Home » Методична вказівка для студентів

Методична вказівка для студентів

3 Червня, 2024

Методична вказівка для студентів

3-го курсу медичного факультету

за спеціальністю «Біологія»

ЗАНЯТТЯ №1

ТЕМА: РОЛЬ ҐРУНТУ В ПРИРОДІ І ЖИТТІ ЛЮДИНИ. МЕТОДИ ВИВЧЕННЯ ҐРУНТУ. ҐРУНТОУТВОРЮЮЧІ ПОРОДИ ТА МІНЕРАЛЬНА ЧАСТИНА ҐРУНТУ. МЕХАНІЧНИЙ ( ГРАНУЛОМЕТРИЧНИЙ ) СКЛАД ҐРУНТУ.

Кількість годин 6

Мета: Визначення механічного складу грунтів має дуже важливе практичне значення. Це пояснюється тим, що від механічного складу залежать всі фізичні властивості грунту: загальні, фізико-механічні, водні, теплові та інші. Крім того, механічний склад впливає на хід елементарних процесів грунтоутворення і формування родючості грунту.

Легкі піщані грунти мають хорошу водопроникність, але погану водоутримуючу здатність, низьку ємність вбирання катіонів, погану теплопровідність, низьку ступінь оструктуреності тощо. Ці грунти легко обробляються, тому що вони чинять менший опір робочим органам грунтообробних машин, ніж глинисті.

Глинисті грунти, навпаки, важко обробляти, тому що вони мають високу пластичність і липкість, дуже набухають при зволоженні і дають значну усадку при висиханні. Водні властивості їх також погані.

Оптимальні фізичні властивості характерні для грунтів середнього механічного складу. Такі грунти мають вищу родючість порівняно з піщаними і важкоглинистими.

Професійна орієнтація студентів:

Програма самопідготовки студентів:

І. Роль ґрунту в природі і житті людини. Методи вивчення ґрунту.

1.Поняття про ґрунт.

2. Місце та роль ґрунту в природі та діяльності людини.

3. Методологія та методи дослідження ґрунту.

ІІ. Ґрунтоутворюючі породи та мінеральна частина ґрунту.

4. Вивітрювання гірських порід.

5. Основні ґрунтоутворюючі породи.

ІІІ. Механічний ( гранулометричний ) склад ґрунту.

6. Морфологія ґрунту.

7. Структура ґрунту.

8. Механічний склад ґрунтоутворюючих порід і ґрунтів.

Методика виконання практичної роботи: (9⁰⁰– 12⁰⁰).

І. Роль ґрунту в природі і житті людини. Методи вивчення ґрунту

Робота 1. Запишіть 5 глобальних функцій ґрунту за Б.Г. Розановим.

Робота 2. Опишіть методи вивчення ґрунтового покриву:

Профільний метод

Морфологічний метод

Порівняльно – географічний метод

Порівняльно – історичний

Метод ґрунтових ключів

Метод ґрунтових монолітів

Метод ґрунтових лізиметрів

Метод ґрунтово – режимних спостережень

Метод ґрунтових витяжок

Аерокосмічний метод

Радіоізотопні методи

Лабораторно – експериментальні методи.

ІІ. Ґрунтоутворюючі породи та мінеральна частина ґрунту.

Робота 3. Перелічіть, які породи відносяться до:

1. Елювіальної кори вивітрювання

2. Транзитно – акумулятивної кори вивітрювання

3. Акумулятивної кори вивітрювання.

Робота 4. Дайте визначення понять:

– механічні елементи грунту;

– фракція механічних елементів;

– механічний склад грунту.

Робота 5. Опишіть фізичні властивості, які залежать від механічного складу ґрунту, практичне значення механічного аналізу грунту та класифікацію грунтів за механічним складом.

ІІІ. Механічний ( гранулометричний ) склад ґрунту

Робота 6. Підготовка зразка грунту до аналізу.

100 г повітряносухого грунту розтерти у фарфоровій ступці і просіяти крізь сито з діаметром отворів 1 мм. Просіяний грунт пересипати у пакет на якому написати номер зразка, звідки взято (поле, тип грунту, горизонт грунту, глибина взяття проби).

Робота 7. Визначення механічного (гранулометричного) складу грунту за методом Рутковського.

Принцип методу:

Визначення вмісту піску основане на швидкості осідання (падіння, седиментації) механічних часток в скаламучених (суспензованих) рідинах. Швидкість седиментації часток в рідині виражається законом Стокса:

V = K • r² ,

де V – швидкість падіння у мм/сек.;

r – радіус часток;

К – константа, яка залежить від природи рідини і частки (щільність, в’язкість).

