У переліку геодезичних робіт іноді можна зустріти таку послугу, як визначення складу грунту. Дана процедура виконується з метою отримання інформації про зміст частинок у ґрунті на конкретній місцевості. В будівельних роботах визначення такого складу потрібно нечасто, але в сільському господарстві і геолого-розвідувальних заходах без нього не обійтися. При цьому гранулометричний склад може бути визначений різними методами. Вибір одного з них залежить від безлічі факторів і умов.

Загальні відомості про гранулометрическом складі

Під гранулометричним складом розуміється наявність механічних елементів у грунті. Причому в даному випадку грунт можна розглядати як загальне позначення ґрунту, який може бути штучним. Що стосується частинок, то вони можуть мати різні характеристики і походження. Також зустрічаються різні за концентрації види складів. Наприклад, гранулометричний склад піску буде в тій чи іншій мірі однорідним, навіть в плані змісту частинок певної фракції. Фахівці відзначають, що мінімальний розмір елементів, які здатні виявляти практикуються техніки даного аналізу, становить лише 0001 мм.


У відповідності з ГОСТом виділяється шість найменувань фракцій – це ті ж піщані частинки, брилові, гравійні, глинисті та ін Кожна фракція має не тільки свій діапазон типорозмірів, але і біологічне походження. При цьому не варто думати, що тільки лише вмістом дрібних частинок характеризується гранулометричний склад. ГОСТ під номером 12536-79 також зазначає, що максимальний розмір фракції, яка враховується як складова частина ґрунту, досягає 200 мм. Це переважно валунні елементи, які можуть мати великі розміри. Саму ж дрібну фракцію представляє глина, хоча в цьому показнику з нею можуть конкурувати і піщані частинки.

Класифікації гранулометричного складу

Крім фракційної градації ґрунтів, існують і інші принципи класифікації. Один з них передбачає поділ на основі показників вмісту частинок глини. У цьому випадку також враховується характер ґрунтоутворення і виявляється домінуюча фракція. Альтернативної класифікації є визначення типу складу через наявність елементів піску, пилу і тієї ж глини. Тобто в деякому роді такий гранулометричний склад визначатиметься за принципом комбінованого з комплексним представленням інформації про включених до нього елементів. Важливо відзначити, що із-за схожості між двома підходами до класифікації складів, їх досить складно розмежовувати в практиці застосування.

Прямі методи визначення складу

Існують дві принципово різні групи способів визначення механічного складу грунту. Одна з них – непряма і розрахована на виявлення закономірностей ґрунтоутворення в умовах конкретної місцевості, а інша являє сегмент прямих методів, що базуються на технічних засобах аналізу. Зокрема, група прямих методів може задіяти спеціальні прилади, пристрої та пристосування, які дозволяють визначити параметри частинок з високою часткою точності. Зокрема, можуть застосовуватися електронні та оптичні мікроскопи, які реалізують микрометрическое дослідження. Прямий метод дозволяє точніше визначати гранулометричний склад ґрунту, однак, з-за складнощів технічної організації процесу і дорожнечі застосовується вкрай рідко.

Непрямі методи визначення складу

До цієї групи способів визначення складу зазвичай відносять методики, які грунтуються на застосуванні різних закономірностей у структурі досліджуваної суміші. Зокрема, можуть виявлятися залежності між самими елементами масиву, але найчастіше передбачається комплексний аналіз. Тобто, в процесі порівняння також враховуються і інші характеристики грунту, серед яких вологість, властивості суспензії, динаміка осадження і т. д. Непрямі методи визначення гранулометричного складу також задіють оптичні та ареометрические способи реєстрації фізичних якостей. Крім того, новітні технології дозволяють використовувати і моделювання природної седиментації. Якщо порівнювати цей напрямок аналізу з прямими методами, то до його недоліків можна віднести невисоку точність. Тому, якщо потрібно зробити разове дослідження на конкретній ділянці, то краще буде все ж прямий метод. Але масштабних і регулярних роботах економічно себе виправдовують тільки непрямі способи.

