5. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНИЦЫ РАСКАТЫВАНИЯ


5.1. Границу раскатывания (пластичности) следует определять как влажность приготовленной из исследуемого грунта пасты, при которой паста, раскатываемая в жгут диаметром 3 мм, начинает распадаться на кусочки длиной 3—10 мм.

5.2. Подготовка к испытаниям

5.2.1. Подготовку грунта производят в соответствии с пп. 4.2.1— 4.2.5 или используют часть грунта (40—50 г), подготовленного для определения текучести.

5.3. Проведение испытаний

5.3.1. Подготовленную грунтовую пасту тщательно перемеши­вают, берут небольшой кусочек и раскатывают ладонью на стек­лянной или пластмассовой пластинке до образования жгута диа­метром 3 мм. Если при этой толщине жгут сохраняет связность и пластичность, его собирают в комок и вновь раскатывают до образования жгута диаметром 3 мм. Раскатывать следует, слег­ка нажимая на жгут, длина жгута не должна превышать ширины ладони. Раскатывание продолжают до тех пор, пока жгут не на­чинает распадаться по поперечным трещинам на кусочки длиной 3—10 мм.

5.3.2. Кусочки распадающегося жгута собирают в стаканчики, накрываемые крышками. Когда масса грунта в стаканчиках дос­тигнет 10—15 г, определяют влажность в соответствии с требова­ниями пп. 2.3 и 2.4.


6. ОПРЕДЕЛЕНИЕ ПЛОТНОСТИ ГРУНТА МЕТОДОМ РЕЖУЩЕГО КОЛЬЦА


6.1. Плотность грунта определяется отношением массы образца грунта к его объему.

6.2. Подготовка к испытаниям

6.2.1. Согласно требованиям табл. 2 выбирают режущее коль­цо-пробоотборник.


Таблица 2



Размеры кольца-пробоотборника

Наименование

и состояние грунтов

Толщина стенки, мм

Диаметр внутренний d, мм


Высота h

Угол заточки наружного режущего края

Немерзлые пылевато-глинистые грунты

1,5–2,0

³ 50

0,8 d ³ h > 0,3 d

Не более 30°

Немерзлые и сыпуче-мерзлые песчаные грунты

2,0–4,0

³ 70

d ³ h > 0,3 d

То же

Мерзлые пылевато-глинистые грунты

3,0–4,0

³ 80

h = d

45°


6.2.2. Кольца-пробоотборники изготавливают из стали с антикоррозионным покрытием или из других материалов, не уступающих по твердости и коррозионной стойкости.

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 r, г/см3, вычисляют по формуле


(3)


где m1 — масса грунта с кольцом и пластинками, г;

т0 масса кольца, 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, нс содержащий примесей, нагревают до тем­пературы 57—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, прокалывай 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 r, 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;

rp — плотность парафина, принимаемая равной 0,900 г/см3;

rw — 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, rp, rw — 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 r, 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;

rnl плотность нейтральной жидкости при температуре испы­таний, г/см3.


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


(7)


где т и rnl — 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 rd, г/см3, вычисляют по формуле


(8)


где r —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°С 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;

rw’ — 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 rw¾ плотность воды (или нейтральной жидкости) при температуре испытаний.

10.4. Обработка результатов

Плотность частиц грунта rs, 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;

rw — плотность воды при той же температуре, г/см3.


Примечание. Массу сухого грунта то 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 °С в течение 4 ч. Силикагель берут из расчета 250 г на 1 л керосина.