Определение плотности грунта

Во время строительства определяют необходимое оборудование, тип фундамента и характеристики его параметров для данного участка местности, а также способы и применение строительных материалов и конструкций, общие технические условия и основные правила. Межгосударственный стандарт ГОСТ 22733-2016 «Грунты. Метод лабораторного определения максимальной плотности» был введен в действие приказом Росстандарта России от 03.11.2015 n 1694-ст.

Содержание статьи:

1. Плотность грунта 
2. Виды плотности грунта
3. Определение плотности с помощью режущего кольца
4. Определение плотности грунтов с помощью метода парафинирования
5. Определение плотности скального грунта

Плотность грунта

Это физическое свойство, которое рассчитывается как отношение массы к объему. В отличии от удельного веса, который является отношением веса к объему и измеряется в Ньютонах на метр в кубе (Н/м3), единица измерения плотности — килограмм на кубический сантиметр (кг/см3).

В зависимости от количества тяжелых минералов в составе, пористости и влажности изменяется плотность. Чем больше органических веществ, тем ее значение меньше. С увеличением влажности растет и плотность, а при увеличении пористости значение плотности уменьшается.   

Песчаные грунты существенно различаются по степени плотности или характеру сложения от дисперсных и глинистых.  

Виды плотности грунта

Существует несколько видов плотности грунта.  

1. Обычная плотность- величина, учитывающая помимо массы грунта еще и воду в его порах.
2. Плотность сухого грунта — отношение массы сухого грунта к его объему с учетом пор.
3. Плотность частиц грунта — отношение массы сухого грунта к объему только твердой составляющей (без учета пор).

Определение плотности с помощью режущего кольца

Это метод применяют в соответствии с требованиями ГОСТ 5180-84 для грунтов, которые легко режутся ножом, например, глина, суглинок, супесь и песок. Перед началом работы выбирают режущие кольца для отбора проб в зависимости от вида грунта, которые нумеруют, измеряют с точностью до 0.1 мм, взвешивают (m0), вычисляют объем с точностью до 0.1 см3 (V).

Затем берут гладкие стеклянные, металлические пластины нумеруют и взвешивают (m1). Кольца смазываются вазелином или другой смазкой. Образец грунта зачищают и выравнивают ножом. Сверху устанавливают кольцо, которое вдавливают в грунт винтовым прессом или вручную, фиксируется граница образца для испытаний. После грунт обрезают на 5-10 мм ниже режущего края кольца. Создают столбик с диаметром на 1-2 мм больше наружного диаметра кольца. подготовленную грунтовую пасту тщательно перемешивают шпателем и плотно (без воздушных полостей) заполняют цилиндрическую чашку. цилиндрическая часть формы толщиной 2 мм должна иметь внутренний диаметр 100,0, а. высота равна (127,4±0,2) мм Когда кольцо заполнится полностью, лишний грунт удаляется и поверхность зачищается вровень с кромкой кольца. Концы закрывают пластинами. Сыпучий или пластичный грунт подхватывают снизу плоской лопаткой. 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 см. для песчаных грунтов этот метод исследования применяется как основной, для глинистых, как заключительная часть исследования на пластичность и текучесть. После испытаний кольцо с грунтом и пластинами взвешивается (m2) и вычисляется плотность по формуле: ρ=(m2-m0-m1)/V.

Определение плотности грунтов с помощью метода парафинирования

Метод парафинирования проводится в соответствии с ГОСТом 5180-84 чтобы определить плотность связных грунтов. Из монолитного грунта вырезают образец в форме шара, объем которого составляет не менее 50 см3. Он обвязывается нитью со свободным концом длиной 15-20 см с петлей для присоединения к весам (m0). Несколько раз проводят полное погружение шарика в парафин, нагретый до температуры около 60 градусов, из которого предварительно удалили воздух. Когда образец покроется парафиновой коркой, его охлаждают и взвешивают (m1).

Для определения объема вытесненной воды образец подвешивают на весах (m2), на которые ставится сосуд с водой так, чтобы его масса не передавалась на коромысло весов. Потом его опускают в воду, чтобы он погрузиться весь, не касаясь дна и стенок. 

Чтобы проверить герметичность парафиновой оболочки образец заворачивают в фильтровальную бумагу, потом разворачивают и взвешивают. При увеличении массы более, чем на 0,02 г образец бракуют. Плотность вычисляют с использованием формулы: ρ=m0*ρp*ρw/(ρp(m1-m2)- ρw(m1-m0)), где ρp — плотность парафина (0.900 г/см3); ρw — плотность воды при температуре испытаний.

Определение плотности скального грунта

Плотность скального грунта определяется непосредственно измерениями при наличии образца в форме куба, прямоугольника или цилиндра. Используя штангенциркуль записывают размеры с точностью до 0,01 см. проводя несколько замеров в различных направлениях. если при повторном взвешивании грунта, содержащего органические вещества, наблюдается увеличение массы, то за результат взвешивания принимают наименьшую массу. По полученным данным вычисляют среднее значение, которое служит для вычисления объема.

Затем его взвешивают с точностью до 0,01 г, чтобы вычислить плотность.