Гранулометрический анализ грунтов методом отмучивания (по а.Н. Сабанину)

_{Зависимость между, скоростью падения в воде частиц грунта и их размерами, которая приведена в таблице}

Диаметр частиц, мм	Скорость падения частиц в воде по А.Н. Сабанину, мм/с
0,05	0,2 (1сн: за-5 с)
0,01	0.02 (1см за 50 с)
0,005	0,00-16 (1с.м за 36 мин)
0,001	0,00012 (1см за 2 ч 24 мин)

Метод отмучивания Л.Н.Сабанина заключается в разделении грунта на фракции (группы зерен, близких по крупности) по скорости падения частиц в спокойной воде. Он применяется как самостоятельный истод гра­нулометрического анализа для мелких тонкозернистых песков и супесей.

При этом можно выделить фрак­ции (мм)-: более 0.25; 0,25--0.05; 0,05-0,01 мм менее 0,01 мм.

По исследованиям А.Н.Сабанина установлена зависимость ме­жду скоростью падения частиц и их диаметром (см. таблицу).

Непосредственное разделение грунта на фракции в приборе А.Н.Сабанина (рис.19) сводится к приготовлению суспензии (смеси води с взвешенным в ней грунтом), взмучиванию и отстаиванию через определенное время, прошедшее от конца взмучивания, слоя суспензии заданной высоты. Произведя многократное взмучивание и сливание, можно, зная соотношение между частицами и скоростью их падения в воде (см. таблицу), выделить фракции частиц определенных

размеров и опреде­лить их количественное содержа­ние в анализируемой пробе грунта (т.е. гранулометрический со­став).

При значительном содержании в исследуемом грунте частиц крупнее 0,25 мм и мельче 0,01 мм метод отмучивания может применяться в с ситовым и пипеточным методами.

3

.

4

.

6

.

5

.

2

.

1

.

_{Рис. 19. Схема установки для определения гранулометрического состав грунта:}

1 – Градуированный стеклянный стакан с суспензией (диаметром 68 мм и высотой 100 мм); 2 – стеклянный сифон с зажимом; 3 – штатив с уравнительным столиком; 5 – песочные часы; 6 – стеклянная палочка с резиновым наконечником

7.4 Гранулометрический анализ глинистых грунтов пипеточным методом

Пипеточный метод определения гранулометрического состава за­ключается в разделении грунта на фракции (группы зерен, близ­ких по крупности) по скорости падения частиц в спокойной во­де. Этот метод обычно применя­ется пли в сочетании с методом отмучивания (А.Н.Сабанина) для анализа супесчаных грунтов, если в качестве самостоятельно­го метода гранулометрического анализа для глинистых грунтов.

_{При комбинированном анализе пипеткой разделяются частицы менее 0,01г,выделение при анализе отмучиванием. В этом случае выделяются фракции: 0.01-0.005мм; 0,005-0,005; и; менее - 0,001мм.}

_{Основными частями прибора являются пипетка и градуиро­ванный стеклянный стакан, за­полняемый грунтовой суспензи­ей (Рис.20). После взмучивания суспензию оставляют на опреде­ленное время в покое. Затем пипеткой (ёмкостью 25см°) с ра­зличных глубин отбирают пробы суспензии. Эти пробы содержат только те частицы, которые не успели осесть за указанное вре­мя отстаивания. Определив мас­су высушенных проб и зная раз­мер отобранных частиц (устана­вливаемый с помощью таблиц или по другой методике по длительнос­ти отстаивания суспензии и глубине отбора проб), получают данные о гранулометрическом составе исследуемого грунта.}

4

.

8

.

2

.

3

.

1

.

9

.

5

.

7

.

6

.

_{Рис.20. Схема гранулометрического анализа пипеткой:}

1– пипетка; 2– штатив; 3– держатель; 4– градуированный стеклянный стакан; 5– аспиратор; 6– каучуковая трубка;

7– грунтовая суспензия; 8– зажимы; 9– экран.

Таблица 2 Классификация фракций при гранулометрическом анализе

Таблица 2

Наименование фракций		размер, частиц, мм
Валуны (окатанные) и камни (угловатые)	Крупные Средние мелкие	Более 800 800-400 400-200
Галька (окатанная) и щебень (угловатый)	Очень крупная Крупная Средняя Мелкая	200-100 100-60 60-40 40-20
Гравий (окатанный) и дресва (угловатая)	Крупный Средний Мелкий	20-10 10-4 4-2
Песчаная	Очень крупная Крупная Средняя Мелкая Тонкая	2-1 1-0,5 0,5-0,25 0,25-0,10 0,10-0,05
пылеватая	Крупная Мелкая	0,05-0,01 0,01-0,005
Глинистая	Грубая Тонкая	0,005-0,001 Менее 0,001

Более наглядное представление о составе грунта дает суммарная кривая гранулометрического состава в полулогарифмических координатах (рис 21). Построение этой кривой произведено по 8 и 4 строкам табл. 3.

Другой графический способ изображения гранулометрического состава - способ треугольных координат. Этот способ основан на свойстве равностороннего треугольника; сумма расстояний от любой точки, находящейся внутри равносторон­него треугольника, до его сторон равна высоте треугольника.

Рис.21. Суммарная кривая гранулометрического состава (штриховой линией показана дифференциальная кривая)

Таблица 3

Диаметр частиц, мм	2-1	1-0,5	0,5-0,25	0,25-0,05	0,05-0,01	0,01-0,005	<0,005
Содержание каждой фракции, %	8,5	10,0	9,5	42.0	17,0	4,0	9,0
Наибольший диаметр частиц во фракции, мм	2	1	0,5	0,25	0,05	0,01	0,005
Содержание суммы фракций, %	100	91,5	81,5	72,0	30,0	18,0	9,0
Название фракций	Песок 70,0				Пыль 21,0		Глина 9,0

Поэтому способу подсчитывают содержание песчаной, пылеватой и глинистой фракции в процентах (строка 5 табл. 3). Затем каждая высота треугольника делится на 100% и на соответствующих сторонах, откладываются проценты, которые показывают содержание той или иной фракции (рис.22). Таким образом, гранулометрический состав, изображенный по мето­ду треугольных координат, представляет собой точку.

Рис.22 Изображение гранулометрического состава по способу треугольных координат

Гранулометрический состав является главным образом классификационной характеристикой. В не которых случаях гранулометрический состав играет роль прямого показате­ля, так как с его помощью можно;

1) вычислить коэффициент фильтрации песков (однород­ных при отсутствии слоистости);

2) установить возможность механической суффозии грунта

3) произвести расчеты обратных фильтров для предотвращения механической суффозии;

4) составить так называете оптимальные смеси, отвечающих максимальной плотности (при устройстве дорог, аэро­дромов и пр.)

5) оценить грунты как материал для тела земляных пло­тин, дамб, насыпей, для приготовления бетона.