Определение плотности песка в рыхлом и плотном состояниях

Рыхлое сложение сухого песка достигается путем его осторожной отсыпки из воронки 1 через резиновый шланг 2 в металлический стакан 4 (рис. 4.2). Металлический стакан массой m ₁ и объемом V ₁ устанавливают на столе под воронкой, закрепленной на штативе таким образом, чтобы конец резинового шланга был немного выше края стакана (см. рис. 4.2, а). Затем, открывая зажим 3, осторожно, тонкой струей, засыпают сухой песок в стакан. При этом поверхность песка должна быть выше края стакана. Далее металлической линейкой срезают лишний объем на уровне края стакана (см. рис. 4.2, б). Эти операции необходимо выполнять очень осторожно, избегая малейших сотрясений, вызывающих уплотнение песка.

Рис. 4.2. Техника получения рыхлого (а, б) и

плотного (в) сложения сухого песка

Взвешивая стакан с рыхлонасыпанным песком, определяют массу m ₂.

Учитывая возможные погрешности, опыт проводят не менее трех раз и за расчетное принимают наименьшее значение m ₂.

Плотное сложение сухого песка достигается уплотнением песка в металлическом стакане, на который установлена металлическая насадка 5, путем постукивания по его стенкам металлическим молоточком 6 (см. рис. 4.2, в).

По мере уплотнения песок из воронки добавляют до тех пор, пока его поверхность не станет выше края стакана и он частично заполнит объем насадки. После уплотнения снимают насадку 5, срезают лишний песок линейкой и взвешивают стакан с песком, определяя массу m ₃. Затем снова надевают насадку, досыпают песок, постукиванием молоточка уплотняют его и повторяют операции срезки лишнего песка и взвешивания и т.д.

Значения масс m ₂, m ₃заносятся в таблицу, находящуюся в «Журнале лабораторных работ…».

По результатам определения масс m ₂, m ₃ плотности сухого песка в максимально рыхлом и максимально плотном состояниях рассчитываются по зависимостям

ρ _{d min} = , ,

где m ₁, V ₁– масса и объем стакана; принимаются по таблице, имеющейся в лаборатории.

С помощью полученных значений ρ _{d min}, ρ _{d max} и известного ρ _d (в учебной лаборатории задается преподавателем) по зависимости (4.2) студенты находят степень плотности сложения J_D и оценивают состояние песка по плотности в естественных условиях (рыхлое, средней плотности или плотное). Результаты определений заносятся в «Журнал лабораторных работ».