Плотность грунта в кг м3: Общая плотность грунта – описание свойства и определение

Общая плотность грунта – описание свойства и определение

Общая плотность – это характеристика грунта с естественной влажностью и ненарушенным сложением. Она состоит из показателей всех трех фаз материала (твердой, жидкой, газообразной). На нее оказывают влияние плотность твердых частиц, их форма и размеры, вид и количество пор, влажность.

• Общая плотность грунта

• Определение общей плотности грунта

• Метод режущего кольца

• Взвешивание парафинированного образца в воде

• Взвешивание в нейтральной жидкости

• Метод замера образца правильной формы

• Метод лунки

• Радиоизотопный метод

• Практическое значение показателя общей плотности

Общая плотность выше у минеральных грунтов – например, у скалы, состоящей из сплошного массива прочных пород (габбро, базальта, гранита, серпентинита). Плотность снижается в процессе выветривания, когда в породе появляются трещины и поры, при ее распаде на отдельные части. Низкой плотностью обладают органические грунты (например, торф).

У дисперсных грунтов (состоящих из отдельных зерен, не связанных между собой) плотность зависит от размера и формы частиц. Она выше у материалов с мелкими окатанными зернами (например, у речного песка).

У грунтов с крупными зернами плотность больше зависит от минералов, из которых они состоят. Но даже при высоком показателе у частиц, общая плотность может быть низкой. Это происходит из-за высокой пористости – между крупными кусками породы есть много пустого пространства с практически нулевой плотностью.

Уменьшается общая плотность при высокой пористости, если пространство между зернами грунта заполнено воздухом. При большой влажности показатель, наоборот, может увеличиваться.

Плотность органических веществ намного ниже, чем у минералов. Но она повышается в ходе разложения органики. Это четко видно на примере торфа. Верховой тип, в котором много неразложившихся остатков растений, имеет более низкую плотность, чем низинный.

В таблице даны усредненные показатели плотности основных разновидностей грунтов.

Далее мы расскажем, какими методами можно измерить общую плотность грунта.

Определение общей плотности грунта

Основные методики исследования общей плотности грунтов описаны в ГОСТ 5180-2015.

К ним относятся:

• Метод режущего кольца
• Взвешивание в воде парафинированного образца
• Взвешивание парафинированного образца в нейтральной жидкости

Кроме них используются следующие способы:

• Замер образца правильной формы
• Метод лунки
• Радиоизотопное исследование плотности

В таблице даны наиболее приемлемые методы определения общей плотности для разных видов грунтов.

Детальнее о перечисленных методах читайте в продолжении статьи.

Метод режущего кольца

Этим способом плотность можно определить самостоятельно. Нужно лишь иметь под рукой некоторые инструменты.

Для измерений понадобятся:

• Весы
• Стальное кольцо с антикоррозийным покрытием
• Гладкие пластины из стекла, металла или пластика
• Аналитические весы

В таблице даны параметры кольца для разных грунтов.

Порядок проведения работы:

1. Сначала нужно измерить внутренний диаметр кольца штангенциркулем, высоту – линейкой и вычислить объем. У стандартных приборов объем уже рассчитан и прописан в инструкции.
2. Затем внутреннюю поверхность покрывают вазелином, предварительно взвесив вещество на аналитических весах.
3. Поверхность грунта разравнивают, ставят на нее кольцо.
4. Затем постепенно кольцо опускают, параллельно убирают грунт, чтобы с внешней стороны кольца образовалась выемка на 1 мм шире внутреннего диаметра.
5. Когда грунт поднимется над внешним ободком, его аккуратно убирают.
6. Затем грунтовый столбик подрезают снизу кольца и перекрывают дно пластиной.
7. В конце кольцо с грунтом ставят на весы и снимают показатели.

Плотность высчитывают по формуле:

Испытание проводят несколько раз. Оно считается достоверным, если разница между объемом каждой пробы составляет не более 0,01 г/см3.

Взвешивание парафинированного образца в воде

Этот метод еще называют парафиновым.

