3.6. Определение плотности грунта методом парафинирования

Этот метод применяют для определения плотности связных грунтов, а также в тех случаях, когда невозможно взять пробу режущим кольцом в грунтах с различными включениями. Для определения плотности этим методом необходимо иметь весы технические с разновесами; парафин; сосуд для плавления парафина; тонкую нить длиной 0,5 м; батарейный стакан; нож; фильтровальную бумагу; журнал.

Подготовка к испытаниям

1. Вырезают образец грунта объемом не менее 30 см³ с ненарушенной структурой и естественной влажностью; придают ему округлую форму, срезая острые выступающие части.

2. Образец обвязывают прочной тонкой нитью со свободным концом длиной не менее 15 - 20 см, имеющим петлю для подвешивания к серьге весов.

3. Расплавляют в сосуде парафин и нагревают до температуры 57 - 60°С.

Проведение испытаний

1. Обвязанный нитью образец грунта взвешивают на технических весах, m, г.

2. Образец грунта покрывают парафиновой оболочкой, погружая его на 2 - 3 секунды в нагретый парафин. При этом если на поверхности парафиновой оболочки появляются пузырьки воздуха, их удаляют и заглаживают эти места. Эту операцию повторяют до образования плотной парафиновой оболочки, толщиной 0,5 – 1,0 мм.

3. Покрытый парафином грунт охлаждают и взвешивают на технических весах, m₁, г.

4. Затем парафинированный образец взвешивают в сосуде с водой (m₂). Для этого над чашей весов устанавливают подставку для сосуда с водой так, чтобы исключить ее касание к чаше весов (рис. 3.2). К серьге коромысла весов подвешивают образец и опускают его в сосуд с водой. Объем сосуда и длина нити должны обеспечить полное погружение образца в воду. При этом он не должен касаться дна и стенок сосуда.

	1 – коромысло весов; 2 – чаша весов; 3 – подставка; 4 – стакан с водой; 5 – запарафинированный образец грунта в воде
Рис. 3.2. Схема взвешивания парафинированного образца в воде

5. Взвешенный образец вынимают из воды, промокают фильтрованной бумагой и повторно взвешивают в воздухе, чтобы убедиться в том, что вода не прошла в грунт. Если при этом обнаруживается приращение массы образца более чем на 0,02 г по сравнению с массой m_1, то образец должен быть забракован, а испытание необходимо повторить с другим образцом.

Обработка результатов

Плотность грунта ρ, г/см³ вычисляют по формуле

ρ = m ρ_n ρ_w / [ ρ_n(m₁ – m₂) – ρ_w(m₁ – m₂)], (3.4)

где m - масса образца грунта до парафинирования, г;

m₁ - масса парафинированного образца грунта, г;

m₂ - масса парафинированного образца в воде - разность масс парафинированного образца и вытесненной им воды, г;

ρ_n - плотность парафина, принимается равной 0.900 г/см³;

ρ_w - плотность воды при температуре испытаний, г/см³;

Плотность воды при различных температурах приведена в табл. 3.3.

Таблица 3.3

Плотность воды при различных температурах

Температура, °С	Плотность, г/см^3	Температура, °С	Плотность, г/см^3
0-12	1,000	24-27	0,997
13-18	0,999	28-30	0,996
19-23	0,998	31-33	0,995

Для каждой пробы грунта следует производить два параллельных определения плотности грунта ρ, а затем вычислять среднее значение с точностью 0,01г/см³. Расхождение в параллельных определениях допускается до 0,02 г/см³. Все данные испытаний заносятся в журнал (табл. 3.4).

Таблица 3.4

Журнал

определения плотности грунта методом

парафинирования и взвешивания в воде

Номер образца	Масса влажного образца без парафиновой оболочки, m , г	Масса образца с парафиновой оболочкой, m1, г	Масса запарафини-рованного образца в воде, m2, г	Масса образца с парафиновой оболочкой (контрольная), m1, г	Плотность грунта, ρ, г/см^3	Приме-чание