ОПРЕДЕЛЕНИЕ ГРАНУЛОМЕТРИЧЕСКОГО (ЗЕРНОВОГО) СОСТАВА ПЕСЧАНЫХ ГРУНТОВ СИТОВЫМ МЕТОДОМ
2.1. Аппаратура
2.1.1. Для определения гранулометрического (зернового) состава песчаных грунтов ситовым методом необходима следующая аппаратура:
набор сит (с поддоном); сита с размером отверстий 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1 мм;
весы лабораторные по ГОСТ 24104-2001 с гирями по ГОСТ 7328-2001;
стаканчики стеклянные по ГОСТ 25336-82;
ступка фарфоровая по ГОСТ 9147-80;
пестик по ГОСТ 9147-80 с резиновым наконечником;
чашка фарфоровая по ГОСТ 9147-80;
груша резиновая;
нож;
эксикатор по ГОСТ 25336-82 с прокаленным хлористым кальцием по ТУ 6-09-5077-87;
шкаф сушильный.
2.2. Подготовка к испытанию
Сита монтируют в колонку, размещая их от поддона в порядке увеличения размера отверстий. На верхнее сито надевают крышку.
Вес средней пробы должен составлять: для грунтов, не содержащих частиц размером более 2 мм, – 100 гс; для грунтов, содержащих до 10 % (по весу) частиц размером более 2 мм, – не менее 500 гс; для грунтов, содержащих от 10 до 30 % частиц размером более 2 мм, – 1000 гс; для грунтов, содержащих свыше 30 % частиц размером более 2 мм, – не менее 2000 гс.
2.3. Проведение испытания
2.3.1. Разделение грунта на фракции без промывки водой.
2.3.1.1. Среднюю пробу грунта надлежит отобрать в воздушно-сухом состоянии методом квартования (п. ) и взвесить на технических весах.
2.3.1.2. Взвешенную пробу грунта следует просеять сквозь набор сит с поддоном (п. ) ручным или механизированным способом. При просеивании пробы весом более 1000 гс следует высыпать грунт в верхнее сито в два приема.
Фракции грунта, задержавшиеся на ситах, высыпают, начиная с верхнего сита, в ступку и дополнительно растирают пестиком с резиновым наконечником, после чего вновь просеивают на этих же ситах.
Полноту просеивания фракций грунта проверяют встряхиванием каждого сита над листом бумаги. Если при этом на лист выпадают частицы, то их высыпают на следующее сито; просев продолжают до тех пор, пока на бумагу перестанут выпадать частицы.
2.3.1.3. Фракции грунта, задержавшиеся после просеивания на каждом сите и прошедшие в поддон, следует перенести в заранее взвешенные стаканчики или фарфоровые чашечки и взвесить.
Сложить веса всех фракций грунта. Если полученная сумма веса всех фракций грунта превышает более чем на 1 % вес взятой для анализа пробы, то анализ следует повторить.
Потерю грунта при просеивании разносят по всем фракциям пропорционально их весу.
2.3.2. Разделение грунта на фракции с промывкой водой.
2.3.2.1. Следует отобрать пробу грунта (п. ).
2.3.2.2. Пробу грунта надлежит высыпать в заранее взвешенную фарфоровую чашку, смочить водой и растереть пестиком с резиновым наконечником. Затем следует залить грунт водой, взмутить суспензию и дать отстояться 10 – 15 с. Слить воду с неосевшими частицами (взвесь) сквозь сито с отверстиями размером 0,1 мм.
Взмучивание и сливание следует проводить до полного осветления воды над осадком: смыть оставшиеся на сите частицы при помощи резиновой груши в фарфоровую чашку, а отстоявшуюся воду слить.
2.3.2.3. Промытую пробу грунта необходимо высушить до воздушно-сухого состояния и взвесить чашку с грунтом.
2.3.2.4. Вес частиц грунта размером менее 0,1 мм следует определить по разности между весом средней пробы, взятой для анализа, и весом высушенной пробы грунта после промывки.
