Ґрунтознавство з основами геології

                            (11.7)

Завдання 1. Визначити питому масу, об’ємну масу та розрахувати шпаруватість зразків ґрунту. 

Завдання 2. Проведіть розрахунки:

1.Визначте питому вагу ґрунту, якщо наважка повітряно-сухого ґрунту – 10 г, гігроскопічна вологість – 5,18 %, маса пікнометра з водою – 143,4 г, маса пікнометра з водою і ґрунтом – 149,15 г.

2.Розрахуйте об’ємну масу ґрунту, якщо об’єм циліндра – 480 см³, маса пустого циліндра – 19,3 г, маса волого ґрунту у циліндрі – 760,9 г, вологість ґрунту – 8 %

3.Розрахуйте загальну шпаруватість та шпаруватість аерації ґрунту, якщо щільність ґрунту дорівнює 1,18 г/см³, щільність твердої фази ґрунту – 2,58 г/см³, вологість ґрунту – 21,5 %

4.Розрахуйте загальну шпаруватість та шпаруватість аерації ґрунту, якщо щільність ґрунту дорівнює 1,28 г/см³, щільність твердої фази ґрунту – 2,68 г/см³, вологість ґрунту – 10,0 %.

5.Визначте питому вагу ґрунту, якщо наважка повітряно-сухого ґрунту – 12 г, гігроскопічна вологість – 1,15 %, маса пікнометра з водою – 204,3 г, маса пікнометра з водою і ґрунтом – 211,6 г.

6.Розрахуйте об’ємну масу ґрунту, якщо об’єм циліндра – 50 см³, маса пустого циліндра – 45,6 г, маса циліндру з вологим ґрунтом у – 130,6 г, вологість ґрунту – 11 %.

Контрольні питання

1.Охарактеризуйте загальні фізичні властивості ґрунтів.

2.Проаналізуйте фактори, що обумовлюють формування певних фізичних властивостей ґрунту. 

3.Наведіть алгоритм визначення щільності твердої фази ґрунту.

4.У чому полягає різниця у визначенні об’ємної маси ґрунту насипного зразка і зразка з непорушеним складом?

5.Як визначається шпаруватість ґрунту? 

ЛАБОРАТОРНА РОБОТА № 12

ТЕМА: ВИЗНАЧЕННЯ ФІЗИКО-МЕХАНІЧНИХ ВЛАСТИВОСТЕЙ ҐРУНТУ

Мета роботи: ознайомитися з методами аналізів фізико-механічних властивостей ґрунтів.

Матеріали та обладнання: Зразки ґрунту; ваги, фарфорова ступка з товкачем, набір сит, шпатель, ніж, алюмінієві бюкси, годинник, кварцовий пісок; конус Васильєва; сушильна шафа; твердомір конструкції Ревякіна або Качинського.

Фізико-механічні властивості ґрунту

До фізико-механічних властивостей ґрунту належать пластичність, липкість, набухання, осідання, зв’язність, питомий опір та ін.

Зв’язаність – здатність ґрунту протидіяти зовнішнім силам, які направлені на механічне подрібнення ґрунтової маси. 

Пластичність – це здатність ґрунту у вологому стані зберігати надану йому форму. 

Липкість ґрунтової маси – її здатність прилипати до інших тіл. 

Набухання – здатність ґрунту збільшуватись в об’ємі при зволоженні. 

Зсідання – це зменшення об’єму ґрунту в результаті випаровування вологи чи вимивання легкорозчинних солей. 

Твердість – це протидія ґрунту проникненню в нього, під тиском, різних тіл. Вона впливає на величину протидії ґрунту обробітку (питомий опір ґрунту) – зусилля, що витрачається на здійснення технологічних процесів його обробітку (підрізання скиби, перевертання) та подолання тертя ґрунту по робочій поверхні ґрунтообробних знарядь, в кг/см2. 

Методи визначення фізико-механічних властивостей ґрунту

Визначення липкості. Як правило, ця величина визначається при розминанні пальцями зразка ґрунту, що знаходиться у стані густого тіста (з водою). 

Виділяють наступні якісні градації липкості ґрунтової маси (табл. 12.1).

Таблиця 12.1

Градації липкості ґрунтової маси

Градації липкостіХарактеристика

Нелипкапри разминанні ґрунтової маси

вона практично не пристає до пальців

СлаболипкаҐрунтова маса пристає до пальців, але при цьому легко зчищається

ЛипкаҐрунтова маса пристає до пальців, зчищається  з них із зусиллям

Дуже  липкаҐрунтова маса дуже міцно пристає до  пальців, зчищається з них з великим зусиллям

В лабораторії для визначення липкості користуються приладами В.В. Охотіна, Н. А. Качинського, М. І. Лактіонова та ін.

Прилад Качинського (рис. 12.1) являє собою видозмінені технохімічні ваги, праву чашку яких замінено спеціальним підвісним стрижнем, який закінчується диском площею 10 см2. 

 Рис. 12.1. Прилад Качинського для визначення липкості ґрунту

Хід роботи. Зразок ґрунту кладуть у формочку з фільтрувальним папером на сітчастому дні. Надлишок ґрунту зрізують гострим ножем врівень з краями формочки. При визначенні липкості ґрунту порушеного складу у формочку насипають зразок, просіяний крізь решето з отворами 1–3 мм. Формочку зі зразком ґрунту ставлять у ванночку з водою для насичення до загальної вологості, а потім переносять на плиту приладу з боку диска. На коромисло підвішують диск і зрівноважують його з чашкою. Подовжуючи або скорочуючи підвісний стержень, досягають повної взаємодії диска з ґрунтом. Зверху на диск кладуть гирю, вага якої визначається завданням дослідження. Опускають аретир і витримують навантаження протягом 30 с. Диск прилипає до ґрунту. Придержуючи рукою стержень,знімають вантаж. В стаканчик на лівій чашці терезів з пісочниці потихеньку насипають чистий кварцовий пісок до відриву диска від ґрунту. Пісок зважують. Перемістивши формочку і витерши диск, повторюють визначення на новому місці. На одному зразку виконують п’ять визначень, середнє з яких є кінцевим результатом. По відношенню маси піску до площі диска обчислюють липкість ґрунту в г/см2. 

Після визначення липкості з поверхні зразка ґрунту беруть проби на вологість. Через певний проміжок часу на цьому ж зразку повторюють визначення до припинення прилипання ґрунту до диска. За одержаними даними складають таблицю та графік липкості ґрунту в залежності від його вологості. На осі ординат