Методи лабораторних випробувань ґрунтів

Найменування ґрунтів		Склад ґрунту	Метод визначення
Піщані, при визначенні зерен наступних розмірів:	від 10 до 0,5 мм	Гранулометричний (зерновий)	Ситовий без промивання водою
	від 10 до 0,1 мм		Ситовий з промиванням водою
Глинисті		Гранулометричний (зерновий)	Ареометричний
		Гранулометричний (зерновий) та мікроагрегатний	Піпетковий. Використовується тільки з певною метою

Ситовий метод. Для гравію, піску та крупних фракцій інших безструктурних зернистих ґрунтів використовується метод послідовного просівання ґрунту через сита з просвітами, що зменшуються. Набір сит згідно [34] повинен складатися з сит з розмірами отворів 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм. Останні два сита застосовуються для ґрунтів лише за умови промивання водою за відповідною методикою.

Метод гранулометричного аналізу за часом осаду часток. Цей метод базується на формулі Джорджа Габріеля Стокса (англійського фізика, професора математики), за якою можливо вирахувати швидкість випадіння часток ґрунту в осад, в залежності від їх розміру:

, см/с (1.26)

де g – прискорення сили тяжіння, см/с²;

r – радіус ґрунтових часток, см;

η – динамічна в’язкість рідини, (Па*с).

Змучені в воді частки ґрунту будуть випадати в осад з різною швидкістю, в залежності радіуса часток, їх щільності і щільності рідини. За формулою Дж. Г. Стокса розраховані проміжки часу, через які необхідно відбирати проби для визначення вмісту часток певного розміру.

Визначення швидкості випадіння в осад ґрунтових часток за формулою Дж. Г. Стокса не є дуже точним, оскільки формула розрахована на частинки круглої форми, а ґрунтові частинки можна вважати круглими лише умовно. Однак для глинистих ґрунтів ця формула дає найбільш правильні дані, які добре узгоджуються з властивостями ґрунтів.

З усіх методів гранулометричного аналізу, основаних на аналізі за часом випадіння в осад, найбільше розповсюдження отримали: піпетковий метод (метод проф. Г.В. Робінзона, завдання 3) [34], ареометричний метод (завдання 4) [34] , метод проф. А.М. Сабаніна, метод проф. С.І. Рутковського (завдання 2).

Метод А.М. Сабаніна рекомендується для аналізу глинистих ґрунтів з розміром часток менше 0,5 мм, які мають невелику кількість (не більше 10 %) часток розміром менше 0,01 мм. Метод А.М. Сабаніна отримав назву метода подвійного відмучування. Ґрунт попередньо відмучують у чашках, а потім в стакані приладу А.М. Сабаніна. Після збовтування ґрунтової суспензії їй дають відстоятися деякий час, а потім зливають за допомогою сифону воду з дрібними частками <0,05 та <0,01 мм в фарфорову чашку. Процес повторюють до освітлення рідини в стакані. Для отримання фракцій <0,05 мм зливають 6 см суспензії через 30 секунд, фракції <0,01 мм – 2 см суспензії через 4 хвилини. Ґрунтові фракції в стакані і чашці висушують, охолоджують і зважують.

Всі згадані вище методи досить трудомісткі, потребують значного часу та значної кількості дистильованої води. Оскільки гранулометричний склад й більшості випадків є не розрахунковою, а класифікаційною характеристикою, в будівельній практиці часто використовують спрощені аналізи (метод проф. С.І. Рутковського та визначення гранулометричного складу за набуханням глинистої фракції), хоча їх використання не регламентується нормативним документами.

Визначення вмісту глинистої фракції базується на властивості цієї фракції збільшуватися в об’ємі під дією води. Для використання цього типу гранулометричного аналізу проф. В.В. Охотіним та проф. С.М. Муровлянским розроблена дорожня класифікація ґрунтів за вмістом глинистої фракції – таблиця 1.21.

Таблиця 1.21