2.3.2.5. Грунт следует просеять сквозь набор сит (п. ). Полноту просеивания фракций грунта сквозь каждое сито следует проверять над листом бумаги (п. ).
2.3.2.6. Каждую фракцию грунта, задержавшуюся на ситах, следует взвесить отдельно. Потерю грунта при просеивании разносят по фракциям пропорционально их весу.
2.4. Обработка результатов
2.4.1. Содержание в грунте каждой фракции А в % надлежит вычислять по формуле
(1)
где gф – вес данной фракции грунта, гс;
g1 – вес средней пробы грунта, взятой для анализа, гс.
2.4.2. Результаты анализа регистрируют в журнале (см. приложение ), в котором указывают процентное содержание в грунте фракций:
а) размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5 и менее 0,5 мм – при разделении грунта без промывки водой;
б) размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,1 и менее 0,1 мм – при разделении грунта с промывкой водой.
Результаты анализа необходимо сопровождать указанием метода определения.
Определение гранулометрического состава песков
Пески относятся к несвязным грунтам, поэтому во многом именно их зерновой состав определяет механические свойства. Чем крупнее частицы, тем хуже сжимается грунт, больше угол внутреннего трения. А ведь ради определения показателей свойств, в конечном счете, изыскания и выполняют.
Пески принято разделять на:
– гравелистые, где частиц диаметром более 2 мм более 25%;
– крупные, где больше половины частиц имеют размер более 0,5 мм;
– средней крупности, где больше 50% частиц имеют размер более 0,25 мм;
– мелкие, с количеством зерен более 0,1 мм от 75%;
– пылеватые, где количество частиц размером 0,1 мм менее 75%.
Ситовый метод
Основным является ситовый метод, суть которого очень проста. Если песок чистый, то используются только сита, если глинистый, то еще и с промывкой водой. Стандартный комплект включает в себя сита с круглыми отверстиями диаметром 10, 5, 2, 1 мм, а также сита из латунной или медной сетки с ячейками 0,5; 0,25 и 0,1 мм. К слову, в Европе и США сита имеют другие размерности.
Взвешенную пробу грунта пропускают через сита, взвешивают по отдельности остаток в каждом и вычисляют процент от исходной массы. В сумме должно получиться 100%.
Если песок глинистый, то заранее взвешенный образец смачивают, растирают в фарфоровой чашке, выкладывают на самое тонкое сито и промывают до светлой воды. То, что осталось в сите, высушивают и пропускают через весь набор сит.
Определяем грансостав песка самостоятельно
В поле геолог определяет грансостав песка на глаз. Если вдруг он ошибся, лаборатория его поправит.
Гравелистый песок имеет частицы размером с гречневую крупу, крупный можно сравнить с сахарным песком (с тем, который крупный). Песок средней крупности похож по размеру частиц на соль грубого помола. То, что мельче, будет песком мелким, а если частицы едва заметны, но при этом грунт не скатывается в колбаску, значит перед вами пылеватый песок.
Основная ошибка возникает в случае неоднородного грансостава, а это не редкость. Кстати, по коэффициенту неоднородности можно судить об устойчивости песка к суффозии.
Гранулометрический состав грунтов
Определить объем работ |
Заключить договор |
Встретить буровую машину |
Получить технический отчет заказать сейчас |
В условиях лаборатории на отобранных пробах грунта проводят различные испытания для определения основных физико-механических свойств. Гранулометрический состав является одним из главных показателей, характеризующих особенности почвы, поскольку он показывает содержание относительного
количества частиц разной величины в образце в весовых процентах. Также гранулометрический состав влияет и на другие характеристики грунта, такие как: пористость, высота капиллярного поднятия, водопроницаемость, величину поглотительной способности, усадку грунта, набухание, водный, тепловой и воздушный режимы.
Выполняя инженерно-геологические изыскания важно учитывать все вышеперечисленные показатели почвы для получения максимально детальной информации об участке исследования
Определение гранулометрического состава в лабораторных условиях
Гранулометрический состав определяется как в полевых, так и в лабораторных условиях. Наиболее точным методом вычисления данной характеристики все же является лабораторный метод
Важно перед началом испытаний тщательно подготовить образец. Для этого пробу грунта лаборанты разделяют на элементарные частицы, после чего растирают ее и обрабатывают различными щелочами и кислотой
В конечном итоге отобранный образец грунта проходит кипячение.
