6 МЕТОДИ ВИПРОБУВАННЯ

6.1 Визначення гранулометричного (зернового) складу піщаних ґрунтів ситовим методом

6.1.1 Підготовка до випробування

6.1.1.1 Для розподілу ґрунту на фракції ситовим методом без промивання водою застосовують сита з розміром отворів: 10; 5; 2; 1; 0,5 мм; із промиванням водою - сита з розміром отворів: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм.

Сита монтують у стовпчик, розміщуючи їх від піддона в порядку збільшення розміру отворів. На верхнє сито надягають кришку.

6.1.1.2 Середню пробу для аналізу відбирають методом квартування. Для цього розподіляють ґрунт тонким шаром по аркушу щільного паперу або фанери, проводять ножем у поздовжньому та поперечному напрямках борозни, розділяючи поверхню ґрунту на квадрати, і відбирають потроху ґрунт із кожного квадрата.

Вага середньої проби повинна становити: для ґрунтів, що не містять часток розміром більше ніж 2 мм, - 100 г; для ґрунтів, що містять до 10 % (за вагою) часток розміром більше ніж 2 мм, - не менше ніж 500 г; для ґрунтів, що містять від 10 % до ЗО % часток розміром більше ніж 2 мм, - 1000 г; для ґрунтів, що містять понад ЗО % часток розміром більше ніж 2 мм, - не менше ніж 2000 г.

6.1.2 Проведення випробування

6.1.2.1 Поділ ґрунту на фракції без промивання водою

1. Середню пробу ґрунту відбирають у повітряно-сухому стані методом квартування (6.1.1.2) і зважують на технічних вагах.

2. Зважену пробу ґрунту просіюють крізь набір сит із піддоном (6.1.1.1) ручним або механізованим способом. При просіванні проби вагою більше ніж 1000 г ґрунт висипають у верхнє сито за два прийоми.

Фракції ґрунту, що затрималися на ситах, висипають, починаючи з верхнього сита, у ступку й додатково розтирають товкачиком із гумовим наконечником, після чого знову просівають на цих же ситах.

Повноту просівання фракцій ґрунту перевіряють струшуванням кожного сита над аркушем паперу. Якщо при цьому на аркуш випадають частки, то їх висипають на наступне сито; просів продовжують доти, поки на папір перестануть випадати частки.

6.1.2.1.3 Фракції ґрунту, що затрималися після просівання на кожному ситі і які пройшли в піддон, переносять у заздалегідь зважені стаканчики або порцелянові чашечки та зважують.

Складають вагу всіх фракцій ґрунту. Якщо отримана сума ваги всіх фракцій ґрунту перевищує більше ніж на 1 % вагу взятої для аналізу проби, то аналіз слід повторити.

Втрату ґрунту при просіванні розносять по фракціях пропорційно до їх ваги.

6.1.2.2 Поділ ґрунту на фракції із промиванням водою

1. Відбирають середню пробу ґрунту (6.1.1.2).

2. Пробу ґрунту висипають у заздалегідь зважену порцелянову чашку, змочують водою та розтирають товкачиком із гумовим наконечником. Потім заливають ґрунт водою каламутять суспензію й дають їй відстоятися від 10 с до 15 с. Зливають воду з неосілими частками (завись) крізь сито з отворами розміром 0,1 мм.

Каламучення та зливання повторюють до повного освітлення води над осадом: змивають частки, що залишилися на ситі, за допомогою гумової груші в порцелянову чашку, а відстояну воду зливають.

3. Промиту пробу ґрунту висушують до повітряно-сухого стану та зважують чашку із ґрунтом.

4. Вагу часток ґрунту розміром менше ніж 0,1 мм визначають як різницю між вагою середньої проби, взятої для аналізу, і вагою висушеної проби ґрунту після промивання.

5. Ґрунт просівають крізь набір сит (6.1.1.1). Повноту просівання фракцій ґрунту крізь кожне сито перевіряють над аркушем паперу (6.1.2.1.2).

6. Кожну фракцію ґрунту, що затрималася на ситах, зважують окремо. Втрату ґрунту при просіванні розносять по фракціях пропорційно до їх ваги.

