 |
Пикнометрическим методом
|
|
|
|
4.1. Подготовительная работа
4.1.1. Подготовить табл. 2 для записи наблюдений.
Таблица 2
Результаты определения плотности частиц горной породы
пикнометрическим методом
| Наименование | Обозначение | Единицы измерения | Значения |
| Масса пикнометра | 
| г | |
| Масса пикнометра с породой | 
| г | |
| Масса пикнометра с породой и водой после кипячения | 
| г | |
| Масса пикнометра с водой |
| г | |
| Масса породы | 
| г | |
| Масса породы с учётом поправки на гигроскопическую влажность | 
| г | |
| Плотность частиц породы | 
| г/см3 |
4.1.2. Колбу-пикнометр просушить в сушильном шкафу.
4.1.3. Пробу породы, находящуюся в воздушно-сухом состоянии, растирают и просеивают через сито с диаметром отверстий 2 мм.
4.1.4. Из просеянной и перемешанной пробы породы отобрать навеску около 15 г.
4.2. Последовательность выполнения работы
4.2.1. Определить массу сухого пикнометра m и занести результат в табл. 2.
4.2.2. Осторожно высыпать через воронку в колбу-пикно-метр заготовленную пробу.
4.2.3. Определить массу пикнометра с пробой 
и занести результат в табл. 2.
4.2.4. Заполнить пикнометр с породой дистиллированной водой на 2/3 объёма и прокипятить в течение 0,5 часа на песчаной бане для удаления воздуха.
4.2.5. После кипячения пикнометр охладить, дополнить его дистиллированной водой до мерной черты.
4.2.6. Определить массу пикнометра с водой и породой 
и занести результат в табл. 2.
4.2.7. Вылить воду, тщательно вымыть пикнометр и заполнить пикнометр прокипяченной дистиллированной водой до мерной черты и взвесить 
Результаты занести в табл. 2.
4.3. Обработка результатов
4.3.1. Массу минеральных частиц породы 
рассчитать по формуле
|
|
|
(7)
где 
– масса пикнометра с пробой породы; m2 – масса пустого пикнометра.
4.3.2. Рассчитать массу частиц породы с учётом поправки на гигроскопическую влажность:
(8)
4.3.3. Зная массу пробы породы 
, массу пикнометра с водой 
и массу пикнометра с водой и пробой породы 
, можно рассчитать величину плотности частиц породы по формуле
(9)
где 
– плотность воды, 
5. Расчёт плотности сухой породы 
пористости n и коэффициента пористости e
5.1. Расчёт плотности сухой породы выполнить по формуле:
или
(10)
где 
– плотность породы, г/см3; W – влажность породы, доли единицы или %. Влажность при расчёте принимать равной 0,04 или 4 %.
5.2. Расчёт величины пористости и коэффициента пористости выполнить по формулам:
(11)
(12)
Анализ результатов
6.1. Привести числовые значения и полное название показателей плотности и пористости исследуемой породы: 
и 
6.2. Определить группу пористости породы согласно п. 1.3.4.
6.3. Сравнить полученные числовые значения и 
с табличными данными (табл. 3) и оценить степень плотности сложения исследуемой породы.
Таблица 3
Зависимость плотности сложения пород от величины
плотности породы, плотности сухой породы,
пористости и коэффициента пористости
| Породы | Сложение | Показатели | |||
| Общая плотность, г/см3 | Плотность сухой породы, г/см3 | Пористость, % | Коэффициент пористости | ||
| Пески мелко- и тонко-зернистые, супеси легкие | плотное | > 1,75 | > 1,65 | < 38 | < 0,60 |
| средней плотности | 1,6–1,75 | 1,50–1,65 | 38–44 | 0,60–0,80 | |
| малой плотности | < 1,60 | < 1,50 | > 44 | > 0,80 | |
| Глины, суглинки, супеси тяжёлые | плотное | > 2,10 | > 1,90 | < 30 | < 0,40 |
| средней плотности | 1,70–2,10 | 1,35–1,90 | 30–45 | 0,40–0,80 | |
| малой плотности | 1,10–1,70 | 0,8–1,35 | > 45 | > 0,80 |
6.4. Используя полученные числовые значения показателей плотности и пористости исследуемой породы, а также формулы (1) – (5), рассчитать:
|
|
|
1) массу твёрдых частиц в 1 см3, в 0,5 см3 породы;
2) массу воды в 1 см3, в 0,5 см3 породы;
3) объём твёрдых частиц в 1 см3, в 0,5 см3 породы естественной влажности.
7. Контрольные вопросы
1. Основные фазы дисперсной породы и инженерно-геологичес-кое значение различных соотношений между ними.
2. Что такое плотность породы? Показатели плотности.
3. Физическая сущность плотности. От чего она зависит и чем отличается от плотности частиц породы?
4. Различие между плотностью породы и плотностью скелета породы.
5. Какие показатели плотности используются для полезных ископаемых: угля и руды?
6. В чём сущность пикнометрического метода определения плотности частиц породы?
7. Для чего при определении плотности породы образец парафинируют?
8. Что такое скважность и пористость породы?
9. Показатели пористости пород.
10.Каково инженерно-геологическое значение пористости?
Список рекомендуемой литературы
1. ГОСТ 5180–84. Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик. – М.: Изд-во стандартов, 1985. – 23 с.
2. ГОСТ 2160–92. Топливо твёрдое минеральное. Методы определения плотности. – М.: Изд-во стандартов, 1993. – 9 с.
3. Ломтадзе В.Д. Физико-механические свойства горных пород. Методы лабораторных исследований. – Л.: Недра, 1990. – 328 с.
4. Ломтадзе В.Д. Инженерная геология. Инженерная петрология. – Л.: Недра, 1984. – 511 с.
5. Чаповский Е.Г. Основы инженерно-геологического изучения горных пород. – М.: Высш. шк., 1975. – 296 с.
Составители
Юрий Васильевич Лесин
Ольга Евгеньевна Шестакова
|
|
|