В условиях лаборатории проводить исследования грунта на гранулометрический состав возможно следующими способами:
- ситовой (без промывки водой);
- ситовой (с промывкой водой);
- ареометрический способ;
- лазерный способ (лазерный гранулометр);
- пипеточный способ (применяется только для специальных целей по требованию заказчика).
Ситовой способ «с» и «без промывки водой» чаще используется на песчаных грунтах, а пипеточный и ареометрический способы в свою очередь – на глинистых.
Также стоит отметить, что несущая способность грунтов песчаных обусловлена в первую очередь наличием трения между их частицами, поскольку песок является сыпучим веществом. Несущая способность песчаных грунтов имеет свойство увеличиваться с ростом плотности грунта и его крупности. И в этом случае гранулометрический состав играет важную роль, поскольку с его помощью можно определить крупность зерен песчаного грунта.
- Ситовой метод гранулометрического анализа
Данный метод заключается в разделении образца грунта на гранулометрические фракции при помощи набора специальных сит и с их последующим взвешиванием. - Ареометрический метод гранулометрического анализа.
Заключается в измерении плотности готовой суспензии глинистого грунта при помощи ареометра (специальный прибор) в ходе ее отстаивания. - Пипеточный метод гранулометрического анализа
Для проведения испытаний данным методом необходима специальная аппаратура (помимо ареометра), утвержденная ГОСТом 12536-79 и другие вспомогательные инструменты (пипетка, весы, аспиратор, колба, штатив). Данный метод используется только лишь для решения конкретно поставленных задач и не является обязательным.
Зависимость физических свойств грунта от гранулометрического состава
Физические свойства грунтов напрямую зависят от механического показателя гранулометрического состава. При уменьшении показателя отдельных частиц в грунте повышается и его гигроскопичность, емкость поглощения, высота капиллярного водоподъема. Если в пробе грунта при лабораторных испытаниях был получен размер частиц более 0,005 мм, специалисты могут смело делать выводы о том, что пластичность, набухание и липкость в нем практически отсутствуют.
Выполнять геологические изыскания необходимо в комплексе с лабораторными исследованиями. Только в этом случае результаты изысканий смогут дать максимально достоверную информацию об участке и его геологических особенностях.
2 Нормативные ссылки
В настоящем стандарте использованы нормативные ссылки на следующие межгосударственные стандарты:
ГОСТ 342-77 Реактивы. Натрий дифосфат 10-водный. Технические условия
ГОСТ 3760-79 Реактивы. Аммиак водный. Технические условия
ГОСТ 5180-2015 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик
ГОСТ 8735-88 Песок для строительных работ. Методы испытаний
ГОСТ 8984-75 Силикагель-индикатор. Технические условия
ГОСТ 9147-80 Посуда и оборудование лабораторные фарфоровые. Технические условия
ГОСТ 12071-2000 Грунты. Отбор, упаковка, транспортирование и хранение образцов
ГОСТ 24104-2001* Весы лабораторные. Общие технические требования
_________
* В Российской Федерации действует ГОСТ Р 53228-2008 «Весы неавтоматического действия. Часть 1. Метрологические и технические требования. Испытания».
ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация
ГОСТ 25336-82 Посуда и оборудование лабораторные стеклянные. Типы, основные параметры и размеры
ГОСТ 28498-90 Термометры жидкостные стеклянные. Общие технические требования. Методы испытаний
Примечание – При пользовании настоящим стандартом целесообразно проверить действие ссылочных стандартов в информационной системе общего пользования – на официальном сайте Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии в сети Интернет или по ежегодно издаваемому информационному указателю «Национальные стандарты», который опубликован по состоянию на 1 января текущего года, и по выпускам ежемесячного информационного указателя «Национальные стандарты» за текущий год. Если ссылочный стандарт изменен (заменен), то при пользовании настоящим стандартом следует руководствоваться заменяющим (измененным) стандартом. Если ссылочный стандарт отменен без замены, то положение, в котором дана ссылка на него, применяется в части, не затрагивающей эту ссылку.
