Страница 2: ГОСТ 5180-84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик (47158)

6.2.3. Кольца нумеруют, измеряют внутренний диаметр и высоту с погрешностью не более 0,1 мм и взвешивают. По результатам измерений вычисляют объем кольца с точностью до 0,1 см3.

6.2.4. Пластинки с гладкой поверхностью (из стекла, металла и т.д.) нумеруют и взвешивают.

6.3. Проведение испытаний

6.3.1. Кольцо-пробоотборник смазывают с внутренней стороны тонким слоем вазелина или консистентной смазки.

6.3.2. Верхнюю зачищенную плоскость образца грунта выравнивают, срезая излишки грунта ножом, устанавливают на ней режущий край кольца и винтовым прессом или вручную через насадку слегка вдавливают кольцо в грунт, фиксируя границу образца для испытаний. Затем грунт снаружи кольца обрезают на глубину 5 - 10 мм ниже режущего края кольца, формируя столбик диаметром на 1 - 2 мм больше наружного диаметра кольца. Периодически, по мере срезания грунта, легким нажимом пресса или насадки насаживают кольцо на столбик грунта, не допуская перекосов. После заполнения кольца грунт подрезают на 8 - 10 мм ниже режущего края кольца и отделяют его.

Грунт, выступающий за края кольца, срезают ножом, зачищают поверхность грунта вровень с краями кольца и закрывают торцы пластинками.

При пластичном или сыпучем грунте кольцо плавно, без перекосов вдавливают в него и удаляют грунт вокруг кольца. Затем зачищают поверхность грунта, накрывают кольцо пластинкой и подхватывают его снизу плоской лопаткой.

6.3.3. Кольцо с грунтом и пластинками взвешивают.

6.4. Обработка результатов

6.4.1. Плотность грунта ρ, г/см3, вычисляют по формуле

                                              (3)

где т0 - масса кольца, г;

m1 - масса грунта с кольцом и пластинками, г;

m2 - масса пластинок, г;

V - внутренний объем кольца, см3.

7. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА МЕТОДОМ ВЗВЕШИВАНИЯ В ВОДЕ

7.1. Подготовка к испытаниям

7.1.1. Вырезают образец грунта объемом не менее 50 см3 и придают ему округлую форму, срезая острые выступающие части.

7.1.2. Образец обвязывают тонкой прочной нитью со свободным концом длиной 15 - 20 см, имеющим петлю для подвешивания к серьге весов.

7.1.3. Парафин, не содержащий примесей, нагревают до температуры 57 °C - 60 °С.

7.2. Проведение испытаний

7.2.1. Обвязанный нитью образец грунта взвешивают.

7.2.2. Образец грунта покрывают парафиновой оболочкой, погружая его на 2 - 3 с в нагретый парафин. При этом пузырьки воздуха, обнаруженные в застывшей парафиновой оболочке, удаляют, прокалывая их и заглаживая места проколов нагретой иглой. Эту операцию повторяют до образования плотной парафиновой оболочки.

7.2.3. Охлажденный парафинированный образец взвешивают.

7.2.4. Затем парафинированный образец взвешивают в сосуде с водой. Для этого над чашей весов устанавливают подставку для сосуда с водой так, чтобы исключить ее касание к чаше весов (или снимают подвес с чашей с серьги, уравновесив весы дополнительным грузом). К серьге коромысла подвешивают образец и опускают в сосуд с водой. Объем сосуда и длина нити должны обеспечить полное погружение образца в воду. При этом образец не должен касаться дна и стенок сосуда.

Примечание. Допускается применять метод обратного взвешивания. На чашу циферблатных весов устанавливают сосуд с водой и взвешивают его. Затем в жидкость догружают образец, подвешенный к штативу, и вновь взвешивают сосуд с водой и погруженным в нее образцом.

7.2.5. Взвешенный образец вынимают из воды, промокают фильтровальной бумагой и взвешивают для проверки герметичности оболочки. Если масса образца увеличилась более чем на 0,02 г по сравнению с первоначальной, образец следует забраковать и повторить испытание с другим образцом.

7.3. Обработка результатов

7.3.1. Плотность грунта ρ, г/см3 вычисляют по формуле

                                 (4)

где т - масса образца грунта до парафинирования, г;

m1 - масса парафинированного образца грунта, г;

m2 - результат взвешивания образца в воде - разность масс парафинированного образца и вытесненной им воды, г;

ρp - плотность парафина, принимаемая равной 0,900 г/см3;

ρw - плотность воды при температуре испытаний, г/см3.