6.1.3 Обробка результатів випробування

6.1.3.1 Вміст у ґрунті кожної фракції А у відсотках обчислюють за формулою:

6.1.3.2 Результати аналізу реєструють у журналі (додаток Б), де вказують відсотковий вміст у ґрунті фракцій:

а) розміром більше ніж 10 мм; від 10 мм до 5 мм; від 5 мм до 2 мм; від 2 мм до 1 мм; від 1 мм до 0,5 мм і менше ніж 0,5 мм - при розділенні ґрунту без промивання водою;

б) розміром більше ніж 10 мм; від 10 мм до 5мм; від 5мм до 2 мм; від 2 мм до 1 мм; від 1 мм до 0,5 мм; від 0,5 мм до 0,25 мм; від 0,25 мм до 0,1 мм і менше ніж 0,1 мм - при розподілі ґрунту із промиванням водою.

Результати аналізу необхідно супроводжувати вказівкою про метод визначення.

6.2 Визначення гранулометричного (зернового) складу глинистих ґрунтів ареометричним методом

Визначення гранулометричного (зернового) складу глинистих ґрунтів ареометричним методом виконують шляхом вимірювання ареометром щільності суспензії у процесі її відстоювання.

6.2.1 Підготовка до випробування

6.2.1.1 Відбирають методом квартування середню пробу ґрунту (6.1.1.2) вагою близько 200 г у повітряно-сухому стані та просівають крізь набір сит із розміром отворів 10; 5; 2; 1 мм.

Зважують фракції ґрунту, що затрималися на ситах і пройшли в піддон.

Примітка. Якщо в пробі немає великих часток, просівання крізь сита з розмірами отворів 2 мм і більше не роблять.

2. Для зразків ґрунту, які містять органічні речовини (4.7), операції, викладені в 6.2.1.1, робити не слід.

3. Відбирають методом квартування середню пробу із ґрунту, що пройшов крізь сито з розміром отворів 1 мм, у заздалегідь зважену порцелянову чашку й зважують її.

Вага середньої проби має бути для глин близько 20 г, для суглинків - близько ЗО г, для супісків -близько 40 г.

Із ґрунтів, що містять органічні речовини, відбирають пробу ґрунту з урахуванням природної вологості (4.7), відповідно збільшивши величину проби.

Одночасно зі взяттям середньої проби для визначення гранулометричного складу відбирають проби ґрунту вагою не менше ніж 15 г кожна для визначення гігроскопічної або природної вологості та питомої ваги згідно з ДСТУ Б В.2.1-17.

6.2.1.4 Проводять випробування суспензії ґрунту на коагуляцію. Відбирають методом квартування пробу ґрунту вагою близько 2 г, розтирають її з дистильованою водою об'ємом від 4 см³ до 6 см³ в порцеляновій чашці товкачиком із гумовим наконечником. Потім доливають у чашку ще від 14 см³ до 16 см³ дистильованої води та кип'ятять суспензію від 5 хв до 10 хв. Виливають суспензію в пробірку або в мірний циліндр ємністю від 100 см³ до 150 см³ і доливають дистильовану воду в такій кількості, щоб об'єм суспензії дорівнював близько 100 см³ для глин, 70 см³ - для суглинків і 50 см³ - для супісків.

Збовтують суспензію й дають спокій на добу. Якщо суспензія за цей час коагулює, осад, що випав на дно пробірки (або мірного циліндра), повинен мати пухку, пластівчасту структуру, а рідина під осадом повинна бути прозорою.

5. При розподілі на фракції проби ґрунту, суспензія якого при випробуванні на коагуляцію (6.2.1.4) не коагулює, для промивання, змивання осаду і розведення суспензії застосовується дистильована вода з додаванням 25 % розчину аміаку (на 1 л води 0,5 см³ аміаку).

6. Середню пробу ґрунту, суспензія якого при випробуванні на коагуляцію не коагулює, переносять у колбу ємністю від 750 см³ до 1000 см³, змиваючи залишок проби в чашці струменем води з промивалки.

Доливають у колбу воду, щоб загальна її кількість була десятикратною стосовно ваги середньої проби ґрунту. Ґрунт, залитий водою, витримують одну добу.

7. Після добової витримки в колбу додають 1 см³ 25 % розчину аміаку, закривають колбу пробкою із зворотним холодильником або лійкою діаметром від 4 см до 5 см і кип'ятять суспензію протягом 1 год (кип'ятіння не повинно бути бурхливим). Після кип'ятіння необхідно остудити суспензію до кімнатної температури.