Как гранулометрический состав влияет на растения?
И фракция, и представление разными минералами влияет на аграрно-технические свойства почвы. В частности, состав может определить водно-воздушную среду грунта, его склонность к процессам эрозии, агрегированность, плотность, биологические и химические качества. Так, например, песчаные и глинистые почвы обуславливают слабость среды в плане воздушного и влажностного обмена. Это губительно для большинства растений – особенно, выращиваемых в рамках сельскохозяйственных угодий, где на плодородный слой также влияет и характер возделывания. Но гранулометрический состав важен для растительности даже не столько с точки зрения структуры и плотности, сколько содержанием полезных элементов. Иногда наличие магния, фосфора и солей само по себе обеспечивает оптимальный пласт питательной базы, избавляя и от необходимости внесения дополнительных удобрений.
Определение грансостава отмучиванием
Не раз в интернете встречал способ самостоятельного определения типа грунта с помощью банки с водой. Иначе его можно назвать методом Рутковского или отмучивания. Он позволяет выделить песчаные частицы (крупнее 0,05 мм), пылеватые (от 0,05 до 0,002 мм) и глинистые (менее 0,002 мм), и приблизительно определить разновидность грунта.
Метод можно использовать самостоятельно, если в грунте нет частиц крупнее 2 мм или если их предварительно отсеять.
Перетертый грунт в небольшом объеме засыпаем в прозрачную емкость, заливаем водой, хорошо перемешиваем и даем отстояться 60 секунд
После этого воду осторожно сливают и так до тех пор, пока вода через 1 минуту не станет чистой. То, что останется в емкости — песчаные частицы
Их содержание в породе определяют по отношению оставшегося объема грунта к первоначальному.
Глинистые частицы определяют иначе. 20 кубиков перетертого грунта (V1) (примерно 2 столовые ложки) заливаем водой (примерно 40-60 мл), перемешиваем и доливаем до 100 мл. Суспензия отстаивается 24-48 часов. Глинистые частицы за это время набухнут, остается измерить полученный объем (V2) и посчитать по формуле приращение А: А=(V2-V1)/V1.
Содержание глинистых частиц (в %) будет равно Ах22,67.
Пылеватые частицы определяем путем вычитания из 100% сумму глинистых и песчаных частиц в %.
Финишный этап — определение грунта по треугольнику (по В.В. Охотину). Получившиеся значения в процентах нужно отметить на соответствующей стороне треугольника, а потом нарисовать прямые по сетке. Точка их пересечения укажет на название грунта.
На мой субъективный взгляд это способ слишком муторный, проще и намного быстрее скатать колбаску.
Отмечу, что этот способ не входит ни в один ГОСТ, а причина — низкая точность и грубое деление по фракциям. К тому же не все глинистые частицы набухают. Известно, что фарфор и фаянс делают из каолиновых глин, а все потому что эта глина не набухает, а значит и усадку не дает (не трескается при высыхании).
Методы гранулометрического анализа
Для точного установления гранулометрического состава применяют лабораторные методы, позволяющие находить количество всех групп механических элементов, слагающих почву или грунт.
При исследованиях гранулометрического состава почв/грунтов песчаного и крупнообломочного состава, реже в супесчаных, применяется ситовой метод (метод просеивания на ситах). Пробы грунта просеивают через набор сит с отверстиями разного диаметра: 10; 5; 2; 1; 0,5; 0,25; 0,1. Каждую фракцию грунта, задержавшуюся на ситах, взвешивают и рассчитывают процентное содержание по отношению к общей массе грунта. При проведении гранулометрического анализа песков с размером частиц от 10 до 0,5 мм просеивание проводится без промывки, а от 10 до 0,1 мм с промывкой водой
Для исследования гранулометрического состава глинистых и суглинистых грунтов для частиц менее 0,1мм применяют ареометрический и пипеточный методы гранулометрического анализа. Эти методы основаны на зависимости, существующей между скоростями падения частиц и их размером. Если взмутить суспензию почвы/грунта и оставить ее в спокойном состоянии, то постепенно взмученные частицы осядут. Быстрее будут осаждаться более крупные по размеру и более тяжелые механические элементы, то есть плотность и механический состав суспензии будут изменяться с течением времени.
При ареометрическом методе производят измерения плотности отстаиваемой в цилиндре суспензии ареометром через определенные промежутки времени. Плотность, измеренная ареометром, зависит от содержания в суспензии взвешенных твердых частиц. Получив значения убывающей плотности через определенные промежутки времени, с помощью расчетных формул или по номограммам определяют процентное содержание частиц определенного размера.
Пипеточный метод предполагает отбор проб суспензии из цилиндра с определенных глубин через разные промежутки времени. Для производства анализа взмучивают грунтовую суспензию и оставляют ее в покое на определенное время, после чего специальной пипеткой с нужной глубины отбирают пробу суспензии. Такая проба содержит только те частицы, которые не успели осесть за указанное время отстаивания. При следующих пробах, взятых пипеткой через большие промежутки времени от начала отстаивания суспензии, получают более мелкие частицы. Определяя массу высушенных проб и зная размер отобранных частиц (вычисляемый по длительности отстаивания суспензии и глубине взятия проб), вычисляют процентное содержание этих частиц в образце почвы/грунта.
Сведения о стандарте
3 ПРИНЯТ Межгосударственным советом по стандартизации, метрологии и сертификации (протокол от 5 декабря 2014 г. № 46)
За принятие проголосовали:
Краткое наименование страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Код страны по МК (ИСО 3166) 004-97
Сокращенное наименование национального органа по стандартизации
Минэкономики Республики Армения
Госстандарт Республики Беларусь
Госстандарт Республики Казахстан
4 Приказом Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 12 декабря 2014 г. № 2022-ст межгосударственный стандарт ГОСТ 12536-2014 введен в действие в качестве национального стандарта Российской Федерации с 1 июля 2015 г.
6 ПЕРЕИЗДАНИЕ. Февраль 2019 г.
ГОСТ 12536-2014
МЕЖГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ
Методы лабораторного определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава
Soils. Methods of laboratory granulometric (grain-size) and microaggregate distribution
Дата введения – 2015-07-01
Влияние гранулометрического состава на продуктивность растений
Продуктивность растений на почвах различного гранулометрического состава может существенно различаться, что объясняется различием в свойствах почв.Оптимальный гранулометрический состав зависит от условий влагообеспеченности и технологии возделывания.В засушливых условиях низкий запас влаги в лёгких почвах (супесях и песках) и слабый капиллярный подъём приводят к существенному снижению урожайности. В условиях хорошего и избыточного увлажнения такие почвы лучше аэрируются и растения на них чувствуют себя лучше.Низкий запас элементов питания в лёгких почвах можно легко устранить при внесении удобрений, которые имеют высокую эффективность на таких почвах вследствие малой буферности.
Классификации почв по гранулометрическому составу
В настоящее время получили распространение два основных принципа построения классификаций:
На основании содержания физической глины с учётом доминирующей фракции и типа почвообразования. Разработана Н.А. Качинским и принята в России и в некоторых других странах.
Треугольник Ферре
На основании относительного содержания фракций песка, пыли и глины по Аттербергу. Международная классификация, классификации общества почвоведов (SSSA) и общества агрономов (ASSA) США. Для определения названия почвы используют треугольник Ферре.
Однозначного перехода от одной классификации к другой не существует, однако используя кумулятивную кривую выражения результатов гранулометрического состава можно назвать почву по обеим классификациям.
3 Термины и определения
В настоящем стандарте применены термины по ГОСТ 25100, а также следующие термины с соответствующими определениями:
3.1 глинистый грунт: Связный грунт, состоящий в основном из пылеватых и глинистых (не менее 3 %) частиц, обладающий свойством пластичности (Ip ³ 1 %).
3.2 гранулометрический состав грунта: Процентное содержание первичных (т. е. не связанных в агрегаты) частиц различной крупности по фракциям, выраженное по отношению к их общей массе.
3.3 микроагрегатный состав: Это количественное содержание в грунте и первичных, и вторичных частиц (т. е. сцепленных в агрегаты) по фракциям, и выраженное в процентах по отношению к их общей массе.
3.4 грунт: Горные породы, почвы, техногенные образования, представляющие собой многокомпонентную и многообразную геологическую систему и являющиеся объектом инженерно-хозяйственной деятельности человека.
Примечание – Грунты могут служить:
– материалом оснований зданий и сооружений;
– средой для размещения в них сооружений;
– материалом самого сооружения.
3.5 дисперсный грунт: Грунт, состоящий из отдельных минеральных частиц (зерен) разного размера, слабосвязанных друг с другом; образуется в результате выветривания скальных грунтов с последующей транспортировкой продуктов выветривания водным или золовым путем и их отложения.
3.6 коэффициент кривизны: Показатель, характеризующий форму кривой гранулометрического состава.
3.7 крупнообломочный грунт: Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером крупнее 2 мм составляет более 50 %.
3.8 кумулятивная кривая гранулометрического состава: Графическое изображение гранулометрического состава горной породы.
3.9 органическое вещество: Органические соединения, входящие в состав грунта.
3.10 органо-минеральный грунт: Грунт, содержащий от 3 % до 50 % (по массе) органического вещества.
3.11 песчаный грунт (песок): Несвязный минеральный грунт, в котором масса частиц размером 0,05 – 2 мм составляет более 50 % и число пластичности Ip Таблица 1 – Методы определения гранулометрического состава грунтов
Размер фракции грунта, мм
Разновидность метода определения
Песчаные, при выделении зерен песка крупностью
Ситовой без промывки водой (4.2)
Ситовой с промывкой водой (4.2)
Гранулометрический (зерновой) и микроагрегатный составы
Пипеточный. Применяется только для специальных целей, предусмотренных заданием (4.4)
4.1.6 Пробы грунта при разделении их на фракции подготовляют:
– для выделения частиц размером более 0,1 мм – растиранием грунта и растиранием с промывкой водой. Допускается растирать образцы грунта в растирочной машине, не вызывающей дробления частиц;
– для выделения частиц размером менее 0,1 мм – микроагрегатным (полудисперсным) способом: навеску грунта растирают, помещают в коническую колбу, заливают дистиллированной водой и кипятят с добавлением аммиака в течение 0,5 – 1 ч. После этого полученную суспензию переносят в цилиндр. Во избежание коагуляции в грунтовую суспензию в качестве стабилизатора добавляют пирофосфорнокислый натрий.
4.1.7 При определении гранулометрического (зернового) состава грунтов ситовым методом с промывкой водой применяют водопроводную или профильтрованную дождевую (речную) воду, а при определении гранулометрического (зернового) состава грунтов ареометрическим и пипеточным методом – дистиллированную воду.
4.1.8 Для определения гранулометрического (зернового) и микроагрегатного состава грунтов, содержащих органические вещества, следует брать образцы естественной влажности и сложения.
4.1.9 При определении гранулометрического (зернового) или микроагрегатного состава грунтов ареометрическим или пипеточным методом цилиндры, в которых проводится отстаивание суспензии, должны быть защищены от колебания температуры и не подвергаться сотрясениям.
4.1.10 Взвешивание проб грунта на технических весах следует проводить с погрешностью до 0,01 г, а при массе проб грунта 1000 г и более взвешивание допускается проводить с погрешностью до 1 г.
Взвешивание на аналитических весах должно проводиться с погрешностью до 0,001 г.
4.1.11 Результаты вычисления гранулометрического состава грунтов следует определять с погрешностью до 0,1 %.
Общие сведения о гранулометрическом составе
Под гранулометрическим составом понимается наличие механических элементов в почве. Причем в данном случае почву можно рассматривать как общее обозначение грунта, который может быть также искусственным. Что касается частиц, то они могут иметь разные характеристики и происхождение. Также встречаются разные по концентрации виды составов. Например, гранулометрический состав песка будет в той или иной мере однородным, даже в плане содержания частиц определенной фракции. Специалисты отмечают, что минимальный размер элементов, которые способны выявлять практикуемые техники данного анализа, составляет лишь 0,001 мм.