Для проведения испытания понадобятся:

• Образец грунта с ненарушенной структурой и естественной влажностью объемом около 50 см3
• Тонкая нить
• Парафин
• Тонкая игла
• Стакан с водой
• Штатив для подвешивания пробы

Проведение испытания:

1. Необходимо срезать острые углы у пробы грунта и придать ей округлую форму.
2. Затем нужно обмотать шар нитью и взвесить.
3. Парафин разогревают до 50-60°С и опускают туда пробу на 3-5 сек.
4. Потом образец вынимают и тонкой иглой прокалывают пузырьки воздуха на поверхности. Повторять действие нужно несколько раз, пока не образуется плотная пленка без пузырей.
5. Грунт охлаждают и взвешивают вместе с парафиновой оболочкой.
6. Над чашкой весов устанавливают емкость с водой, чтобы она их не касалась (используют подставку).
7. К весам подвязывают пробу грунта в парафиновой оболочке и опускают ее в чашу с водой. Грунтовый шар не должен касаться стенок и дна емкости.
8. Грунт вынимают из воды и повторно крепят на весы. Разница между результатами не должна превышать 0,02 г. Если она больше – это значит, что вода попала в грунт, и опыт следует повторить.

Плотность высчитывают по формуле:

Для определения плотности воды пользуются готовыми данными при разных температурах. Они приведены в таблице.

Опыт проводят 2 раза с каждой пробой и выводят среднее значение плотности с точностью до 0,01 г/см3. Допускается расхождение между двумя опытами не более 0,02 г/см3.

Взвешивание в нейтральной жидкости

Метод предназначен для определения показателя у мерзлых грунтов. Вместо воды берут керосин, лигроин либо другую нейтральную жидкость. Она, как и образец, должна быть минусовой температуры. Испытание проводят также, как описано выше.

Результаты вычисляют по формуле:

Метод замера образца правильной формы

При этом способе измерения из грунта с природным сложением вырезают куб либо параллелепипед с заданной величиной граней. Затем определяют объем фигуры. После этого ее взвешивают и вычисляют плотность – вес разделяют на объем.

Метод лунки

Таким методом определяют плотность мерзлых и крупнообломочных грунтов. В земле делают лунку с гранями 30×30×30 см. Потом материал извлекают и взвешивают его с точностью до 1 г. После этого пустую лунку застилают полиэтиленовой пленкой, заполняют жидкостью либо песком с частицами 0,5-3 мм. Затем все извлекают и определяют объем заполнителя. Далее массу грунта разделяют на полученную цифру и получают его плотность.

Радиоизотопный метод

Радиоизотопным методом измеряют плотность грунта в месте его залегания.

Используется 2 варианта:

• Гаммаскопический – для измерения плотности на глубине 1,5-2 м. Источник излучения и детектор располагаются в параллельных скважинах или на поверхности грунта.
• Методика рассеянного гамма-излучения – для определения плотности на большой глубине. Источник лучей и детектор располагаются в скважинах.

Для реализации последних трех методов необходимо иметь специальное оборудование и разрешение на работу. Поэтому эти способы применяются только при промышленном строительстве, при разработке шахт и карьеров.

Практическое значение показателя общей плотности

Показатель общей плотности грунта на практике имеет наибольшее значение и более точный показатель. Его можно вычислить самостоятельно, имея под рукой емкость заданного объема и весы.

Определение показателя позволяет решить несколько практических вопросов:

• При строительстве фундаментов и оснований дорог с помощью общей плотности рассчитывают предполагаемую усадку и потребность в дополнительном уплотнении, допустимую нагрузку.
• Показатель помогает узнать давление, которое будет оказывать грунт на стенки фундамента.
• С помощью показателя рассчитывают насыпную плотность – соотношение веса и объема материала при свободной засыпке. Эта величина помогает переводить кубометры в тонны и обратно, рассчитывать количество транспорта для перевозки и площадь места для складирования. Подробно об этой характеристике вы можете прочитать на нашей странице Насыпная плотность сыпучих материалов и грунтов.

О других видах плотности грунтов вы можете прочитать в наших статьях:

• Плотность твердой фазы грунта
• Плотность сухого (скелета) грунта
• Максимальная плотность грунта

Также рекомендуем к прочтению нашу статью о плотности грунтов в целом.