Примечание. Плотность парафина следует уточнять для каждой партии парафина. Плотность воды, в зависимости от температуры, следует принимать по справочному приложению 11.

7.3.2. При применении метода обратного взвешивания плотность грунта вычисляют по формуле

                                  (5)

где m, ρp, ρw - то же, что и в формуле (4);

m3 - масса сосуда с водой, г;

m4 - масса сосуда с водой и погруженным в нее парафинированным образцом, г.

8. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ МЕРЗЛОГО ГРУНТА МЕТОДОМ ВЗВЕШИВАНИЯ В НЕЙТРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТИ

8.1. Подготовка к испытаниям

8.1.1. Образец грунта и нейтральная жидкость (керосин, лигроин и др.) должны иметь отрицательную температуру.

8.1.2. Образец грунта отбирают округлой формы массой 100 - 150 г и обвязывают нитью (п. 7.1.2). Для грунтов с сетчатой или слоистой криогенной структурой масса образца может быть увеличена.

8.1.3. Определяют плотность нейтральной жидкости ареометром при температуре испытания.

8.2. Проведение испытаний

8.2.1. Обвязанный нитью образец грунта взвешивают.

8.2.2. Затем образец взвешивают, погрузив его в нейтральную жидкость. Взвешивание производят в соответствии с указаниями п. 7.2.4.

8.3. Обработка результатов

8.3.1. Плотность грунта ρ, г/см3 вычисляют по формуле

                                                    (6)

где т - масса образца (до погружения), г;

m1 - результат взвешивания образца в нейтральной жидкости - разность масс образца и вытесненной им жидкости, г;

ρnl - плотность нейтральной жидкости при температуре испытаний, г/см3.

Примечание. При применении метода обратного взвешивания плотность грунта вычисляют по формуле

                                                    (7)

где т и ρnl - то же, что и в формуле (6);

m3 - масса сосуда с нейтральной жидкостью, г,

т4 - масса сосуда с нейтральной жидкостью и погруженным в нее образцом, г.

9. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ СУХОГО ГРУНТА РАСЧЕТНЫМ МЕТОДОМ

9.1. Для определения плотности сухого грунта предварительно определяют влажность грунта и его плотность при этой влажности в соответствии с требованиями разд. 2, 3 и 6 - 8 настоящего стандарта.

9.2. Плотность сухого грунта ρd, г/см3, вычисляют по формуле

                                                    (8)

где ρ - плотность грунта, г/см3;

w - влажность грунта, %.

10. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЧАСТИЦ ГРУНТА ПИКНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ

10.1. Плотность частиц грунта определяется отношением массы частиц грунта к их объему.

10.2. Подготовка к испытаниям

10.2.1. Образец грунта в воздушно-сухом состоянии размельчают в фарфоровой ступке, отбирают методом квартования среднюю пробу массой 100 - 200 г и просеивают сквозь сито с сеткой № 2, остаток на сите растирают в ступке и просеивают сквозь то же сито.

10.2.2. Из перемешанной средней пробы берут навеску грунта из расчета 15 г на каждые 100 мл емкости пикнометра и высушивают до постоянной массы в соответствии с требованиями п. 2.2 и 2.3. 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 мл.

Допускается использовать грунт в воздушно-сухом состоянии, определив его гигроскопическую влажность.

10.2.3. Дистиллированную воду следует прокипятить в течение 1 ч и хранить в закупоренной бутыли.

10.3. Проведение испытаний

10.3.1. Пикнометр, наполненный на 1/3 дистиллированной водой, взвешивают. Затем через воронку всыпают в него высушенную пробу грунта и снова взвешивают.

10.3.2. Пикнометр с водой и грунтом взбалтывают и ставят кипятить на песчаную баню. Продолжительность спокойного кипячения (с момента начала кипения) должна составлять: для песков и супесей - 0,5 ч, для суглинков и глин - 1 ч.

10.3.3. После кипячения пикнометр следует охладить и долить дистиллированной водой до мерной риски на горлышке, а если пикнометр с капилляром в пробке - до шейки пикнометра.

Пикнометр охлаждают до комнатной температуры в ванне с водой. Температуру пикнометра определяют по температуре воды в ванне, измеряемой с точностью до ??0,5 ??C термометром, расположенным в средней части ванны между пикнометрами.

10.3.4. После охлаждения пикнометра следует поправить положение мениска воды в нем, добавляя из капельницы дистиллированную воду. В пикнометре с мерной риской низ мениска должен совпадать с ней. Возможные капли воды выше риски удаляют фильтровальной бумагой. Пикнометр с капилляром доливают примерно до середины шейки пикнометра, закрывают пробку и удаляют выступившую из капилляра воду фильтровальной бумагой. Проверяют отсутствие пузырьков воздуха под пробкой и при их наличии вновь доливают воду.

