Ґрунтознавство з основами геології

відкладають липкість в г/см2, на осі абсцис – відносну вологість.

Визначення пластичності. Величину пластичності вимірюють числом пластичності (різницею у вмісті води, % при нижній межі текучості та межі скачування у шнур). В цьому інтервалі ґрунт деформується зі збереженням наданої йому форми, максимально набухає, має слабкий опір при зовнішній механічній дії (від коліс машин утворюються колії).

Визначення верхньої межі пластичності (W1) за допомогою балансирного конуса Васильєва. В  підставку, вставляють металевий стаканчик діаметром 4 см і висотою 2 см, наповнений ґрунтом, який змішано з водою до робочого стану. Поверхню зразка ретельно вирівнюють, розмішують на ній конус, основу якого змазано тонким шаром вазеліну. Якщо протягом 5 с конус заглибиться на 10 мм, це означає, що запас вологи у ґрунті відповідає нижній межі текучості або верхній межі пластичності. При меншому заглибленні додають воду, при більшому — сухий ґрунт або підсушують зразок ґрунту, домагаючись вказаної глибини опускання конусу. Після цього відбирають в сушильний стаканчик зразок ґрунту і визначають його вологість. Повторність визначення двократна.

Визначення нижньої межі пластичності (W2). Після визначення верхньої межі пластичності ґрунтову масу підсушують перемішуванням або доданням сухого ґрунту. Скачують кульку діаметром 1 см і розкачують її на папері у шнур товщиною 3 мм. Якщо під час цієї операції шнур не розпадається, то ґрунт знову збирають у кульку і розкачують. Операцію повторюють, поки шнур через втрату надлишку вологи не почне розпадатися на дрібні шматочки (8—10 мм). Їх швидко збирають у сушильний стаканчик, і набравши 5−10 г ґрунту, визначають його вологість. Повторність визначення двократна. За цими даними обчислюють середні значення вологості, які відповідають нижній межі пластичності або верхній межі текучості. За результатами визначення заповнюють таблицю (табл. 12.2).

Таблиця 12.2

Визначення пластичності грунту

Межа текучості№

бюксаМаса бюкса, гW%= 

Число пластич-ності, %

W1 –W2

Порож-нього

(С)З сирим грунтом

(А)З сухим грунтом

(В)

Верхня  W2

Нижня W1

Для багатьох ґрунтів нижня межа пластичності, або межа розкачування у шнур, відповідає приблизно максимальній молекулярній вологоємкості. Число пластичності W дорівнює різниці у вмісті вологи при нижній межі текучості та межі розкачування у шнур. 

Наприклад, W = W1–W2. Припустимо, що вологість нижньої межі текучості дорівнює 36 %, межі розкачування – 18 %. Число пластичності становитиме W = 36–18 = 18%.

За числом пластичності роблять висновок про гранулометричний склад ґрунту:

•0– пісок,

•0–7 – супісок,

•7–17 – суглинок,

•більше 17 – глина.

За показниками пластичності та природної вологості обчислюють показник консистенції, або число консистенції:

К= ,                                                  (12.1)

де Wп.— природна вологість, %; W2 — нижня межа пластичності; W — число пластичності.

Класифікацію ґрунтів за показниками консистенцій наведено у табл. 12.3.

Таблиця 12.3

Класифікація ґрунтів за показниками консистенцій

(В.А. Ковда, Б.Г. Розанов, 1988)

ГрунтиПоказник консистенціїГрунтиПоказник консистенції

Супіски:Суглинки та глини:

тверді<0тверді<0

пластичні0—1напівтверді0-0,25

текучі>1тужаво пластичні0,25-0,5

м’ягкопластичні0,5-0,75

текучопластичні0,75—1

текучі>1

Визначення набухання ґрунту. З методів визначення ступеня набухання найбільш розповсюджений метод Васильєва (рис.12.2). 

Рис. 12.2. Прилад для визначення набухання ґрунту:

1 − диск з перфорованим дінцем; 2, 8 − гвинти; 3 − металеве кільце; 4 − насадка;5 − поршень; 6 − з’єднувальна дужка; 7 − індикатор-месура; 9 — ванночка;10 − кришка до кільця

Хід роботи. Досліджуваний зразок ґрунту вміщують в металеве кільце між перфорованими пластинками. Ступінь набухання точно фіксують індикатором (мессурою). Кільце та насадка з одного боку заточені під кутом 60о, з другого − мають виступ для з’єднання. Висота кільця 10 мм. На верхній частині диска є перфороване заглиблення − дінце як основа для кільця з насадкою. На диску гвинтами кріпиться з’єднувальна дужка, призначена для фіксації кільця з насадкою і як опора для індикатора (мессури). Ніжка індикатора торкається перфорованого поршня. Відмічають час заливки води, а потім фіксують показання індикатора через певні інтервали часу до припинення набухання зразка (спочатку хвилинні, потім годинні, а в кінці добові строки спостережень). Процес набухання можна вважати закінченим, якщо показання індикатора за останні дві доби не перевищують 0,01 мм.

Визначення усадки ґрунту. Усадку визначають за величиною лінійної або об’ємної усадки та вологості, за якої припиняється усадка.

Хід роботи. Повітряно-сухий зразок ґрунту подрібнюють у ступці товкачиком з гумовим наконечником і просіюють крізь сито 0,5–1 мм. Підготовлений зразок змішують з водою до консистенції, яка відповідає верхній межі пластичності, і витримують протягом доби в закритій посудині над водою (для повного набухання). Перевіривши конусом Васильєва відповідність зволоженості верхній межі пластичності, сирий ґрунт кладуть у металеву або з органічного скла прямокутну формочку розміром 5х3х2 см, змазавши стінки тонким шаром вазеліну (можна використовувати кришки від алюмінієвих бюксів). Поверхню ґрунту у формочці ретельно вирівнюють і роблять неглибокі діагональні канавки. Після цього ґрунт висушують на повітрі. Підсихаючи, ґрунт стискається і відстає від стінок формочки. Ґрунт виймають з формочки, фільтрувальним папером