Средняя плотность грунтов в естественном залегании (Таблица 1)

Средняя плотность грунтов в естественном залегании (Таблица 1)

11:20

Средняя плотность грунтов в естественном залегании. Прочность грунтов указана в соответствии с ГОСТ 25100-82 «Грунты. Классификация».Таблица 1. №п/п Наименование и краткаяхарактеристика грунтов Средняя плотность в естественном залегании кг/м3 1 Алевролиты: а) слабые, низкой прочности 1500 б) крепкие, мало прочные 2200 2 Ангидриты 2900 3 Аргилиты: а) крепкие, плитчатые, мало прочные 2000 б) массивные, средней прочности 2200 4 Бокситы плотные, средней прочности 2600 5 Вечномерзлые и мерзлые сезонно-протающие грунты: а) растительный слой, торф, заторфованные грунты 1150 б) пески, супеси, суглинки и глины без примеси 1750 в) пески, супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, дресвы, щебня в количестве до 20 % и валунов до 10 % 1950 г) пески, супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, дресвы, щебня в количестве более 20 % и валунов более 10 %, а также гравийно-галечные и щебенисто-дресвяные грунты 2100 6 Гравийно-галечные грунты (кроме моренных) при размере частиц: а) до 80 мм 1750 б) свыше 80 мм 1950 в) свыше 80 мм, с содержанием валунов до 10% 1950 г) свыше 80 мм, с содержанием валуном до 30 % 2000 д) свыше 80 мм, с содержанием валуном до 70 % 2300 е) свыше 80 мм, с содержанием валуном более 70 % 2600 ж) цементированная смесь гальки, гравия, мелкозернистого песка и лессовидной супеси 1900-2200 7 Гипс 2200 8 Глина: а) мягко- и тугопластичная без примесей 1800 б) мягко- и тугопластичная, с при­месью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10 % 1750 в) мягко- и тугопластичная с примесью более 10 % 1900 9 Грунт растительного слоя: а) без корней кустарника и деревьев 1200 б) с корнями кустарника и деревьев 1200 в) с примесью щебня, гравия или строительного мусора 1400

Воздействие и смягчение — плотность и твердость

Плотность

Плотность (масса на единицу объема) отдельных частиц золы неодинакова. Например, для пемзы 700-1200 кг/м ( ³ кг/м), для осколков стекла 2350-2450 кг/м ³ , 2700-3300 кг/м ³ для кристаллов и 2600-3200 кг/м ³ для литических частиц (см. таблицу ниже). Фрагменты пемзы могут образовывать временные маты из плавающего материала, если они оседают на воде. Так как более крупные и плотные частицы отлагаются вблизи источника, дистальные отложения пеплопада относительно обогащены мелкими осколками стекла и пемзы.

Плотность отдельных частиц золы, кг/м ³ , от
Шипли и Сарна-Войжитски, 1982 г.

Тип частиц золы	Плотность частиц
Фрагменты пемзы	700-1 200 кг/м 3
Осколки вулканического стекла	2,350-2450 кг/м 3
Кристаллы и минералы	2700-3300 кг/м 3
Фрагменты горных пород прочие	2 600-3 200 кг/м 3

Размер зерен, состав (пропорции кристаллов, камней, осколков стекла и фрагментов пемзы), форма частиц и содержание влаги определяют объемную плотность (общую плотность отложений, включая все составляющие) зольных отложений. Менее сферические частицы (более угловатые или неправильной формы) будут относительно плохо упаковываться, что приводит к более высокой пористости и более низкой объемной плотности. Агрегация частиц перед осаждением приведет к более высокой упаковке частиц и, следовательно, к более высокой плотности.

Сухая насыпная плотность свежевыпавших и слегка уплотненных отложений колеблется от 500 до 1500 кг/м ³ , тогда как насыпная плотность влажной золы колеблется в пределах от 1000 до 2000 кг/м ³ . Дистальные отложения пеплопада чаще всего демонстрируют небольшое уменьшение объемной плотности по мере удаления от источника вулканического жерла.

Твердость

Частицы золы обычно имеют острые обломанные края, что делает вулканический пепел очень абразивным материалом. Однако степень абразивности вулканического пепла зависит от твердости материала, образующего частицы, а также от формы этих частиц. Значения твердости для нескольких распространенных минералов показаны в таблице ниже.

