продолжать до полного осветления воды над частицами, оставшимися на дне чашки. Уровень воды в цилиндре не должен превышать отметку 1000 см .
|
|
|
4.3.2.6 Частицы грунта, задержавшиеся на сите, тщательно смывают водой из промывалки в фарфоровую чашку, выпаривают на песчаной бане, высушивают в сушильном шкафу при (105±5)°С. Если грунт органический, сушку проводят при температуре (70±5)°С до постоянной массы.
4.3.2.7 Высушенные до постоянной массы частицы грунта просеивают сквозь сита размером отверстий 0,5; 0,25 и 0,1 мм.
4.3.2.8 Частицы грунта, прошедшие сквозь сито размером отверстий 0,1 мм, следует перенести в цилиндр с суспензией.
Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, взвешивают.
Суспензию в мерном цилиндре доводят до объема 1000 см .
Проведение испытания
4.3.3.1 Суспензию взбалтывают мешалкой в течение 1 мин на всю глубину до полного взмучивания осадка со дна цилиндра, не допуская выплескивания суспензии и вспенивания.
4.3.3.2 Определяют по таблице 3 время взятия отсчета по ареометру после окончания взбалтывания суспензии. Затем за 10-12 с до замера плотности суспензии следует осторожно опустить в нее ареометр, который должен свободно плавать, не касаясь стенок и дна цилиндра, и взять отсчет по ареометру 
. Продолжительность взятия отсчета по ареометру должна быть не более 10 с.
|
|
|
Таблица 3 - Время взятия отсчета по ареометру
| Диаметр фракций зерен грунта, мм | Время от конца взбалтывания суспензии до замера ее плотности |
| Менее 0,05 | 1 мин |
| Более 0,01 | 30 мин |
| Более 0,002 | 11 ч |
Примечание - Для удобства работы с ареометром и расчетов следует брать упрощенные отсчеты, т.е. в отсчете плотности суспензии на шкале ареометра отбросить единицу и перенести запятую на три знака вправо: в этом случае тысячные деления будут представлять собой целые числа, а десятитысячные, которые берут на глаз, - десятые.
4.3.3.3 Контроль за температурой суспензии необходимо осуществлять замером температуры с погрешностью до 0,5°С в течение первых 5 мин (до начала опыта) и затем после каждого замера плотности суспензии ареометром. При температуре, отличающейся от 20°С, к отсчетам по ареометру, следует внести температурную поправку, определяемую по таблице 4.
Таблица 4 - Поправки к отсчету по ареометру
| Температура суспензии, °С | Поправки к отсчету по ареометру
|
| 10,0 | -1,2 |
| 10,5 | -1,2 |
| 11,0 | -1,2 |
| 11,5 | -1,1 |
| 12,0 | -1,1 |
| 12,5 | -1,0 |
| 13,0 | -1,0 |
| 13,5 | -0,9 |
| 14,0 | -0,9 |
| 14,5 | -0,8 |
| 15,0 | -0,8 |
| 15,5 | -0,7 |
| 16,0 | -0,6 |
| 16,5 | -0,6 |
| 17,0 | -0,5 |
| 17,5 | -0,4 |
| 18,0 | -0,3 |
| 18,5 | -0,3 |
| 19,0 | -0,2 |
| 19,5 | -0,1 |
| 20,0 | 0,0 |
| 20,5 | +0,1 |
| 21,0 | +0,2 |
| 21,5 | +0,3 |
| 22,0 | +0,4 |
| 22,5 | +0,5 |
| 23,0 | +0,6 |
| 23,5 | +0,7 |
| 24,0 | +0,8 |
| 24,5 | +0,9 |
| 25,0 | +1,0 |
| 25,5 | +1,1 |
| 26,0 | +1,3 |
| 26,5 | +1,4 |
| 27,0 | +1,5 |
| 27,5 | +1,6 |
| 28,0 | +1,8 |
| 28,5 | +1,9 |
| 29,0 | +2,1 |
| 29,5 | +2,2 |
| 30,0 | +2,3 |
4.3.3.4 В отсчеты плотности суспензии необходимо внести поправки на нулевое показание ареометра, высоту мениска (если ареометр тарирован по нижнему мениску) и диспергатор в соответствии с приложением Б.
Обработка результатов
4.3.4.1 Процентное содержание фракций грунта размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1 мм следует вычислить по формуле (1).
4.3.4.2 Массу абсолютно сухой средней пробы грунта 
, г, вычисляют с учетом поправки на гигроскопическую влажность при анализе воздушно-сухих образцов по формуле (2):
, (2)
где 
- масса средней пробы грунта в воздушно-сухом состоянии (или природной влажности), г;
- гигроскопическая (или природная) влажность, %.
4.3.4.3 Содержание фракций грунта размером более 0,5; 0,25 мм и 0,1 мм 
, %, вычисляют по формуле (3):
, (3)
где 
- масса данной фракции грунта, высушенной до постоянной массы, г;
- масса абсолютно сухой средней пробы грунта (взятой для ареометра), г;
- суммарное содержание фракции грунта размером более 1,0 мм, %.
4.3.4.4 По данным каждого замера ареометром вычисляют суммарное содержание всех фракций грунта менее данного диаметра грунта , %, по формуле (4):
, (4)*
где 
- показания ареометра с поправками;
- плотность частиц грунта, г/см ;
- плотность воды, равная 1 г/см ;
- масса абсолютно сухой средней пробы грунта, г;
- суммарное содержание фракции грунта размером более 1,0 мм, %.*
_______________
* Формула и экспликация к ней соответствуют оригиналу. - Примечание изготовителя базы данных.
4.3.4.5 Определив суммарное процентное содержание фракций грунта с помощью ареометра, вычисляют процентное содержание каждой фракции грунта.
4.3.4.6 Содержание фракций от 0,05 до 0,01 мм вычисляют по разности между процентным содержанием фракций менее 0,05 мм и менее 0,01 мм.
Аналогично вычисляют процентное содержание фракций грунта 0,01-0,002 мм и 0,002-0,001 мм.
Результаты анализа надлежит регистрировать в журнале (см. приложение А), в котором указывают процентное содержание в грунте фракций размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,1; 0,1-0,05; 0,05-0,01; 0,01-0,002 и менее 0,002 мм, а также методы подготовки грунта к анализу.
Результаты анализа необходимо сопровождать указанием процентного содержания гигроскопической влажности и химического вещества, примененного для стабилизации суспензии.
Дата добавления: 2018-09-23; просмотров: 779; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!