Важна забелешка за безбедност: Ова е архивски професионален текст, а не актуелен лабораториски или теренски прирачник. Опишаните процедури вклучуваат жива, отворен пламен, греење, парафин и друга опрема и материјали кои можат да бидат опасни или неприфатливи денес. Не ги применувајте без валидни стандарди, проценка на ризик, безбедносни листови, соодветна лабораторија и професионален надзор. Текстот не е дел од актуелната понуда на производи и услуги на Саво Кусиќ.
Одредување на волуметриска тежина на почвата
Постојат повеќе начини на определување на волуметриската тежина на почвата, од кои ќе ги опишеме најчесто користените, и тоа: постапката со цилиндар, постапката со потопување на примерокот во вода, постапката со потопување на примерокот во жива и постапката со песок.
Постапка со цилиндар
Оваа процедура е најкористена и се изведува на терен и во лабораторија. Се нанесува на врзана и неврзана почва.
Метален цилиндар со познат волумен, со заострен долен раб, се втиснува во почвата или во ненарушен или вештачки набиен примерок, така што целосно се полни со почвена маса. После тоа, површината на примерокот се израмнува со нож со горните и долните рабови на цилиндерот и веднаш се затвора со метални капаци и се мери на вага.
Ако W е тежината на примерокот со цилиндар и капачиња, W0 е тежината на самиот цилиндар со капачиња, V е волуменот на цилиндерот
волуметриската тежина на почвата γ е:
γ = (W - WP)/V
Постапка со потопување на примерокот во вода
Оваа постапка се заснова на физичкото својство дека волуменот на телото потопено во вода е еднаков на волуменот на поместената вода. Се користи само за врзана почва, кога не може да се добие примерок од правилна геометриска форма.
Од ненарушената почва или од поголем примерок се зема парче примерок во форма на макака и на вага се мери неговата тежина W во природна состојба. Потоа примерокот се покрива со растопен парафин, кој не смее да биде премногу топол, туку само да се растопи. Тенок слој парафин 1-2 mm треба целосно да го покрие целиот примерок. Потоа примерокот со парафин се мери на вага и се добива тежина W’. Тежината на парафинот е W’ – W.
Волуменот на парафинот VP, добиен од формулата: VP * γP = W’ – W,
каде γP е волуметриската тежина на парафинот, која е позната и е γP = 0,892 p/cm3.
Од горната равенка имаме: VP = (W’ – W)/0,892 [cm3].
Сл. 1. Одредување на волуметриската тежина на почвата со потопување на примерокот во вода
Потоа примерокот завиткан со парафин се закачува на вага со тенок свилен конец (сл. 1), вагата се доведува до рамнотежа, а потоа веднаш под примерокот се влече контејнер со дестилирана вода, така што целата мостра се потопува во вода. Бидејќи поради привидното губење на тежината на примерокот во водата се нарушува рамнотежата на вагата, таа повторно се воспоставува со отстранување на тегови, така што се добива тежината на примерокот со парафин потопен во водата W. Разликата во тежината на примерокот со парафин во непотопена и потопена состојба ја дава тежината на поместената вода, т.е. ако волуменската тежина на водата YW = 1,00, волуменот на поместената вода Vw
Од волуменот Vw, го одземаме волуменот на парафинот VP и го добиваме волуменот на примерокот.
Густината на почвата е: γ = W/(Vw – VP)*m
каде m е коефициентот на корекција поради разликата во температурата на водата, бидејќи Y = 1,0 за температурата на водата при 4 °C: m = γw,T / γw,4oC.
Постапка со потопување примерок во жива
Оваа постапка се применува на врзани почви, исто така и во случаи кога е неопходно да се откаже од земање примерок со правилна геометриска форма, што е случај, на пример, при одредување на границите на собирање на почвата.
Сл. 2. Одредување на волуметриската тежина на почвата со потопување на примерокот во жива
Примерокот се потопува во сад целосно наполнет со жива (сл. 2) и со помош на стаклена плоча со тенки метални шилци се притиска за целосно да се потопи во жива. Истиснатата жива се истура во поголем сад, од каде се зема и се мери нејзината тежина. Ако W е тежината на примерокот, Wz е тежината на поместената жива, γz е волуметриската тежина на живата, Vz=V е волуменот на поместената жива што е еднаков на волуменот на примерокот;
Vz * γz = Wz * Vz = Wz/ γz
тогаш волуметриската тежина на почвата е:
γ =W*γz /Wz.
Постапка за песок
Овој тест се врши на терен и најчесто се применува на неврзани почви, чакал, чакал песок, морен материјал и во други случаи кога не е можно вадење на ненарушени примероци со цилиндри. Принципот на оваа постапка се состои во копање дупка во земјата и потоа нејзино полнење со нормален песок со позната волуметриска тежина, врз основа на кој се одредува волуменот на дупката. Волуметриската тежина на почвата се одредува од тежината на ископаната маса и волуменот на дупката.