Шкала твердости Мооса (твердость минералов из Deer et. al., 2004)

Номер шкалы	Минерал	Металл	Минералы в вулканическом пепле и их твердость
1	Тальк
2	Гипс	Алюминий Медь	слюда (H 2-3)
3	Кальцит	Латунь
4	Флюорит	Железо
5	Апатит	Сталь	вулканическое стекло, пироксен, амфибол (H 5-6)
6	Ортоклаз (Полевой шпат)		плагиоклаз, щелочно-полевой шпат (H 6-6,5)
7	Кварц		оливин (H 6,5-7) кварц (H 7)
8	Топаз
9	Корунд	Хром

См. также:

Здания > Нагрузка на крышу > Плотность и толщина золы необходимы для расчета нагрузки

Плотность строительных материалов в кг/м3 и фунт/фут3

🕑 Время чтения: 1 минута

Содержание:

• Плотность различных строительных материалов
• Значения плотности различных строительных материалов
  • Удельный вес или плотность различных строительных материалов приведены в таблице ниже.

Плотность различных строительных материалов

Плотность строительных материалов – это их масса на единицу объема материалов. Выражается в кг/м3 или фунт/фут3 и показывает плотность строительного материала.
Плотность также называют единицей массы вещества. Он представлен символом, называемым строкой ( стр ). Плотность представляет собой степень компактности материала. Если материал более плотный, то это более уплотненный материал. Плотность определяется как отношение массы к объему. р = м/об
Единицы = кг/м ³ или фунт/фут ³
Преобразование: 1 кг/м ³ = 0,624 фунт/фут ³

Значения плотности различных строительных материалов

Если два разных материала одинаковы по массе, то их плотность у обоих может быть разной. Материал с меньшей плотностью занимает больший объем, чем материал с большей плотностью.
Плотность также определяет способность материала тонуть. Это определяется, зная плотность жидкости. Если материал имеет меньшую плотность, чем жидкость, то он будет плавать на поверхности жидкости. Если его плотность больше, чем у жидкости, то он утонет.
Например, вода имеет плотность 1000 кг/м 9 .0008 3 , если мы поместим бамбуковую древесину (350 кг/м ³ ) на воду, она будет плавать на поверхности воды, так же, как если мы уроним кирпич (1700 кг.м ³ ), он утонет в воде.
Значение плотности строительного материала также поможет узнать количество материала, необходимого для конкретного помещения.

Удельный вес или плотность различных строительных материалов приведены в таблице ниже.

С.№.	Строительные материалы	Плотность (кг/м 3 )	Плотность (фунт/фут 3 )
1	ВОДА	1000	62,43
	Древесина (различные виды)
2	Бальза	170	10,6
3	Бамбук	300 — 400	18,7 — 25
4	Сосна	370 — 530	23 – 33
5	Кедр	380	23,7
6	Аспен	420	26,2
7	Древесина ивы	420	26,2
8	Африканское красное дерево	495 – 850	31 — 53
9	Красное дерево Гондурас	545	34
10	Американское красное дерево	450	28
11	Европейская красная древесина	510	31,8
12	Ель (канадская)	450	28
13	Ель (Ситкинская)	450	28
14	Афромосия	705	44
15	яблоко	660 – 830	41,2 – 51,8
16	Ясень (черный)	540	33,7
17	Ясень (белый)	670	41,8
18	Береза ​​	670	41,8
19	Черное дерево	960 – 1120	59,9 – 69,9
20	Вяз	600 – 815	37,4 – 50,8
21	Ироко	655	40,9
22	Лиственница	590	36,8
23	Клен	755	47,1
24	Дуб	590 — 930	36,8 — 58
25	Тик	630 — 720	39,3 – 44,9
26	Платан	590	36,8
27	Лигнам витэ	1280 — 1370	79,9 -85,5
28	Песчаный грунт	1800	112,3
29	Глинистая почва	1900	118,6
30	Гравийный грунт	2000	124,8
31	Песчаник	2000	124,8
32	Ил	2100	131
33	Мел	2100	131
34	Сланец	2500	156
35	Осадочные породы	2600	162,3
36	Метаморфические породы	2700	168,5
37	Магматические породы (кислые)	2700	168,5
38	Магматические породы (основные)	3000	187,2
39	Кирпичи	15:00-18:00	93,64 -112,3
40	Асфальт	721	45
41	Цемент	1440	89,8
42	Цементный раствор	2080	129,8
43	Лайм	640	39,9
44	Известковый раствор	1760	109,8
45	Бетон (PCC)	2400	149,8
46	Бетон (ЖБК)	2500	156
47	Сталь	7850	490
48	Нержавеющая сталь	7480 — 8000	466,9 – 499,4
49	Алюминий	2739	170,9
50	Магний	1738	108.