Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 19 )

Добавляют задержавшиеся на сите частицы к частицам, оставшимся на дне фарфоровой чашки, переносят их в заранее взвешенный фарфоровый тигель или стеклянный бюкс, выпаривают на песчаной бане, высушивают в сушильном шкафу до постоянной массы и просеивают сквозь сита с размером отверстий 0,5; 0,25 и 0,1 мм. При анализе илов, черноземов и других грунтов высушенные до постоянной массы частицы просеивают сквозь набор сит с размерами отверстий 10; 5; 2; 0,5; 0,25; 0,1 мм.

Частицы, прошедшие сквозь сито с размерами отверстий 0,1 мм, переносят в цилиндр с суспензией. Взвешивают фракции, задержавшиеся на ситах. Цилиндр доливают водой (если это потребуется) до 1 л.

При анализе пробы, суспензия которой при опробовании на коагуляцию коагулирует, перед доливанием воды в цилиндр добавляют в него 25 см3 раствора пирофосфорнокислого натрия: 4% - из расчета на безводный пирофосфорнокислый натрий (Na4P2O7); 6,7% - из расчета на водный пирофосфорнокислый натрий (Na4P2O7·10H2O).

Взбалтывают суспензию мешалкой в течение 1 мин, замечают время окончания взбалтывания и, спустя 20 с, осторожно опускают ареометр в суспензию. Ареометр должен свободно плавать, не касаясь стенок цилиндра.

Производят первые отсчеты плотности суспензии по верхнему краю мениска через 30 с, 1, 2 и 5 мин после начала опыта (после окончания взбалтывания), не вынимая ареометра из суспензии. Отсчеты по ареометру не должны превышать 5-7 с.

По табл. 20 определяется время взятия отсчета по ареометру после окончания взбалтывания суспензии.

Таблица 20

Диаметр фракции зерен грунта, мм	Время от конца взбалтывания суспензии до замера ее плотности
Менее 0,05	1 мин
" 0,01	30 мин
" 0,005	3 ч

Примечание. Для удобства работы с ареометром берут упрощенные отсчеты, т. е. отбрасывают единицу и переносят запятую на три знака вправо; в этом случае тысячные деления будут представлять собой целые числа, а десятитысячные, которые берут на глаз - десятые.

Ареометр вынимают из суспензии и опускают его в цилиндр с дистиллированной водой.

Последующие отсчеты плотности суспензии производят через 15, 30 мин, 1; 1,5; 3 и 4 часа. Ареометр опускают в суспензию за 5-10 с до очередного замера немного глубже, чем при предыдущем замере. После взятия каждого отсчета ареометр из суспензии вынимают.

Контроль за температурой суспензии осуществляют ее замерами с точностью до 0,5 °С в течение первых 5 мин (до начала опыта) и затем после каждого замера плотности суспензии ареометром. При температуре, отличающейся от плюс 20 °С, к отсчетам по ареометру вносят температурную поправку, определяемую по табл. 21.

Таблица 21

Температурные поправки к отсчетам по ареометру

Температура суспензии, °С	Поправки к отсчету по ареометру
10,0	-1,2
10,5	-1,2
11,0	-1,2
11,5	-1,1
12,0	-1,1
12,5	-1,0
13,0	-1,0
13,5	-0,9
14,0	-0,9
14,5	-0,8
15,0	-0,8
15,5	-0,7
16,0	-0,6
16,5	-0,6
17,0	-0,5
17,5	-0,4
18,0	-0,3
18,5	-0,3
19,0	-0,2
19,5	-0,1
20,0	0,0
20,5	+0,1
21,0	+0,2
21,5	+0,3
22,0	+0,4
22,5	+0,5
23,0	+0,6
23,5	+0,7
24,0	+0,8
24,5	+0,9
25,0	+1,0
25,5	+1,1
26,0	+1,3
26,5	+1,4
27,0	+1,5
27,5	+1,6
28,0	+1,8
28,5	+1,9
29,0	+2,1
29,5	+2,2
30,0	+2,3

В отсчеты плотности суспензии вносят также поправки на нулевое показание ареометра, диспергатор и высоту мениска.

Обработка результатов анализа

7.5.3.4. Вычисляют процентное содержание фракций размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5 мм по формуле (14); массу навески mn = m1 берут с поправкой на гигроскопическую воду или природную влажность.

Вычисляют массу средней пробы грунта (mo, g) в граммах без гигроскопической воды или природной влажности (вносят поправку на гигроскопическую воду или природную влажность) по формуле:

mo, g = m2 / (1 + 0,01 Wg), (15)

где m2 - масса средней пробы в воздушно-сухом состоянии (или с природной влажностью), г; Wg - количество гигроскопической воды (или природная влажность), %.

Вычисляют содержание фракций размером более 0,25 мм и более 0,1 мм (L) в процентах по формуле:

, (16)

где mo - масса данной фракции, высушенной до постоянной величины, г; mo, g - масса средней пробы грунта с поправкой на гигроскопическую воду или природную влажность, г; - суммарное содержание фракции размером более 0,5 мм, %.

Производят расчет диаметра частиц d в миллиметрах по номограмме или по формуле:

, (17)

где hR - путь частиц от поверхности жидкости до центра водоизмещения ареометра, соответствующий исправленному отсчету R; v - коэффициент вязкости воды (в пуазах), определяемый по табл. 22 в зависимости от температуры; g - ускорение силы тяжести, равное 981 см/с2; rs - плотность частиц грунта, г/см3; rW - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3; tR - время от начала взбалтывания суспензии до взятия отсчета R, с.

Таблица 22

Коэффициент вязкости воды при температурах от 10 до 40 °С

Температура, °С	Коэффициент вязкости v, П (см2/c)
10	0,01308
11	0,01272
12	0,01236
13	0,01208
14	0,01171
15	0,01140
16	0,01111
17	0,01086
18	0,01056
19	0,01050
20	0,01005
21	0,00981
22	0,00958
23	0,00936
24	0,00914
25	0,00894
26	0,00874
27	0,00854
28	0,00836
29	0,00818
30	0,00801
31	0,00784
32	0,00768
33	0,00752
34	0,00737
35	0,00722
36	0,00718
37	0,00695
38	0,00681
39	0,00668
40	0,00656

Вычисляют содержание частиц SФi в процентах размером менее данного диаметра (определенного по номограмме согласно рис. 7) по формуле:

, (18)

где R - исправленный отсчет по ареометру; rs - плотность частиц грунта, г/см3; rW - плотность воды, принимаемая равной 1 г/см3; mo, g - масса средней пробы грунта с поправкой на гигроскопическую воду или природную влажность, г; - суммарное содержание фракций более 0,5 мм, %.

Рис. 7. Номограмма для ареометрического анализа. Арабские цифры в ключе - порядок хода определений

Строят кривую зернового состава в полулогарифмическом масштабе. На оси абсцисс откладывают логарифмы диаметров частиц, а на оси ординат - процентное содержание частиц. По полученной кривой графически определяют процентное содержание фракций размером 0,5-0,25; 0,25-0,1; 0,1-0,05; 0,05-0,01; 0,01-0,005 и менее 0,005 мм.

Результаты анализа представляют в виде таблицы, в которой указывают процентное содержание фракций размером более 10; 10-5; 5-2; 2-1; 1-0,5; 0,5-0,25; 0,25-0,1; 0,1-0,05; 0,05-0,01; 0,01-0,005 и менее 0,005 мм (приложение 1, форма 3).

Результаты анализа сопровождают указанием процентного содержания гигроскопической воды (или природной влажности) и вещества, примененного для стабилизации суспензии.