Визначення меж (границь) пластичності ґрунту

 

В залежності від вмісту води в ґрунті, тобто від його вологості, змінюються сили зчеплення між частинками ґрунту, що впливає на його стан, консистенцію (під консистенцією розуміють ступінь рухомості складових частинок ґрунту при механічній дії на ґрунт). Прийнято виділяти три основних види консистенції - тверду, пластичну та текучу.

Властивістю пластичності володіють тільки глинисті ґрунти в зв’язку з тим, що пластичність зумовлена глинистими частинками що входять у їх склад. Завдяки малим розмірам і великій активній поверхні глинисті частинки спроможні утримувати фізично зв’язану воду. Між глинистими частинками, оточеними плівками води, діють сили взаємопритягання, що надає ґрунту зв’язність, здатність при певній вологості переходити у пластичний стан.

Пластичним називається такий стан ґрунту, при якому він здатний деформуватися під дією зовнішнього тиску без розриву суцільності і утворення тріщин та зберігати форму після зняття деформуючого зусилля.

Якщо глинистий ґрунт не може бути віднесений до пластичного стану за консистенцією, його відносять (по наявним прикметам) до твердого стану або текучого. Оскільки перехід ґрунту з одного стану за консистенцію до іншого проходить у зв’язку із зміною його вологості, з’являється можливість, штучно змінюючи вологість глинистого ґрунту, досягти стану, який відповідає перехідному з пластичного в твердий і з пластичного в текучий стан.

Вологість ґрунту, яка відповідає перехідному стану з пластичної консистенції в тверду, називається нижньою межею пластичності (або межею розкочування) і позначається символом w_P.

Вологість, яка відповідає перехідному стану з пластичної консистенції в текучу називається верхньою межею пластичності (або межею текучості) і позначається символом w_L.

Статистичною обробкою великого числа дослідів було встановлено, що межі пластичності і кореляційно залежать від вмісту в ґрунті глинистих частинок і, таким чином, можуть бути використані для визначення їх кількості.

Визначення меж пластичності виконується згідно до ГОСТ 5180-84 [5], тільки для глинистих ґрунтів.

 

Визначення межі текучості

 

Межу текучості визначають як вологість ґрунтової пасти, при якій балансирний конус Васильєва (рис. 2.1) занурюється під дією власної ваги за 5 секунд на глибину 10 мм.

 

 

Рисунок 2.1 - Балансирний конус:

1- конус з кутом при вершині ; 2- кругова риска; 3- ручка; 4- вантаж; 5- стальний прут; 6- циліндрична ступка; 7- підставка

 

Обладнання: балансирний конус; ступка фарфорова і макогін з гумовим наконечником; фарфорова чашка; шпатель; сито з сіткою № 1; скляна посудина з кришкою; металевий циліндр діаметром не менше 40 мм та висотою не менше 20 мм з плоским дном; бюкси; сушильна шафа; технічні терези з гирками; ексикатор з хлористим кальцієм; ніж; технічний вазелін.

 

Методика визначення

 

1. Підготовляють ґрунтову пробу. Для цього зразок ґрунту повітряно-сухого стану об’ємом біля 10^{-4 м3} (1000 см³) розтирають у фарфоровій ступці макогоном з гумовим наконечником, одночасно видаляючи з нього рослинні залишки крупніші 1 мм, сіють через сито з сіткою № 1, зволожують дистильованою водою до стану густої пасти, перемішуючи шпателем, і витримують не менше 2 годин у закритій скляній посудині.

2. Визначення меж текучості та розкочування ґрунтів, які вміщують органічні речовини, необхідно виконувати на зразках природної вологості зразу після розпакування моноліту.

3. Додавати сухий ґрунт в підготовлену ґрунтову пасту не допускається.

4. Підготовлену ґрунтову пасту старанно перемішують шпателем і викладають невеликими порціями в циліндричну чашу.

В процесі викладення пасти для запобігання утворення в ній повітряних порожнин чашу злегка постукують по твердій поверхні; (поверхню ґрунтової пасти згладжують шпателем в рівень з краями чаші).

5. Конус, змащений тонким шаром вазеліну, підводять до поверхні ґрунтової пасти так, щоб вістря дотикалось поверхні пасти; опускають конус, дозволяючи йому заглиблюватися в пасту під дією власної маси (76 г).

6. Заглиблення конуса в ґрунтову пасту протягом 5 с на глибину 10 мм показує, що границя текучості досягнута.

7. При зануренні конуса протягом 5 с на глибину менше 10 мм ґрунтову пасту слід перекласти в фарфорову чашку, з’єднати з тією, яка залишилась, добавити трохи дистильованої води, ретельно перемішати і повторити операції п.п. 4,5.

8. При зануренні конуса за 5 с на глибину більше 10 мм ґрунтову пасту із чаші слід перекласти в фарфорову чашку, злегка підсушити на повітрі, безперервно помішуючи шпателем, потім повторити операції, вказані в п.п. 4,5.

9. При досягненні межі текучості згідно з п. 6, з ґрунтової пасти відбирають проби масою не менше 15 г для визначення вологості. Дані заносять в журнал (див. табл. 2.3).