Руководство по геотехническому контролю за подготовкой оснований и возведением грунтовых сооружений в энергетическом строительстве (стр. 20 )

7.5.3.5. Ситовой анализ глинистых грунтов, сопутствующий ареометрическому, заканчивается выделением фракции меньше 1 мм, которая считается контрольной. Совпадение результатов ситового и ареометрического анализов по определению этой фракции указывает на идентичность проб. Анализ считается удовлетворительным, если расхождение результатов не превышает 5%.

7.5.3.6. Тарировка ареометра и номограммы для расчета частиц грунта.

Правила пользования номограммой (рис. 7):

а) Определение расстояния от поверхности жидкости до центра водоизмещения ареометра hR, соответствующего каждому делению шкалы ареометра (каждому тысячному делению), производят для каждого ареометра отдельно.

По величине hR тарируют номограмму для определения диаметра частиц согласно п. и).

б) Расстояние hR (в сантиметрах) для каждого тысячного деления шкалы ареометра вычисляют по формуле:

hR = [(N - M) / N] l + (a - b), (19)

где N - число тысячных делений на шкале ареометра от деления 1,030 до деления 1,000, т. е. 30 (величины, постоянные для данного ареометра); M - число тысячных делений на шкале ареометра от деления 1,000 до поверхности суспензии (величина переменная, зависящая от погружения ареометра), M всегда равно отсчету по ареометру; l - длина шкалы ареометра от деления 1,030 до деления 1,000 см (величина постоянная для данного ареометра); a - расстояние от деления шкалы ареометра 1,030 до центра водоизмещения луковицы в см (величина постоянная для данного ареометра); b - высота подъема воды в цилиндре при погружении ареометра до центра водоизмещения луковицы в см (величина переменная, зависящая от погружения ареометра).

В формулу подставляют значения M от 1 до 30.

в) Высоту поднятия воды в цилиндре при погружении ареометра до центра водоизмещения луковицы b (в сантиметрах) определяют по формуле:

b = V0 / 2F, (20)

где V0 - объем луковицы ареометра для деления на шкале ареометра 1,030 см3; F - площадь сечения цилиндра, в котором производят анализ, см2.

г) Объем луковицы ареометра V0 определяют следующим образом:

В стеклянный мерный цилиндр емкостью 1 л наливают 900-920 см3 дистиллированной воды, имеющей температуру 20 °С. Погружают ареометр до деления 1,030 и отсчитывают подъем уровня воды. Разность между уровнем воды при погруженном ареометре и без него равна объему луковицы V0.

д) Расстояние от деления шкалы ареометра 1,030 до центра водоизмещения луковицы a определяют следующим образом. В стеклянный цилиндр, в котором будут производить анализ суспензии, наливают 900 см3 дистиллированной воды, имеющей температуру 20 °С. Погружают ареометр до подъема уровня воды в цилиндре на половину объема луковицы. От этого уровня воды замеряют расстояние до показания 1,030 на шкале ареометра. Измеренное расстояние есть величина a.

е) Поправку на нулевое показание ареометра определяют следующим образом. Наполняют стеклянный мерный цилиндр дистиллированной водой, имеющей температуру 20 °С, и погружают ареометр в воду. Производят отсчет плотности воды. Полученный отсчет принимают за единицу плотности.

Разность между принятой единицей и замеренным отсчетом по ареометру равна поправке, которую вводят в расчет. Поправку прибавляют к каждому отсчету по шкале ареометра, если ареометр при проверке показывает менее 1,000, и вычитают, если ареометр показывает более 1,000.

ж) Поправку на высоту мениска вводят в расчет, если ареометр градуирован на заводе по нижнему краю мениска. Если ареометр градуирован по верхнему краю мениска, поправку на мениск не учитывают.

В стеклянный мерный цилиндр, в котором будут производить анализ суспензии, наливают воду, имеющую температуру 20 °С, и опускают ареометр. Производят отсчеты по нижнему и верхнему краям мениска. Разница между замеренными отсчетами есть поправка на высоту мениска. Поправку прибавляют к каждому отсчету по шкале ареометра при замерах плотности суспензии.

з) Поправку на диспергатор определяют следующим образом. В стеклянный мерный цилиндр наливают 950 см3 дистиллированной воды, опускают ареометр и производят отсчет по верхнему краю мениска. Добавляют в цилиндр диспергирующее вещество в требуемом количестве. Затем доливают в цилиндр воду до 1 л, смесь взбалтывают, опускают в нее ареометр и вновь производят отсчет по верхнему краю мениска. Разность между вторым и первым отсчетом есть поправка на диспергатор. Поправку вычитают из каждого отсчета по шкале ареометра при замерах плотности суспензии.

и) Тарировку номограммы (рис. 7), составленной по формуле Стокса и включающей смесь шкал, производят следующим образом. Заполняют правую сторону шкалы VII номограммы, т. е. наносят значения M против соответствующих им значений hR (левая сторона шкалы), рассчитанных по формуле (19).

к) При определении диаметра частиц по номограмме пользуются ключом, изображенным на чертеже.

