Плотность грунта в Жуковском

Методология определения плотности по ГОСТ 5180-2015

Стандарт ГОСТ 5180-2015 регламентирует методы прямого экспериментального определения плотности грунта в естественном сложении (раздел 6) и плотности минеральных частиц (раздел 7). Выбор конкретного метода зависит от литологического типа и структурного состояния исследуемого грунта.

1. Метод режущего кольца (п. 6.1 ГОСТ 5180-2015)

Метод режущего кольца является прямым и наиболее точным методом, применяемым для глинистых, песчаных и органоминеральных грунтов, легко поддающихся вырезанию без осыпания и сколов. Порядок проведения испытания:

• Зачищается плоская площадка на поверхности монолита грунта;
• На зачищенную поверхность устанавливается кольцо с заостренной нижней кромкой;
• Кольцо аккуратно вдавливается в грунт ручным прессом, при этом вокруг кольца ножом срезается излишек грунта столбиком диаметром на 1–2 мм больше наружного диаметра кольца;
• После полного заполнения кольца грунт подрезается снизу на 10 мм ниже режущей кромки;
• Торцы грунта в кольце срезаются проволочной пилой или плоским ножом строго заподлицо с краями кольца и закрываются стеклянными пластинками;
• Кольцо с грунтом взвешивается на аналитических весах с погрешностью не более 0.01 г;
• Плотность влажного грунта ρ (г/см³) вычисляется по формуле:
  ρ = (m₁ − m) / V
  где m — масса пустого калиброванного кольца, г; m₁ — масса кольца с влажным грунтом, г; V — внутренний объем кольца, см³.

Определение выполняется не менее чем в двух параллельных пробах. Допустимое расхождение между параллельными определениями составляет не более 0.02 г/см³ для песчаных грунтов и не более 0.03 г/см³ для глинистых. При соблюдении допустимой дельты за результат принимается среднее арифметическое значение.

2. Метод парафинирования (п. 6.3 ГОСТ 5180-2015)

Применяется для плотных глинистых грунтов с комковатой или плитчатой отдельностью, полускальных выветрелых пород и грунтов с включениями гравия, из которых невозможно отобрать пробу кольцом без разрушения структуры:

1. Из монолита ножом вырезается образец грунта округлой формы без острых выступов объемом не менее 50 см³ и взвешивается на весах (m);
2. Образец на тонкой нити погружается на 1–2 секунды в расплавленный парафин при температуре 60–65°С до образования сплошной защитной оболочки толщиной около 1 мм;
3. Парафинированный образец взвешивается на воздухе (m₁), затем погружается в сосуд с дистиллированной водой на гидростатических весах и взвешивается в воде (m₂);
4. Объем образца V (см³) и плотность грунта ρ рассчитываются с учетом известной плотности парафина ρ_p = 0.900 г/см³:
   V = (m₁ − m₂) / ρ_w − (m₁ − m) / ρ_p,    ρ = m / V

3. Расчет плотности сухого скелета ρ_d и коэффициента пористости e

Для определения реальной плотности минеральной решетки грунта вычисляется плотность сухого грунта (скелета):

где W — естественная влажность грунта (%). Зная плотность минеральных частиц ρ_s (определенную пикнометром по разделу 7 ГОСТ 5180), рассчитывается коэффициент пористости e:

Коэффициент пористости e является базовым классификационным показателем по ГОСТ 25100-2020: для песков он определяет категорию плотности сложения (плотные при e < 0.55–0.60, средней плотности и рыхлые при e > 0.70–0.80).

Состав официального лабораторного отчета

Заказчик получает официальный комплект документации со штампом аккредитованной лаборатории РОСС RU:

• Протокол испытаний с указанием метода (кольцо / парафинирование), номеров скважин и глубин отбора образцов;
• Сводная ведомость частных значений ρ, ρ_d, ρ_s, e, n по каждому испытанному монолиту;
• Таблица статистической обработки нормативных и расчетных значений плотности по ГОСТ 20522-2012 для каждого инженерно-геологического элемента (ИГЭ) при доверительной вероятности α = 0.85 и α = 0.95;
• Свидетельства государственной поверки режущих колец и аналитических весов.