Визначення пластичності ґрунту методами Аттерберга та Васильєва.

Метод Аттерберга. Наважку ґрунту 20-30 г, розтерту в ступці і просіяну через сито з отворами діаметром 1 мм, висипають у фарфорову або металеву чашку діаметром 12 см. Зразок ретельно змішують з дистильованою водою до стану густої пасти. Чашку щільно накривають і залишають стояти.

Через добу зразок ще раз перемішують, розрівнюють по дну чашки шаром 1 см. Ножем або спеціальним дерев'яним шпателем роблять щілину, розділяючи таким чином зразок на дві рівні частини. Ширина щілини на дні 2 мм, на поверхні зразка – 12 мм. Потім тричі сильно вдаряють по дну чашки або тричі кидають з висоти 6 см. Якщо після цього обидві частини з'єднаються на висоту 1 мм по довжині щілини не менше 1,5-2 см, то вологість даного зразка відповідає верхній межі пластичності. При відсутності такого з'єднання до зразка додають трохи води, ретельно перемішують і дослід продовжують. Якщо в ґрунті надлишок води, то з'єднання відбувається вже після першого або другого удару чи падіння. Тоді зразок підсушують або додають трохи сухого ґрунту, перемішують і продовжують дослідження. Якщо потрібна зволоженість досягнута, з чашки беруть 10-15 г ґрунту для визначення вологості.

Метод Васильєва. Для визначення верхньої межі пластичності використовують балансирний конус Васильєва (рис. 4.1).

Рис. 4.1. Балансирний конус Васильєва

Він складається з металевого конуса 3 масою 76 г, висотою 25 мм і кутом при вершині 30°. На відстані 10 мм від вершини є кругова мітка. Вгорі конус має ручку 2, а для вертикального входження в ґрунт біля основи змонтований балансирний пристрій з металевими кулями. До комплекту входить підставка 5 і металевий стакан 4 діаметром 4 см і висотою 2 см.

Для аналізу зразок ґрунту готують методом Аттерберга і переносять його в стакан. Поверхню ретельно вирівнюють і в центрі стакана ставлять балансирний конус, який злегка змащують вазеліном. Під дією власної маси конус входить у ґрунт. Якщо за 5 с він увійде точно по мітку, це значить, що вміст вологи в ґрунті відповідає верхній межі пластичності. Якщо глибина входження конуса більше 10 мм, то ґрунт підсушують або додають сухого ґрунту, а якщо менше, то додають води. В обох випадках ґрунт перемішують і продовжують дослідження до тих пір, поки глибина входження конуса буде дорівнювати 10 мм. При досягненні такого ступеня зволоження беруть наважку ґрунту і визначають його вологість.

Вологість, за якої зразок ґрунту можна розкачати в шнур діаметром 3 мм без розпадання його на шматочки, називають нижньою межею пластичності. Визначають її методом Аттерберга. Ґрунтову масу після визначення верхньої межі пластичності підсушують або додають трохи сухого ґрунту, перемішують і скачують кульку діаметром 1 см. Потім цю кульку кладуть на скло або провощений папір і розкачують у шнур діаметром 3 мм. Якщо шнур не розпадається, то ґрунт знову збирають у кульку і розкачують. Цей процес повторюють до тих пір, поки з ґрунту не зникне зайва волога і шнур при розкачуванні стане розпадатися на окремі частинки довжиною 8-10 мм. Їх швидко збирають у бюкси по 5-10 г і визначають вологість, яка і буде відповідати нижній межі пластичності.

Використовують також балансирний конус О.М. Васильєва, який падає на поверхню ґрунту з висоти 34 см під дією власної маси. Вологість ґрунту, за якої конус занурюється точно на 10 мм, відповідає нижній межі пластичності.

Число пластичності (W) визначають як різницю між верхньою (Wв) і нижньою (Wн) межами пластичності. Записи заносять у таблицю 4.2.

Таблиця 4.2

Завдання 2.Визначення липкості ґрунту.

Для визначення липкості використовують прилад Качинського (рис. 4.1), що являє собою видозмінені технохімічні терези.

Ліву чашку замінено стержнем, на нижньому кінці якого знаходиться диск площею 10 см2. Диск виготовляють із сталі, латуні, дерева або гуми. На праву чашку ставлять стакан для піску. В такому положенні терези урівноважують.