8. Суспензію зливають у скляний циліндр ємністю 1 л крізь сито з розміром отворів 0,1 мм, розміщене в лійці діаметром приблизно 14 см. Частки ґрунту, що залишилися на внутрішній поверхні колби, ретельно змивають водою з промивалки.

9. До середньої проби ґрунту, суспензія якого при випробуванні на коагуляцію коагулює, додають воду, збовтують і зливають завись у скляний циліндр крізь сито з розміром отворів 0,1 мм, не розмочуючи протягом доби та наступного кип'ятіння.

6.2.1.10 Частки та агрегати ґрунту, що затрималися на ситі, змивають струменем води в порцелянову чашку, де їх ретельно розтирають товкачиком із гумовим наконечником або пальцем у тонкому гумовому чохлі. Зливають утворену в чашці завись у циліндр крізь сито з розміром отворів 0,1 мм. Розтирання осаду в чашці та зливання зависі крізь сито в циліндр продовжують до повного освітлення води над частками, які залишилися на дні чашки.

11. Частки ґрунту, що затрималися на ситі, додають до часток, що залишились на дні порцелянової чашки, переносять їх у заздалегідь зважений порцеляновий тигель або скляний стаканчик, випарюють на піщаній бані, висушують у сушильній шафі до постійної ваги.

12. Висушені до постійної ваги частки ґрунту просівають крізь сита з розміром отворів 0,5; 0,25; 0,1 мм.

При аналізі ґрунтів, що містять органічні речовини, частки просівають крізь набір сит із розміром отворів 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм.

Частки ґрунту, що пройшли крізь сито з розміром отворів 0,1 мм, переносять у циліндр із суспензією.

Фракції ґрунту, що затрималися на ситах, зважують.

Суспензію в мірному циліндрі доводять до об'єму 1 л.

6.2.1.13 При аналізі Ґрунту, суспензія якого при випробуванні на коагуляцію коагулює, перед доливанням води в циліндр додають у нього 25 см³ 4 % або 6,7 % пірофосфорнокислого натрію (4 % - з розрахунку на безводний пірофосфорнокислий натрій (Na₄P₂O₇); 6,7 % - з розрахунку на водний пірофосфорнокислий натрій (Na₄P₂O₇ • 10Н₂О)).

6.2.2 Проведення випробування

1. Суспензію збовтують мішалкою протягом 1 хв до повного каламучення осаду з дна циліндра, не допускаючи вихлюпування суспензії, і відмічають за секундоміром час закінчення збовтування.

2. Час взяття відліку за ареометром після закінчення збовтування суспензії визначають за таблицею 6.1. Потім за (10±2) с до вимірювання щільності суспензії обережно опускають у неї ареометр, який має вільно плавати, не торкаючись стінок циліндра, і беруть відлік за ареометром R. Тривалість взяття відліку за ареометром повинна бути не більше ніж (5±2) с.

Таблиця 6.1

Примітка. Для зручності роботи з ареометром слід брати спрощені відліки, тобто у відліку щільності суспензії на шкалі ареометра відкинути одиницю й перенести кому на три знаки вправо; у цьому випадку тисячні ділення будуть представляти собою цілі числа, а десяткові, які беруть довільно, - десяткові.

3. Контроль за температурою суспензії здійснюють вимірюванням температури з похибкою до 0,5 °С упродовж перших 5 хв (до початку випробування) і потім після кожного вимірювання щільності суспензії ареометром. За температури, яка відрізняється від плюс 20 °С до знятих відліків за ареометром, з урахуванням примітки до 6.2.2.2, вносять температурну поправку, яка визначається за таблицею 6.2.

4. До відліків щільності суспензії вносять поправку на нульове показання ареометра, висоту меніска та диспергатор згідно з додатком Б.

Таблиця 6.2

6.2.3 Обробка результатів випробування

1. Відсотковий вміст фракцій ґрунту розміром більше ніж 10 мм; від 10 мм до 5 мм; від 5 мм до 2 мм; від 2 мм до 1 мм обчислюють за формулою (6.1), при цьому вагу середньої проби ґрунту визначають із поправкою на гігроскопічну або природну вологість (6.2.3.2).

2. Вагу середньої проби ґрунту g₀ у грамах обчислюють за формулою (6.2) з урахуванням поправки на гігроскопічну вологість при випробуванні повітряно-сухих зразків або на природну вологість - при випробуванні вологих зразків: