В составе инженерно-геологических изысканий проводят лабораторные исследования, по определению гранулометрического состава песчаных грунтов.
Образец песка, 100 грамм, просеивают через сита с отверстиями,-10;5; 2,5; 1,0; 0,5; 0,25;0,10 миллиметров, разделяя на фракции. Потом каждую фракцию отдельно взвешивают, и по процентному соотношению частиц, пески разделяют на гравелистые, крупные, средней крупности, мелкие и пылеватые. Также в определение физических характеристик песчаных грунтов входит определение влажности, удельного и объемного веса, и плотности.
Определение крупности песков, очень важная задача для будущего строительства, так как от этого показателя зависит несущая способность грунтов основания. Чем крупнее состав фракций песчаных грунтов, тем больше его несущая способность.
Пылеватые и мелкие пески в насыщенные водой, при низкой плотности сложения — являются плывунами. Наличие таких грунтов в основании фундамента проектируемого сооружения, зачастую приводит к неравномерным осадкам здания или сооружения, возникновению и развитию трещин как в основании фундаментов, так и в стенах сооружения.
Поэтому изучение гранулометрического состава песчаных грунтов, очень важная задача, для проектирования будущего, строительства зданий и сооружений.
Так же песок используется, как строительный материал, для строительства насыпей железных и автомобильных дорог, входит в состав цемента, бетона, является основой для производства стекла и стеклянных изделий. Цели его использования различны, но для всех них необходимы точные значения гранулометрического состава.
Гранулометрический (зерновой, механический) состав песков — процентное, весовое содержание в породе различных по величине фракций — это совокупность одинаковых зерен и частиц
Для определения гранулометрического состава осадочных пород чаще всего применяют следующую классификацию обломков (размер обломков в мм): валуны крупные > 500, средние 500 — 250, мелкие 250 — 100; галька (щебень) крупная 100 — 50, средняя 50 — 25, мелкая 25 — 10; гравий крупный 10 — 5, мелкий 5 — 2; песок очень крупный 2 — 1, крупный 1 — 0,5, средний 0,5 — 0,25, мелкий 0,25 — 0,10, тонкозернистый 0,10 — 0,05, пыль 0,05 — 0,005; глина <0,005.
Гранулометрический (механический) анализ — определение размеров и количественного соотношения частиц, слагающих рыхлую горную породу. Самым простым видом гранулометрический анализ является так называемый ситовый анализ. Разделение на фракции частиц породы, которые не проходят через сита с отверстиями 0,25 мм, производят методом отмучивания. Для гранулометрического анализа глинистых грунтов применяют ареометрический метод.
По гранулометрическому составу крупнообломочные грунты и пески подразделяют согласно таблице
Таблица 7. Состав крупнообломочных грунтов и песков
| Разновидность грунтов | Размер зерен, частиц d, мм | Содержание зерен, частиц,% по массе |
| Крупнообломочные: | ||
| валунный (при преобладание окатанных частиц — глыбовый) | св. 200 | св.50 |
| галечниковый (при не окатанных гранях — щебенистый) | >10 | >50 |
| гравийный (при не окатанных гранях — дресвяный) | >2 | >50 |
| Пески: | ||
| гравелистый | >2 | >25 |
| крупный | >0,50 | >0,50 |
| средней крупности | >0,25 | >0,50 |
| мелкий | >0,10 | 75 и св. |
| пылеватый | >0,10 | менее 75 |
При наличии в крупнообломочных грунтах песчаного заполнителя более 40% или глинистого заполнителя более 30% от общей массы воздушно-сухого грунта в наименовании крупнообломочного грунта добавляется наименование вида заполнителя и указывается характеристика его состояния. Вид заполнителя устанавливается после удаления из крупнообломочного грунта частиц крупнее 2 мм.
По степени неоднородности гранулометрического состава С_u, крупнообломочные грунты и пески подразделяют на:
однородный грунт С_u <= 3; неоднородный грунт С_u > 3.
Определение естественной влажности грунта
Естественной влажностью песчанистых грунтов называется то количество воды, которое содержится в порах образца грунта в естественной среде. В лабораторных условиях данный показатель определяется весовым методом, т.е. влажность определяется как отношение массы воды, которая удалена из исследуемого образца способом высушивания, к массе сухого грунта. Влажность и несущая способность грунтов имеют обратную зависимость: чем больше показатель влажности, тем меньше несущая способность грунта.
Определение плотности песчанистого грунта
Для данного типа грунтов плотность определяют расчетным методом. Зная влажность исследуемого грунта, по исходным формулам вычисляется плотность сухого грунта.
Коэффициент фильтрации
Лабораторные исследования песчанистых грунтов на коэффициент фильтрации проводятся при помощи специального прибора. Для данного испытания необходимо подготовить грунт: песок и вода должны находиться в помещении лаборатории до полного выравнивания их температур. Только после этого лаборант приступает к исследованию. Коэффициент фильтрации необходим для уточнения пропускной способности влаги в отобранном образце грунта.