Ця величина дорівнює:

_K_{= 2} _•_g_• d –d₁ ,

9 h

де g – прискорення сили тяжіння;

d – щільність частинки;

d₁ – щільність рідини;

h – коефіцієнт в’язкості рідини.

Отже, швидкість падіння часток в рідині прямо пропорційна квадрату їх радіуса.

В таблиці 1 наведена швидкість падіння часток різного розміру, яка розрахована за формулою Стокса.

Таблиця 1. Швидкість падіння у воді часток різного розміру ( питома маса 2,55; t° +20° C ).

Діаметр часток, мм

Швидкість падіння, мм/сек.

0,05

0,01

0,005

0,001

2,099

0,084

0,021

0,0008

Таким чином, за 90 секунд піщані частки розміром 0,05 мм і більше у водних суспензіях пройдуть відстань 18 см.

Визначення вмісту глинистих часток основане на їх здатності збільшувати свій розмір (набухати) у воді. Процентний вміст глинистих часток в пробі грунту розраховують за емпіричною формулою:

X = 22,7 · K,

де х – вміст глинистих часток у %;

К – приріст об’єму на 1 см³, взятого для аналізу грунту.

Для зручності розрахунку вмісту глинистих часток наводимо таблицю 2.

Таблиця 2. Вміст глинистих часток ( < 0,005 мм ) залежно від приросту об’єму набухання у воді.

Приріст об’єму на 1см³

Вміст глинистих часток, %

Приріст об’єму на 1 см³

Вміст глинистих часток, %

4,0

3,95

3,90

3,85

3,80

3,75

3,70

3,65

3,60

3,55

3,50

3,45

3,40

3,35

3,30

3,25

3,20

3,15

3,10

3,05

3,00

2,95

2,90

2,85

2,80

2,75

2,70

2,65

2,60

2,55

2,50

2,45

2,40

2,35

2,30

2,25

2,20

2,15

2,10

90,70

89,55

88,42

87,29

86,16

85,03

83,88

82,75

81,62

80,49

79,36

78,23

77,09

77,95

74,81

73,67

72,54

71,40

70,27

69,14

68,01

66,88

65,75

64,62

63,49

62,35

61,21

60,07

58,94

57,81

56,68

55,54

54,41

53,28

52,14

51,07

49,88

48,74

47,61

2,05

2,00

1,95

1,90

1,85

1,80

1,75

1,70

1,65

1,60

1,55

1,50

1,45

1,40

1,35

1,30

1,25

1,20

1,15

1,10

1,05

1,00

0,95

0,90

0,85

0,80

0,75

0,70

0,65

0,60

0,55

0,50

0,45

0,40

0,35

0,30

0,25

0,20

0,15

46,48

45,34

44,20

43,07

41,94

40,80

39,68

38,53

37,39

36,26

35,13

34,00

32,87

31,74

30,61

29,48

28,34

27,70

26,07

24,93

23,80

22,67

21,52

20,41

19,26

18,13

17,00

15,86

14,73

13,60

12,46

11,32

10,19

9,06

7,93

6,79

5,66

4,53

3,40

Робота 8. Визначення вмісту піщаної фракції ( частки крупніше 0,05 мм ).

1. В мірний циліндр місткістю 100 мл насипати і утрамбувати 10 або 20 см³ підготовленої для аналізу грунтової маси. Для того, щоб утрамбувати пробу грунту необхідно дном циліндра постукати об долоні або об м’яку прокладку з будь-якого матеріалу ( паралон, пенопласт, гуму, складчасту тканину тощо ). Об’єм утрамбованого грунту повинен бути точно 10 або 20 см³.

2. Налити в циліндр 50 мл води і дерев’яною або скляною паличкою (з гумовою насадкою) ретельно розмішати грунт у воді. Розмішувати треба до тих пір, поки на стінках циліндру не буде мазків глини.

3. Долити води в циліндр до відмітки «100 мл» і знову розмішати паличкою. Суспензію відстояти 90 сек., після чого 70-75% її зливають в окрему посудину.

4. В циліндр знову налити води до відмітки «100 мл», знову розмішати суспензію паличкою, відстояти 90 сек. і злити каламутну воду до відмітки «25-30 мл». Цю операцію повторюють кілька разів. Припиняють відмулювання коли рідина в циліндрі після 90-секундного відстоювання стане прозорою.