В соответствии с ГОСТом выделяется шесть наименований фракций – это те же песчаные частицы, глыбовые, гравийные, глинистые и др. Каждая фракция имеет не только свой диапазон типоразмеров, но и биологическое происхождение. При этом не стоит думать, что только лишь содержанием мелких частиц характеризуется гранулометрический состав. ГОСТ под номером 12536-79 также отмечает, что максимальный размер фракции, которая учитывается как составная часть почвы, достигает 200 мм. Это преимущественно валунные элементы, которые могут иметь и большие размеры. Самую же мелкую фракцию представляет глина, хотя в этом показателе с ней могут конкурировать и песчаные частицы.
Сита
Днища сит, применяемых для ситового анализа, представляют собой сетки с нормированными линейными размерами ячеек. Номер тканой проволочной сетки соответствует размеру (в миллиметрах) стороны ячейки в свету, причем если этот размер менее 1 мм, то в обозначении номера сита опускается запятая перед десятыми долями миллиметра. Нижняя граница размеров ячеек проволочных тканых сит находится около 0,04 мм. Очень тонкие сита могут быть использованы только для анализа хорошо просеивающихся мелких порошков.
Шелковые сетки, в зависимости от толщины нитей основы и утка, различают по массе облегченные и утяжеленные (ГОСТ 4403-77). Номер сита с облегченной тканью определяют числом отверстий на 1 погонный сантиметр по основе и утку. Номер сита с утяжеленной тканью определяют числом отверстий на 10 погонных сантиметров по основе и утку.
Номер металлических пробивных сит с круглыми отверстиями, используемых для рассева крупноизмельченных материалов, соответствует диаметру отверстий в миллиметрах, умноженному на 9 (ГОСТ 21-77).
Выпускаются сетки проволочные тканые с квадратными ячейками нормальной точности (ГОСТ 6613-73), контрольные и высокой точности (ГОСТ 3584-73) с размером стороны ячейки в свету от 0,04 до 2,5 мм. Контрольные сетки предназначены для контроля различных материалов по размеру частиц при дроблении, сетки высокой точности – для разделения по размеру зерен дробленых материалов.
В некоторых странах практикуется нумерация нормированных тканых сит по числу отверстий на 1 погонный дюйм (25,4 мм). Это число носит название «меш».
В табл. 4 приведены данные о ситовых шкалах проволочных тканых сит с квадратными отверстиями.
Ситовая ткань натягивается на круглую или квадратную обечайку. Круглое сито имеет обычно диаметр 20 см и высоту борта 5 см. Квадратные сита имеют размеры 22х22 см и высоту борта 9 см. При сухом рассеве сито плотно насаживается на поддон, улавливающий материал прохода; высота поддона обычно равна 3,5 см. Сверху сито плотно закрывается крышкой, за исключением случаев, когда просеивание производится при помощи кисточки или мокрым способом. Поддон при мокром просеивании используется лишь в тех случаях, в которых требуется определить проход через сито.
Сита, входящие в набор, плотно вставляются одно в другое, образуя набор сеток с уменьшающимися сверху вниз размерами ячеек.
Методы определения гранулометрического состава различных материалов регламентируются стандартами и техническими условиями. В соответствии с этим выпускаются специальные наборы сит для ситового анализа отдельных видов материалов (зерна, семян сельскохозяйственных культур, удобрений, почвы, формовочных материалов, цемента и др.). В комплект фармакопейных сит включаются сита шелковые прямоугольные (ГОСТ 4403-77) с размерами ячеек от 0,1 до 0,315 мм, сито проволочное квадратной формы с размером отверстий 0,500 мм (ГОСТ 3524-47) и сита металлические с пробивными отверстиями круглой формы с размерами отверстий от 1 до 10 мм.
Виды обломочных несцементированных грунтов
Исходя из неоднородного состава, существует определенная классификация, позволяющая соотносить исследуемые образцы к одной из категорий.