Пикнометр вытирают снаружи и взвешивают.

10.3.5. Далее выливают содержимое пикнометра, ополаскивают его, наливают в него дистиллированную воду и выдерживают в ванне с водой при той же температуре. Затем выполняют операции, указанные в п. 10.3.4, и взвешивают пикнометр с водой.

Примечание. При большом количестве испытаний следует заранее определить объемы пикнометров (до мерной риски) и их массы с водой при различных температурах, находящихся в интервале температур испытаний. Объем пикнометра Vп см3, вычисляют по формуле

                                                                (9)

где m2′ - масса пикнометра с дистиллированной водой (или нейтральной жидкостью - см. разд. 11) при температуре тарировки, г;

mп - масса пустого пикнометра, г;

w′ - плотность воды (или нейтральной жидкости) при той же температуре, г/см3.

Массу пикнометра с дистиллированной водой или нейтральной жидкостью m2, г, при температуре испытаний вычисляют по формуле

                                                          (10)

где ??w - плотность воды (или нейтральной жидкости) при температуре испытаний.

10.4. Обработка результатов

Плотность частиц грунта s, г/см3, вычисляют по формуле

,                                             (11)

где m0 - масса сухого грунта, г;

m1 -масса пикнометра с водой и грунтом после кипячения при температуре испытания, г;

m2 - масса пикнометра с водой при той же температуре, г;

w - плотность воды при той же температуре, г/см3.

Примечание. Массу сухого грунта m0 определяют как разность результатов двух взвешиваний, выполненных по указаниям п. 10.3.1.

В случае использования грунта в воздушно-сухом состоянии т0 вычисляют по формуле

,                                                                              (12)

где т - масса пробы воздушно-сухого грунта, г;

wg - гигроскопическая влажность грунта, %.

11. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ЧАСТИЦ ГРУНТА ПИКНОМЕТРИЧЕСКИМ МЕТОДОМ С НЕЙТРАЛЬНОЙ ЖИДКОСТЬЮ

11.1. Подготовка к испытаниям

11.1.1. Подготовку пробы грунта производят в соответствии с указаниями пп. 10.2.1 и 10.2.2.

11.1.2. Нейтральная жидкость (например, керосин) должна быть обезвожена и профильтрована. Керосин обезвоживают путем взбалтывания его с силикагелем по ГОСТ 3956-76, прокаленным в муфельной печи при температуре 500 °C в течение 4 ч. Силикагель берут из расчета 250 г на 1 л керосина.

Плотность керосина после обезвоживания и очистки должна быть установлена с помощью ареометра.

11.2. Испытания проводят в соответствии с указаниями пп. 10.3.1 - 10.3.4, применяя обезвоженный керосин вместо дистиллированной воды и вакуумирование вместо кипячения: степень разряжения при вакуумировании следует определять по началу выделения пузырьков воздуха; вакуумирование следует продолжать до прекращения выделения пузырьков, но не менее 1 ч. При всех взвешиваниях температура керосина должна быть постоянной, в пределах 1 °С.

11.3. Обработка результатов

Плотность частиц засоленного или набухающего грунта s, г/см3, вычисляют по формуле

                                             (13)

где т0 - масса сухого грунта, г;

т1 - масса пикнометра с керосином и грунтом, г;

т2 - масса пикнометра с керосином, г;

nl - плотность керосина при температуре испытания, г/см3.

ПРИЛОЖЕНИЕ 1

Справочное

ТЕРМИНЫ И ИХ ПОЯСНЕНИЯ

Влажность грунта w - отношение массы воды в объеме грунта к массе этого грунта, высушенного до постоянной массы.

Гигроскопическая влажность wg - влажность грунта в воздушно-сухом состоянии, т.е. в состоянии равновесия с влажностью и температурой окружающего воздуха.

Граница текучести wL - влажность грунта, при которой грунт находится на границе пластичного и текучего состояний.

Граница раскатывания (пластичности) wp - влажность грунта, при которой грунт находится на границе твердого и пластичного состояний.

Плотность грунта ?? - масса единицы объему грунта.

Плотность сухого грунта d - отношение массы грунта за вычетом массы воды и льда в его порах к его первоначальному объему.

Плотность частиц грунта ??s - масса единицы объема твердых (скелетных) частиц грунта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2

Обязательное

Оборудование и материалы, необходимые для определения физических характеристик грунтов