Не зливаючи води визначають об’єм піску, який осів на дно циліндра. Якщо нижня частина циліндра не має поділок, то об’єм піску визначають з допомогою лінійки.

5. Процентний вміст піску в пробі грунту визначають за формулою

_X₌ b _·₁₀₀,

де а – кількість грунту взятого для аналізу ( см³ );

b – кількість відмитого піску в циліндрі ( см³);

х – вміст піску в пробі грунту ( % ).

Одержаний результат записують у таблицю 3.

Робота 9. Визначення вмісту глинистої фракції (частки розміром < 0,005 мм).

1. В циліндр, місткістю 50 або 100 мл, насипають 10 см³того ж самого грунту. Утрамбовують і доводять до потрібної мітки. Наливають 50 мл води і розмішують паличкою як вказано вище.

2. До суспензії доливають 3 мл 4-5 %-ного CaCl₂ для коагуляції колоїдів грунту. Суспензію розмішують, доливають води до відмітки «50 мл» або «100 мл» і ставлять циліндр на відстоювання на 24 години. Протягом цього часу відбудеться набухання глинистих мінералів.

3. Через 24 години заміряють об’єм грунтової маси яка набухла і обчислюють приріст на 1 см³ сухого грунту за формулою:

K_V ₌ V₁ – V₀ ,

V₀

де K_V – приріст об’єму на 1 см³ грунту ( коефіцієнт приросту );

V₀ – початковий об’єм грунту, взятого для аналізу;

V₁ – об‘єм грунтової маси після набухання ( через 24 години).

4. Користуючись таблицею 2 визначають процентний вміст глинистої фракції в пробі грунту. Коефіцієнт приросту і процентний вміст глини записують в таблицю результатів (табл. 3 ).

Робота 10. Визначення вмісту пилуватої фракції (частки розміром 0,05-0,005мм).

Вміст пилуватої фракції визначають шляхом віднімання від 100% суми глинистої і піщаної фракції.

Приклад обчислення вмісту в грунті фракцій механічних часток та визначення різновидності зразка грунту

1. Для визначення вмісту піщаної фракції було взято 20 см³ розтертого і просіяного грунту. Після відмулювання в циліндрі залишилось 9,5 см³ піску, що становить:

20 – 100% х = 9,5 · 100 = 47,5 %

9,5 – х 20

2. Для набухання було взято 10 см³ грунту. Після 24-годинного відстоювання об’єм грунту збільшився до 14,3 см³. Звідси, приріст на одиницю об’єму становить:

k_{V =}14,3 – 10 ₌ 0,43 см³/см³.

За таблицею 2 це відповідає 9,76 % вмісту глинистих часток.

3. Вміст пилуватої фракції ( 0,05 – 0,005 мм ) буде становити:

100 – ( 47,5 + 9,76 ) = 42,74%

Таблиця 3. Результати визначення механічного складу грунту за методом Рутковського.

Фракція

Об’єм фракції, см³

Вміст фракції, %

Піщана (>0,05 мм)

Пилувата (0,05-0,005 мм)

Глиниста (<0,005 мм)

Висновок:

Для встановлення різновидності грунту за даними гранулометричного аналізу рекомендуємо користуватись класифікаціями грунтів за механічним складом В.В.Охотіна (таблиця 4)

Таблиця 4. Класифікація грунтів за механічним складом (за В.В.Охотіним).

Назва різновидності грунту	Вміст глинистих часток, % (<0,005 мм)	Вміст пилуватих часток, % (0,005-0,05 мм)	Вміст піщаних часток, % (>0,05 мм)
Важка глина	>60	–	–
Глина	60 –30	–	–
Пилувата глина	30 – 20	Більше, ніж кожної з двох інших фракцій
Важкий суглинок	30 – 20	–	Більше, ніж пилуватих
Пилуватий важкий суглинок	30 – 20	Більше, ніж піщаних
Середній суглинок	20 – 15	–	Більше, ніж пилуватих
Пилуватий середній суглинок	20 – 15	Більше, ніж піщаних	–
Легкий суглинок	15 – 10	–	Більше, ніж пилуватих
Пилуватий легкий суглинок	15 – 10	Більше, ніж піщаних	–
Важкий супісок	10 – 6	–	Більше, ніж пилуватих
Пилуватий важкий супісок	10 – 6	Більше, ніж піщаних	–
Легкий супісок	6 – 3	–	Більше, ніж пилуватих
Пісок	<3