Одним из основных результатов инженерно-геологических изысканий является определение физико-механических свойств грунтов. Для частной застройки механические характеристики в лаборатории определяют редко (это дорого), полевыми методами — почти никогда. По этой причине определение плотности грунта в лаборатории становится особенно важным, и об этом пойдет речь ниже.
Определение плотности методом режущего кольца
Существует всего два лабораторных способа определения плотности грунта: методом режущего кольца и взвешиванием в воде. Второй метод более трудоемкий, поэтому его почти не используют, а на методе режущего кольца остановимся подробнее.
Физический принцип определения плотности прост — надо взвесить известный объем грунта и вычислить ее по несложной формуле. Режущее кольцо имеет стандартный размер, но перед отбором пробы его параметры все равно положено измерить штангенциркулем, поэтому объем его внутреннего пространства заведомо известен. По ГОСТ 5180-2015 диаметр колец должен быть от 50 мм. Далее кольцо врезается в монолит и заполняется полностью, потом взвешивается. Предварительно взвешивается пустое кольцо.
Где на практике используется плотность грунта
Плотность — важная физическая характеристика грунта. Этот параметр входит в расчеты фундаментов на осадки, но главное для частного застройщика — он присутствует в формуле определения коэффициента пористости. Этот коэффициент определяется исключительно по расчету, и по нему в таблицах приложения А к СП 22.13330.2016 выбираются показатели механических свойств. В формуле коэффициента пористости только плотность определяется исключительно из образца ненарушенного сложения (монолита).
Показатели механических свойств (модуль общей деформации, сцепление, угол внутреннего трения) используются для расчетов фундамента по обоим предельным состояниям, для определения несущей способности свай. Это именно та информация, которую ждет проектировщик или конструктор от изыскателей.
Собственно, ради получения реальных значений плотности нужно бурить способом, не нарушающим структуру грунта. В противном случае результаты будут весьма сомнительны.