Определение по номограмме диаметра частиц, соответствующего отсчету по ареометру, производят в следующем порядке:

- накладывают линейку на шкалу III в точке, соответствующей плотности частиц грунта, и на шкалу II в точке, соответствующей температуре суспензии; находят точку пересечения со шкалой I;

- на шкале VII (на правой стороне) отмечают точку, соответствующую исправленному отсчету по ареометру (с поправками на температуру, высоту мениска, нулевое показание ареометра, диспергатор), соединяют ее линейкой с точкой на шкале VI, соответствующей времени отсчета, и находят точку пересечения со шкалой V (шкалой скорости падения частиц);

- соединяют линейкой найденные точки на шкале I и шкале V и на пересечении со шкалой IV получают точку, обозначающую искомый диаметр.

7.5.4. Метод отмучивания

Метод отмучивания позволяет разделить на две фракции частицы размером от 0,1 до 0,01 мм.

7.5.4.1. Этот метод применяется только для песков и только в тех случаях, когда разделение частиц до крупности d = 0,01 мм достаточно для расчета d60, d10 и коэффициента разнозернистости (K60,10), т. е. в тех случаях, когда частиц с диаметром меньше 0,01 мм содержится в песке в количестве, не превышающем 10%.

7.5.4.2. Метод отмучивания основан на использовании различия в скорости падения в воде частиц грунта различной крупности. При работе с суспензией обычной температуры (12-25 °С) высота сливаемого слоя и время отстаивания суспензии назначаются по табл. 23.

Таблица 23

Диаметр отмучиваемой фракции, мм	Расстояние от дна стакана до поверхности суспензии	Высота сливаемого слоя	Время от окончания взмучивания до слива, с
до слива	после слива
0,01-0,05	12	6	6	30
<0,01	6	4	2	240

При работе с суспензией при t = 12-25 °С температурные поправки не вводятся, так как изменение температуры в указанных пределах практически не влияет на скорость падения частиц в воде.

7.5.4.3. Определение гранулометрического состава грунта методом отмучивания производится на приборе "СУ". Все основные части прибора (за исключением приспособления для взмучивания суспензии) смонтированы на центральной металлической стойке, жестко скрепленной с панелью, на которую при работе прибора устанавливаются сливные сосуды. Стойка и панель при помощи подшипника соединены с плоским треножником с таким расчетом, чтобы они могли вращаться вокруг стойки. Градуированные стаканы устанавливаются на упоры, представляющие собой винтовые подъемники, и удерживаются пружинными зажимами. Винтовые подъемники посредством кронштейнов соединяются с муфтой, которая может в некоторых пределах перемещаться по центральной стойке и закрепляться стопорным приспособлением. Перемещение и последующее закрепление муфты позволяет грубо регулировать высоту закрепления стаканов. Более тонкая регулировка достигается винтовыми подъемниками, позволяющими изменять положение стаканов в зажимах. Сифоны для слива суспензии крепятся в специальных держателях, скрепленных кронштейнами с муфтой, скользящей по центральной стойке. Эта муфта удерживается на любой высоте противовесом, помещенным внутри центральной стойки, с которым муфта соединена шнуром, перекинутым через блок.

Через нижние борта муфты крепления сифонов пропущены три винта с гайками на кольцах. Длина отрезков винтов, выступающих из нижнего борта, регулируется таким образом, чтобы при нужном положении сифонов в стаканах они упирались в съемный упор на центральной стойке. Это позволяет производить регулировку положения сифонов в стакане один раз, а затем при каждом сливе опускать сифоны до упора.

7.5.4.4. Отмучивание первой фракции производится без съемного упора. Для отмучивания фракции с диаметром части от 0,05 до 0,01 мм устанавливается съемный упор.

7.5.4.5. В стороне от центральной стойки расположена другая стойка с укрепленными на ней четырьмя смесителями, которыми производится перемешивание суспензии. Смесители укреплены на муфте, снабженной рукоятками для того, чтобы ее можно было быстро передвигать вверх и вниз в процессе перемешивания суспензии. Муфта имеет стопорный винт, которым смесители удерживаются над стаканами, что бывает необходимо при снятии и установке стаканов. Для удержания смесителей в стаканах во время осаждения частиц и их слива у основания боковой стойки находится упор - ограничитель хода смесителей. Положение этого упора может изменяться путем вращения ключом через специальное отверстие у основания стойки винта-упора, помещенного внутри стойки. На той же стойке имеется рамка для песочных часов, укрепленная на шарнире, позволяющем переворачивать часы в процессе опыта.

7.5.4.6. Стаканы, в которых производится отмучивание, имеют внутренний диаметр 7 см и высоту не менее 13 см. На высоте 2, 4, 6 и 12 см от дна на стенке стакана нанесены деления с обозначением расстояния между каждым из этих делений и дном стакана.

7.5.4.7. Сифоны представляют собой U-образные трубки. Длина одного колена сифона равна 20 см. Второе колено, погружаемое в стакан, должно быть на 8-10 мм короче первого. Внутренний диаметр сифона равен 6-8 мм. Концы сифонов закрываются металлической сеткой (в один слой) с диаметром ячеек в 0,25 мм. Сетка удерживается на концах сифонов металлическими колпачками с отверстиями, равными внутреннему диаметру сифона.