Ареометрический метод

Це вузькоспеціалізована, хоча і популярна методика, яка базується на принципах витісняється рідини. Власне, так працює використовується в процесі аналізу прилад ареометр. Сам же принцип діє за правилом, за яким обсяг рідини витісняється буде еквівалентний масі, замісної новим тілом. Тільки у разі з практикою застосування ареометрической техніки гранулометричний склад ґрунту визначається через зібрану суспензію. Зокрема, фахівець також шляхом занурення частинок у воду перевіряє відхилення від даних, отриманих раніше. Зазвичай такий аналіз виконується серійно, причому в кожному разі робота ведеться над визначенням однієї характеристики – щільності. Знову ж таки, на основі взаємозв'язку частинок і умов їх перебування в грунті таким чином можна визначити фракційний і механічний склад.

Пипеточний метод

В даному випадку також застосовується рідинна середовище, що дозволяє розрізняти окремі частинки за характеристиками. Взяту пробу занурюють у воду, після чого фіксують швидкість падіння елементів складу. Через певний проміжок часу, аналіз завершується, а осіли частинки виймаються. Потім проба просушується, вимірюється і формується звіт за результатами перевірки. Як правило, визначення гранулометричного складу за цією методикою, застосовується в аналізі глинистих ґрунтів. Обумовлено це тим, що частинки в такому грунті мають дрібну фракцію, яку можна аналізувати шляхом швидкості падіння в рідких середовищах.

Метод Рутківського

Як і всі непрямі способи аналізу складу, дана методика не відрізняється високою точністю і дає лише загальне уявлення про містяться в досліджуваній масі елементах. Сам принцип визначення характеристик частинок за методом Рутківського базується на двох параметрах. В першу чергу це та ж швидкість падіння елемента в рідинному середовищі. Але в цьому випадку залежність простежується між швидкістю і походженням частки, а щодо динаміки занурення до розміру. І другий параметр, який дозволяє визначати гранулометричний склад ґрунту по цій техніці, базується на здатності частинок набухати в тій же водному середовищі. У цій частині аналізу виявляються і фізичні, і в деякому роді хімічні якості маси.

Ситовий метод

Це один з найстаріших і найбільш поширених методів визначення ґрунтового складу. Він ґрунтується на використанні спеціальних наборів звт, які пропускають фракції одного розміру, і не пропускають частки з більш великими параметрами. Спосіб простий і доступний у використанні, тому його часто застосовують в будівельній галузі, де немає можливості організовувати складні методи непрямого аналізу. Втім, перевірку складу через сито можна з упевненістю віднести і до прямих методів. Все ж такий аналіз дозволить визначити, наприклад, гранулометричний склад порід з тією ж ступенем точності, як це зробить микрометрическое дослідження. Правда, точність багато в чому буде залежати від інструменту аналізу – тобто набору сит. Існують дві категорії даних пристосувань. Одна з них орієнтується на роботу з просіюванням без промивки. У цьому випадку осередки мають розмір від 05 до 10 мм. Інша група являє сита, мають фракцію проходження від 01 до 10 мм.

Як гранулометричний склад впливає на рослини?

І фракція, і подання різними мінералами впливає на аграрно-технічні властивості грунту. Зокрема, склад може визначити водно-повітряне середовище, грунту, його схильність до процесів ерозії, агрегированность, щільність, біологічні та хімічні якості. Так, наприклад, піщані і глинисті грунти зумовлюють слабкість середовища в плані повітряного і вологісного обміну. Це згубно для більшості рослин – особливо, вирощуваних в рамках сільськогосподарських угідь, де на родючий шар також впливає і характер обробітку. Але гранулометричний склад важливий для рослинності навіть не стільки з точки зору структури і щільності, скільки вмістом корисних елементів. Іноді наявність магнію, фосфору і солей саме по собі забезпечує оптимальний пласт живильної бази, позбавляючи від необхідності внесення додаткових добрив.

Висновок

Приклад технологічних підходів до аналізу грунту на предмет гранулометричного складу показує, як новітні вимірювальні прилади виявляються неконкурентними перед методами дослідження із застосуванням обліку елементарних фізичних правил і закономірностей. Звичайно, не можна сказати, що визначення гранулометричного складу ґрунту за допомогою мікрометричного аналізу програє непрямими методами якісних робочих показниках. Але в плані практичності саме друга група виявляється більш ефективною. При цьому сама концепція використання високоточних технічних засобів зовсім не скасовується. Найбільш перспективні методи якраз припускають поєднання двох принципів дослідження.