Выделяют такие виды обломочных несцементированных грунтов:
- песчаные;
- суглинки;
- супеси;
- крупнообломочные;
- глиняные.
В основе данной классификации лежит принцип фракционного размера обломков, от чего напрямую зависят свойства, в том числе степени водопоглощения и водорастворения.
Крупнообломочные
Это несвязные крупнодисперсные фракции, сформированные в результате воздействия водных потоков и ледников на скальные породы.
В их составе свыше 50% частиц, диаметр которых превышает 2 мм.
Подразделяются на два вида: с высоким содержанием песчаных (свыше 40%) и глинистых (свыше 30%) частиц.
Они могут быть достаточно однородными, однако все они характеризуются степенью водонасыщения, текучестью и уровнем влажности.
Такие грунты образуются в результате сильного выветривания горных пород.
Щебенистые
Разновидность галечниковых грунтов плотностью от 1,2 до 3 г/см3, представляющие собой раздробленную в результате естественных причин скальную породу.
Частицы в виде щебеночных обломков, имеют размеры от 10 до 200 мм, причем разной формы (игловатая, пластинчатая). Данные грунты в сухом состоянии обладают крайне низкой способностью связываться между собой.
Грунт характеризуется низкой способностью к сжатию, давая эффективную основу для фундамента строений.
Дресвяные/гравийные
Дресвяные и гравийные грунты – это обломочная категория грунтовых составов, имеющая частицы окатанного типа, размером от 3 до 70 мм. Чаще всего такие грунты располагаются в поймах рек, рядом с озерами, прудами и морями.
Различный минералогический состав частиц, составляющих такие грунты, придает ему определенную скелетность, неплохую прочность и устойчивость.
Песчаные
Песчаные грунты – это смесевые частицы разрушенных твердых (горных) пород, включающих в себя зерна кварца и ряда других минералов.
В зависимости от особенностей входящих в состав такого грунта элементов он может иметь высокую, среднюю или низкую плотность. По характеристикам он относится к несвязному минеральному типу, размеры частиц которого составляют от 0,05 до 2 мм в объеме, не больше 50%.
Крупный и гравелистый песок
Песок гравелистого типа состоит из песчинок, размерами от 0,28 мм до 5-6 мм и обладает хорошей несущей способностью за счет плотности 5,5-6,5 кг/см2.
Достаточно схожими свойствами обладает крупный песок, где размеры песчинок составляют от 0,30 до 2 мм.
В состав обоих типов песка входят такие минералы, как полевой шпат (8%), кварц (70%), кальцит (3%) и прочие (11%).
Примечательно, что свойство грунта в плане хорошей несущей способности не зависит от объема влаги, присутствующей в составе гравелистого и крупного песка.
Средний и мелкий песок
Мелкий песок состоит из песчинок, размерами от 1,5 до 2,0, а средний – от 2,0 до 3,0 мм. Такие песчаные составы имеют в среднем плотность порядка 3-5 кг/см2, которая дает им высокую несущую способность.
В отличие от крупного и среднего, мелкий песок при насыщении влагой теряет свои прочностные свойства, которые уменьшаются в 2 раза.
Пылеватые частицы
По своему минеральному составу пылеватые частицы – это практически чистый кварц, реже — полевые шпаты с примесью других минералов. Размеры таких составов от 0,050 до 0,001 мм.
В сухом состоянии они обладают крайне слабой связанностью, имеют низкий уровень пластичности. Хороший капиллярный состав позволяет поднимать воду на высоту до 2,5-3 м.
Суглинок и глинистые частицы
Суглинок – рыхлая порода осадочного типа, содержащая в среднем от 10 до 30% глинистых веществ, размером менее 0,005 мм. В таком грунте может присутствовать супесь – песчаные частицы с содержанием глинистых примесей в объеме до 10%, которые по своим характеристикам очень схожи с песчаными грунтами.
В песчаных суглинках содержится в основном кварц с воднорастворимыми солями, а в глинистых – минералы монтмориллонит, иллит и каолинит.