Липкість ґрунту визначають на зразках з порушеною і непорушеною будовою. Для визначення липкості ґрунту з порушеною будовою беруть 100 г ґрунту, просіяного через сито з отворами діаметром 1 мм.

Наважку висипають у фарфорову чашку і, доливаючи воду, доводять до відповідної вологості. Наприклад, максимальна гігроскопічність ґрунту становить 4%. Щоб довести вологість цього ґрунту до 20 %, до наважки слід додати 16 мл води.

Ґрунт ретельно перемішують до однорідної маси, переносять у формочку, поверхню вирівнюють і формочку підставляють під диск приладу. Відпустивши аретир, на диск кладуть вантаж масою 200-300 г для кращого прилипання ґрунту. Через 0,5 хв. вантаж знімають і в стакан обережно насипають малими порціями пісок до моменту відриву диска від ґрунту. Пісок зважують і вираховують показник липкості діленням маси піску на площу диска. Це й буде липкість ґрунту при заданій вологості. Липкість визначають при різних показниках вологості до того моменту, коли ґрунт уже не буде прилипати до диска.

Для визначення липкості ґрунту з непорушеною будовою відібраний зразок ставлять у ванну для капілярного насичення. Після насичення до повної вологоємкості визначають липкість ґрунту таким же способом, як і в зразках з порушеною будовою. Потім зразок поступово підсушуюті і визначають липкість при різному вмісті вологи доти, поки ґрунт не буде прилипати до диска. На основі одержаних даних можна побудувати графік залежності липкості ґрунту від його вологості.

Завдання 3.Визначення твердості ґрунту.

Твердомір Качинського (рис. 4.2) – прилад портативний масою до 2 кг. Ним зручно користуватися при визначенні твердості ґрунту різних генетичних горизонтів. Діє за принципом револьвера: силою стиснутої пружини плунжер проникає в ґрунт.

Рис. 4.2. Твердомір Качинського

Прилад складається з циліндричного корпуса 6, який знизу закривається нагвинчуванням опорного диска 2 з отвором для плунжера.

Зверху корпус закривається головкою 10, всередині якої є гвинт 9 з рухомими шайбами на ньому 7 і 8. Всередині корпуса вільно рухається поршень 5 з робочою пружиною на ньому 4. Па нижній кінець поршня загвинчуванням кріпиться плунжер 1 довжиною 60 мм і площею поперечного перерізу 0,2 см². У приладі використовують плунжер циліндричний або конічний. В неробочому стані замість опорного диска 2 нагвинчують глухий наконечник 14. На корпусі твердоміра є шкала з міліметровими поділками від 0 до 60 мм відповідно до максимального ходу плунжера. Показання на шкалі знімають за допомогою рухомого кільця – показника 11.

Воно має два прорізи, якими опирається на гвинти 12. Ці гвинти знаходяться на верхній частині поршня і виходять назовні через прорізи в корпусі твердоміра. Поршень у робочому положенні фіксується за допомогою автоматичного пристрою з кнопкою 3. До комплекту приладу додаються робочі пружини, які можуть створювати зусилля па плунжер 0,6; 2; 3; 4; 6; 8; 12; 16; 18 кг, і визначальні таблиці. Плунжери змінюють за допомогою ключа 13.

Перед початком роботи в корпус твердоміра вставляють відповідну пружину і загвинчують потрібний плунжер. Ставлять твердомір вертикально на тверду поверхню, натискують рукою на головку так, щоб плунжер повністю увійшов усередину корпуса. Автоматичний пристрій фіксує поршень у цьому положенні, а пружина знаходиться в стиснутому стані. Поставивши прилад на поверхню ґрунту, натискують на кнопку і плунжер під дією пружини проникає в ґрунт на певну глибину. Через 30 с за допомогою кільця-показника на шкалі знімають показання. За визначальною таблицею для даної пружини знаходять відповідне значення опору ґрунту. Помноживши його на коефіцієнт 5, одержують показник твердості ґрунту з розрахунку на 1 см². Твердість визначають в десятиразовій повторності. Одночасно визначають вологість ґрунту. Одержані дані про твердість і вологість ґрунту подають графічно.