ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДА ГРУНТА

Ареометрическим методом (ГОСТ 12536 - 79) определяют грануло-метрический состав грунта, содержащего частицы диаметром менее 0,25мм. Этот же метод применяют при полном грану­лометрическом анализе, но для фракций, оставшихся на под­доне после просеивания грунта в комплекте сит 10,00 - 0,10мм.

Ареометр (рис. 7.1), предназначенный для определения плотности суспензии, представляет собой запаянную стеклянную трубку с расширенной нижней частью – луковицей, в которой находится груз (дробь, залитая сургучом или мастикой). Груз обеспечивает сохранение вертикального положения ареометра в плавающем состоянии. В верхнюю узкую часть ареометра (стержень) вставлена шкала с нанесенными значениями плотности. Отмечая по шкале глубину погружения ареометра, определяют плотность суспензии. Ареометр рассчитан на измерение плотностей суспензии от 0,995 до 1,030г/см³. Деления шкалы нанесены с точностью до 0,001, а отсчеты производятся на глаз с точностью до 0,0002. Для удобства работы с ареометром следует использовать упрощенный отсчет R, отбрасывая единицу и перенося запятую на три знака вправо. Например, отсчет по ареометру ρ_с=1,0164 условно может быть представлен в виде R =16,4. Тогда плотность суспензии (г/см³) при упрощенном отсчете составит:

. (7.1)

 

Рис. 7.1. Ареометр для определения плотности суспензии	Рис. 7.2. К определению поправки b

Упрощенный отсчет исправляют тремя поправками:

1) поправкой ±а на точность установки шкалы в ареометре при его изготовлении; учитывается возможное несовпадение показания шкалы ареометра с действительной плотностью суспензии; величина ±а определяется путем погружения ареометра в чистую дистиллированную воду температурой 20⁰С; поправка ±а постоянна для данного ареометра;

2) поправкой +b на учет возвышения края мениска над действительным уровнем поверхности суспензии (рис. 7.2); поправка +b постоянна для ареометров лаборатории СПбГПУ и составляет +0,5 (т.е. 0,0005г/см³);

3) поправкой ±с, которая учитывает отклонение температуры исследуемой суспензии от температуры градуировки ареометра (20⁰С); поправка ±с находится по табл. 7.1.

С учетом указанных поправок значение исправленного упрощенного отсчета составит R _и = R ± a + b ± c.

Для разделения грунта, состоящего из частиц крупностью менее 0,25мм, на отдельные фракции используется связь скорости выпадения из суспензии частиц с их размером (диаметром). По мере осаждения частиц изменяется плотность суспензии, значение которой в заданные моменты времени измеряют ареометром.

Скорость осаждения частиц (см/с) в воде определяют по формуле Стокса, которая характеризует скорость падения шара в вязкой жидкости:

. (7.2)

Формула (7.2) преобразована к виду, удобному для определения диаметра частиц (мм):

d = . (7.3)

В формулах (7.2), (7.3) g = 981– ускорение силы тяжести, см/с²; d – диаметр частиц, мм; ρ _s – средняя плотность частиц грунта, г/см³; ρ _w –плотность воды, г/см³; η– динамический коэффициент вязкости воды, г/см∙с; H – путь, проходимый частицами, см; t - время выпадения частиц, с.

Таблица 7.1