Наука по изучению почвы представляет собой большой перечень мероприятий, занимающихся детальным анализом каждого слоя и отдельного включения. Эти исследования нужно проводить перед началом выполнения строительных работ. Главная задача процесса состоит в определении степени прочности грунтов и их способности нести будущие нагрузки после строительства объекта. При этом актуальность исследований важна и во время сооружения здания, которое уже будет воздействовать на почву. Исследования включают анализ не только верхних, но и глубинных пород на химический состав и физические свойства.
Гранулометрический состав определяет общие физические и химические показатели почвы, ее реакцию на искусственные факторы, например, замораживание или переувлажнение. Его также знают по соотношением Качинского, который смог выделить долевое количество песка и глины в единице объема исследуемого материала. Невзирая на важность информации о составе грунта, единой какой-то классификации не существует. Обычно все выделяют конкретные вещества и их доли, тем самым, выявляя те или иные физические и химические свойства материалов.
Где используют данные о почвенном составе?
Существует много сфер, где пригодятся сведения, полученные в ходе изучения почвенного состава.
В геологии информация о составе почвы важна при проведении обогащения руд для дальнейшего производства из нее сталей или цветных металлов. В данном случае химический состав сильно влияет на конечные приобретаемые свойства производственного сырья. Также она применяется в такой науке, как грунтоведении и почвоведении. Одним из показателей почвы выступает ее фракционность, то есть размеры частиц, что непосредственно влияет на рыхлость и, как следствие, прочность. Традиционного, размер частиц определяют в мм.
В зависимости от размера частиц выделяют следующие классы веществ:
- крупные валуны более 500 мм;
- средние камни до 500 мм;
- мелкие валуны до 250 мм;
- галька – до 100 мм;
- гравий – до 10 или до 5 мм;
- песок – до 2 мм;
- алеврит – до 0,1 мм;
- пыль – до 0,005 мм;
- глина – не более 0,0005 мм.
Изучение количественного состава извлеченной почвы позволяет сформировать более точную оценку фактического состояния грунта на исследуемой территории. Знание состава позволяет более точно подобрать нужное количество обогащающих компонентов. Также эта информация важна для правильного подбора оборудования и техники, которая будет добывать породу в карьере. Так, например, для работы с крупными валунами нужна мощная дробильная машина, которая будет справляться с возлагаемой на нее нагрузкой. Если расчеты будут не верны, то техника быстро выйдет из строя, что сильно удорожит стоимость технологии добычи полезных ископаемых.
Группы почв по размеру частиц
Гранулометрической сосав почв позволяет разделить ее на несколько групп, различающихся по следующим показателям:
- физические – способность частиц выдерживать различные нагрузки без изменения размеров, плотности и целостности;
- физико-химические – это комплекс характеристик, при которых одновременно наблюдаются как физические, так и химические изменения в структуре, составе и свойствах, при этом это наблюдается при воздействии на исследуемый материал;
- химические – это свойства анализируемых образцов, при которых происходят изменения структуры, состава веществ на молекулярном уровне.
Так, например, глина обладает настолько мелкой фракцией, что буквально растворяется в воде, формируя мутноватую жидкость.
Физические методы анализа материалов
Одним из самых популярных методов изучения почвенных веществ является техника раскатывания шнура. То есть из глиноподобной структуры скатывают тонкую цилиндрическую полоску. Раскатка выполняется до разрушения. В результате данного теста получили, что шнур из песка полностью распадается на частицы, из супеси на сгустки, а из легкого суглинка – на мелкие структуры или составные части. Шнур из средней, тяжелой глины сохраняет целостность даже при скручивании в кольцо. Эти знания позволяют правильно находить сырье для производства кирпича, стали и других ископаемых материалов.
Методы определения гранулометрического состава
На практике применяют два метода – сухой и мокрый. В первом случае комок образца тщательно растирают до состояния пыли. При растирании в смеси ощущаются гранулы. Но при этом глиняные сухие сгустки довольно прочные и их сложно растирать. Песчаные сгустки легко распадаются на мелкие частицы. Суглинок при растирании превращается в порошковую смесь, содержащие частицы песка.
Второй метод заключается в раскатывании шнура, как было описано чуть выше в статье. Сначала смачивают фрагмент материала и скатывают из нее шнур или шарик. Шнур делают диаметром 3 мм. Затем его сворачивают в кольцо диаметром до 3 см. Далее, получают данные по физическому состоянию полученного вещества.