Површината на почвата, чија волуметриска тежина треба да се одреди, се израмнува така што да биде хоризонтална, потоа лимена плоча од прибл.40x40 cm(сл.3), со шаблон отсечен во средината на дијаметарот Ø =20 cm, дебелина5 mm, за копање дупка во земјата. Лимената плоча се поставува рамно на земја и се фиксира со штипки. Дупка со дијаметар од20 cm, длабочина прибл20 cm, по можност со вертикални ѕидови, но не надвор од шаблонот и добро исчистете. Целиот ископан материјал се става на плочата, па веднаш по копањето, додека ја има својата природна влажност, се мери на вага и се одредува неговата тежина W. За подоцна да се одреди природната влажност, примерокот се става во лимена кутија со капаци, за да се однесе во сушење по завршувањето на теренската работа. Веднаш потоа во ископаната дупка се истура сув нормален песок, чија волуметриска тежина γd се одредува со мерење, односно од претходно извршеното лабораториско испитување, со истурање на песок низ истата инка и од иста висина, h паѓа како на теренското испитување.
Сл.3. Одредување на волуметриската тежина на почвата со помош на тестот со песок
Пред да започнете со тестот, измерете ја тежината на обичниот песок во чашата, а потоа откако ќе ја наполните дупката во земјата со тој песок до горната површина на лимената плоча, која е израмнета со челичен линијар со должина 40 cm, измерете го остатокот од песокот во чашата, така што горниот дел од нормалниот песок ќе се измери во точната површина на сува песок до _W. се добива плоча. Волуменот Vd на ископаната дупка до горната површина на лимот се одредува врз основа на формата Vd = Wd/γd.
Волуменот V на дупката во земјата се добива со одземање на волуменот v на отворот на лимениот шаблон:
Волуметриската тежина на почвата γ е: γ = W/V, каде W е тежината на ископаната почва од дупката измерена веднаш по ископувањето. Забележано е дека наместо песок се користи малтер, масло или ладен асфалт, кои се помалку чувствителни на влажно време. Покрај тоа, има и специјални уреди за полесна и побрза работа на тестот со песок.
Приближните вредности на волуметриските тежини на почвата се дадени во табелата 1, со напомена дека при геомеханички анализи во секој случај волуменската тежина на почвата треба да се определи со експеримент во лабораторија или на терен.
Одредување на влага во почвата
Експериментот за одредување на влажноста на почвата се изведува на повеќе начини, имено лабораториски метод со помош на електричен сушење, теренски методи со сушење на отворен оган, употреба на карбид, мерење под вода и користење пикнометар за воздух. Овде ќе ги опишеме само првите два методи, кои најчесто се применуваат кај нас.
Лабораториски метод со помош на електричен фен
Овој метод е најсигурен и најраспространет за сите видови почви. Парче земја од ненарушен примерок се става помеѓу две вдлабнати чаши, наречени песочни часовници, кои се прицврстуваат со метална стегач и се мерат на аналитичка вага, а потоа се ставаат во електрична машина за сушење каде што се суши на 105°C додека тежината не биде константна (сл. 4). Разликата во температурата при сушењето не треба да биде поголема од ±2°C, бидејќи на пониска температура не се врши целосно сушење, а на повисока температура органските состојки во примерокот може да изгорат. Приближното времетраење на сушењето на примерокот со часовно стакло во машината за сушење е околу 6 часа за песок и околу 12 часа за глина. По сушењето, примерокот затворен во песочни часовници со стегач се става во сукатор да се излади на собна температура, по што повторно се мери.
Сл. 4. Сушење примерок во часовни чаши со стегач
Ако W е тежината на примерокот во природна влажност со часовно стакло и стегач, Ws тежина на примерокот во сува состојба со часовно стакло и стегач, Wt тежина на часовно стакло и стегач, влажноста на почвата w според дефиницијата на Атерберг е тежината на водата поделена со тежината на почвата во сува состојба, односно: W-W__ *100[%].
Определување на порозност на почвата и коефициент на порозност
Испитувањето се врши на ненарушен примерок, под услов неговиот волумен да може да се одреди во непречена состојба.
Втиснуваме метален цилиндар со познат волумен во ненарушената почва или во примерок со поголеми димензии, ја израмнуваме горната површина на примерокот со рабовите на цилиндерот и го ставаме да се исуши.105°Cдодека тежината не биде константна, потоа оставете го да се излади на собна температура и повторно измерете го на вага заедно со цилиндерот.
Ако V е внатрешниот волумен на цилиндерот, Vm е волуменот на почвените материи без пори, Wd е сувата тежина на примерокот, γs е волуменската тежина на цврстите честички, порозноста на почвата n е
Волуменот Vm се одредува врз основа на сувата тежина на примерокот Wd:
односно во процент од вкупниот волумен на почвата
Бидејќи γd = Wd/V, т.е. сува маса на почва, може да се стави
n = 100* (1 – γd/ γs) [%].
Коефициентот на порозност се добива од формулата e = n/(1-n).
За проектирање, контрола на квалитет или извршување на работите, користете важечки прописи, стандардизирани методи за тестирање и овластена лабораторија. Овој текст е зачуван како историски образовен ресурс.