Файл: Булычев, В. Г. Механика дисперсных грунтов.pdf

которого в грунте имеется 10%. Отношение же

диаметра

частиц, менее которого в данном

грунте имеется

60%,

к

эффективному диаметру называется

коэффициентом

неодно­

родности.

няются при определении коэффициента фильтрации по некото­

рым эмпирическим формулам.

Изображение гранулометрического состава в

треугольнике

Фере сводится к следующему. Строится равносторонний

тре­

угольник (рис, 1 0 ),

каждая сторона которого

делится

на

100 частей (100% ).

Используя известное свойство

равно­

из произвольной точки

внутри треугольника на стороны,

рав­

на его высоте) и предназначая каждую сторону

треуголь­

ника для определенной

группы составляющих (песок,

пыль,

А р е о м е т р и ч е с к и й

м е т о д

определения

гранулометрического состава грунта основан на том, что

с

постепенным осаждением на дно более крупных

частиц

взмученного грунта изменяется удельный вес суспензии.

Употребляемый при этом методе прибор —

ареометр

(рис. 11) представляет собой стеклянный сосуд

обтекаемой

формы; длина стержня ареометра

1 4 -1 6 см,

диаметр 0,6

см ,

длина луковицы 1 5 —17

см, диаметр 3

см.

На стержне арео­

метра с точностью до

0 ,0 0 1

нанесены

деления,

указыва­

ющие величину удельных весов; отсчеты же можно брать

на

глаз с точностью до 0 ,0 0 0 1 .

Действие ареометра основано

на законе Архимеда.

Рис. 11

С момента взбалтывания до момента полного

осаждения

всех частіщ всякая суспензия меняет удельный вес

с

макси­

мального до минимального (удельный вес воды),

поэтому

опущенный в суспензию ареометр будет погружаться

в

нее

Ареометром определяется содержание частиц

диаметром

менее 0,1 мм.

Более крупные фракции определяются

от­

дельно обычным

методом. Фракции же менее 0,1

мм перено­

объема

100 см3 дополняется дистиллированной водой; полу­

ченную суспензию, тщательно взболтанную, оставляют

на

20 сек

в покое. После этого в суспензию опускают

арео­

метр так, чтобы он не касался стенок цилиндра.

Через

10 сек

после опускания ареометра по нему берут

первый

Отсчеты следует брать,

не вынимая ареометра из воды.

Последующие

отсчеты

берут через 5, 15, 30

мин, а также

через 1, 2, 6,

24 ч и

т. д. в зависимости от

искомого

Т а б л и ц а 3

Поправки к отсчету по ареометру

Температура

Поправки

Темпера­

Поправки

1 емлера-

Поправ

суспензии

тура сус­

тура сус­

пензий в

пензии

в

ки

в °С

ос

°С

10

-1 ,2

16

-0 ,6

2 1 ,5

+0,3

10,5

-1 ,2

16,5

-0 ,6

22

+0,4

11

-1 ,2

17

-0 ,6

22,5

+0,5

11,5

-1 ,1

17,5

-0 ,4

23

+0,6

12

-1 ,1

18

-0 ,3

23,5

+0,7

12,5

-1

18,5

-0 ,3

24

+0,8

13

-1

19

-0 ,2

24,5

+0,9

13,5

-0 ,9

19,5

-0 ,1

25

+1

14

-0 ,9

20

0

25,5

+1,1

14,5

-0 ,8

20,5

+0,1

26

+1,3

15

-0 ,8

21,1

+0,2

2 6 ,5

+1,4

15,5

-0 ,7

27

+1,5

27 .5

+1,6

28

+1,8

2 8 .5

+1,9

29

+2,1

2 9 .5

+2,2

30

+2,3

Для удобства в показаниях ареометра единица обычно

от­

брасывается

и запятая переносится на три знака вправо,

на­

пример вместо отсчета

1 ,0 2 4 3 записывают

2 4 ,3 .

Необходимо также иметь в виду, что на заводе

ареометры

обычно градуируют по нижнему краю мениска жидкости,

тог­

да как из-за

непрозрачности суспензии отсчеты

приходится

брать по верхнему краю мениска.

Эту разницу

С ,

опреде­

ляемую в чистой дистиллированной воде для каждого

арео­

метра отдельно, необходимо добавлять (умножив ее

на

1000) к каждому показанию ареометра.

Таким образом, окончательный

отсчет можно

производить

по формуле

/?=/?„ + Г + /77,

(11)

3 3

где

/?0 -

упрощенный отсчет по ареометру

(без

по­

правок) ;

С - поправка на мениск (умноженная на

1 0 0 0 );

т - табличная поправка на

температуру.

Для

то го чтоб ы

и з

о ко н ч а те л ь н о го

о тсч е та

определить

со о тве тствую щ ий

е м у

диам етр

фракции гр у н т а ,

по л ь зую тся

специальны м и

номограммами-*-

,

основанны м и на

формуле

D = ][Ä ^ V ,

(12)

гд е

D —диам етр ч а сти ц в м м ;

А =

1 8 0 0 г?_________

981 ( у

-

у 0

)

'

В номограммы входит шкала удельного веса породы,

по­

этому необходимо отдельно обычным способом

определить

удельный вес данного грунта.

В карточку, фиксирующую результаты

ареометрического

анализа, вносят: время отсчета по ареометру; время,

про­

шедшее от начала опыта до отсчета по ареометру;

упрощен­

ный отсчет по ареометру без поправок; температуру

суспен­

зии; упрощенный отсчет с поправкой

на

мениск;

выражение

упрощенного отсчета

с поправками

на

мениск

и

темпера­

туру;

диаметр

частиц породы данного

замера

и

наконец

процентное содержание суммы частиц данного и

меньших

диаметров.

Процентное содержание суммы частиц данного и

меньших

диаметров (

W

, %)

определяется

в

каждом случае

по

фор­

муле

100

Ь0п Я ,

(13)

где

у —удельный вес породы;

й/0 - навеска грунта;

R —отсчет по ареометру с поправками.

Таким образом,

имея диаметры частиц и содержание

их

(в %) в навеске

(в сумме с более мелкими), можно

обыч­

ным путем

построить кривую гранулометрического состава,

по которой

и определяется количество любой фракции.

В строительной практике иногда пользуются

классифика­

цией по К. Терцаги (табл. 4 ).

Т а б л и ц а 4

Классификация

частиц

грунта

Наименование фракций

Размер,

..

мм

Галька и кам ни .................

Более 5

Гравий...................................

5 -2

Песок:

очень крупны й ..............

2-1

крупный............................

'

1 -0 ,5

средний............................

0 ,5 -0 ,2 5

м елкий..............................

0 ,2 5 -0 ,1

тонкий ...............................

0 ,1 -0 ,0 5

Пыль:

крупная............................

0 ,0 5 -0 ,0 1

то н к ая ..............................

0 ,0 1 -0 ,0 0 5

Глинистые частицы . . . .

Менее 0 ,0 0 5

Для того чтобы определить вид грунта, необходимо

знать

количество составляющих его основных фракций.

Например,

для установления вида грунта по табл. 4

последовательно

сначала крупнее 10 мм, затем крупнее 2 мм,

далее крупнее

0,5

мм

и т. д.

Наименование грунта

принимается по пер­

вому удовлетворяющему показателю в порядке

расположения

наименований в

таблице.

Песчаные грунты по плотности их сложения

разделяются

на

плотные, средней плотности и рыхлые, в зависимости от

величины

коэффициентов пористости е

(табл.

5 ).