Сколько весит куб земли разного вида
Для того чтобы разобраться в том, сколько весит куб земли, необходимо понять, от чего может зависеть данная величина. После этого необходимо выделить наиболее часто встречающиеся данные о весе того или иного вида земли. Полученные данные могут с определенной долей приближения быть использованы при решении задач по школьному курсу физики. Или в повседневной жизни при проведении работ, связанных с землеустройством или садово-дачной деятельностью.
Что следует понимать под весом куба земли
Чтобы найти ответ на вопрос о том, сколько весит 1 куб земли, необходимо разобраться в первичных понятиях. Как правило, люди, задающие такой вопрос, имеют в виду массу того количества земли, которое умещается в 1 кубическом метре пространства. Такой объем легко представить себе в виде пространственного куба, у которого все стороны равны одному метру. В более формализованном виде принято обозначать такой объем символом 1 м^3, или один метр в 3-ей степени. В 1 кубическом метре может поместиться различное количество вещества. К примеру, 1 м^3 воды весит ровно 1000 кг, или одну тонну.
Таким образом, объемную плотность вещества выражают либо в килограммах, либо в тоннах на 1 кубический метр. Когда задают вопрос о том, сколько весит куб земли, под землей чаще всего понимают вес почвенного тела или почвы. В свою очередь, почва представляет из себя смесь фракций, различающихся по степени плотности или увлажнения, содержанию того или иного вида минеральных питательных веществ. Поэтому далее в статье подробно будут разобраны факторы, предопределяющие вес земли, и даны примерные характеристики веса земли в зависимости от данных факторов.
Следует понимать, что приведенные данные носят, скорее, справочный характер. Поскольку каждый кубический метр земли по-своему уникален, а потому имеет различный вес. Тем не менее можно получить приблизительное представление о том, сколько весит куб земли в тоннах.
От чего зависит вес земли
Дело в том, что на это влияет множество факторов, среди которых самых главных несколько — это степень увлажнения почвенного тела (то количество влаги, которое содержит объем почвы в момент измерения), а также минералогический состав почвы, от которого зависит ее плотность.
Чем выше степень увлажнения земли, тем больше ее вес. Как правило, после дождя или вблизи водоемов вес максимален. В период засухи он минимален, равно как и вес земли на сухих возвышенных участках. Помимо этого, чем более плотное вещество, из которого состоит земля, тем больший вес будет иметь 1 кубометр такой земли.
Вес в зависимости от состава почвы
Самый маленький вес имеет 1 кубометр земли, взятый из зоны верховых или низовых болот и состоящий из торфа и органического перегноя — всего 700-900 килограмм, или 0,7-0,9 тонн. Вес 1 кубического метра земли степей и лесостепей — типичного чернозема — составляет 1,4-1,5 тонны. Чернозем состоит из фракций как легкого, так и тяжелого минералогического состава. Такой вес земли является оптимальным для проведения сельскохозяйственных работ различного вида.
Кубометр супесей весит примерно 2,6 тонны, суглинков — 2,61 тонны, песков — 2,65 тонны, глины — до 2,8 тонн. Дело в том, что чем меньше и чем плотнее частицы, тем большее количество земли по массе может уместиться в 1 кубический метр.
Глина, в отличие от всех других видов земли, состоит из очень маленьких частичек очень высокой плотности. А потому вес 1 кубического метра глины максимален. Не следует забывать, что приведенные данные верны только для полностью сухой земли и могут быть использованы для решения теоретических задач.
Вес земли в зависимости от увлажнения почвы
Чтобы понять, сколько весит куб земли в реальности, необходимо ввести понятие коэффициента увлажнения. Коэффициент увлажнения представляет из себя усредненную величину, характеризующую впитывающие способности того или иного вида земли. Эта величина показывает максимальное количество влаги, которое может впитать тот или иной вид земли. Она увеличивает вес 1 кубометра в заданное количество раз.
Так, чтобы найти вес 1 кубометра влажной супеси, нужно вес сухой супеси умножить на 1,7. Для песка коэффициент равен примерно 2,7, для глины — 2,6, для суглинка — 2,4. Таким образом вы сможете найти вес 1 кубометра земли в условиях полного увлажнения.
Плотность грунта
В таблице представлена плотность грунта в естественном залегании в размерности кг/м 3 . Плотность приведена с учетом естественной структуры грунта и природной влажности для таких грунтов, как: алевролиты, аргилиты, гравийно-галечные грунты, известняки, пески и т. д.
Грунт представляет собой разнообразные горные породы, осадки, почвы и некоторые искусственные образования и в общем случае состоит из трех фаз: твердой, жидкой и газообразной.
Фазы грунта динамически взаимодействуют. Твердые частицы грунтов состоят из породообразующих минералов. Жидкая составляющая грунта представляет собой воду, различной степени минерализации. Содержащиеся в грунте газы могут находиться как в свободном состоянии, так и растворены в воде.
Плотность грунта с учетом его естественной влажности и содержания газов представляет собой отношение массы грунта к занимаемому им объему и определяется по формуле:
где m — масса грунта;
V — объем грунта с учетом влаги и газов;
m1, V1, m2, V2, m3, V3 — соответственно масса и объем твердой, жидкой и газообразной фаз грунта.
Примечание: поскольку масса газообразной компоненты грунта пренебрежительно мала и не влияет на общую плотность, на практике ей можно пренебречь.
Следует отметить, что плотность грунта определяется индивидуальной плотностью слагающих его компонентов, зависит от состава грунта, его структуры и составляет величину от 700 до 3300 кг/м 3 .
К грунтам с высокой плотностью в естественном состоянии можно отнести такие грунты, как: кварциты, граниты, гнейсы, диориты, сиениты, габбро, андезиты, базальты, порфириты, трахтиты, мрамор, ангидриты, кремень.
К легким грунтам с низким показателем естественной плотности относятся: котельные шлаки, пемза, туф, торф, мягкие известняки, грунты растительного слоя.
Грунт | Плотность, кг/м 3 |
---|---|
Алевролиты | |
Слабые, низкой прочности | 1500 |
Крепкие, малопрочные | 2200 |
Аргилиты | |
Крепкие, плитчатые, малопрочные | 2000 |
Массивные, средней прочности | 2200 |
Вечномерзлые и мерзлые сезонно-протающие грунты | |
Растительный слой, торф, заторфованные грунты | 1150 |
Пески, супеси, суглинки и глины без примесей | 1750 |
Пески, супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, дресвы, щебня в количестве до 20% и валунов до 10% | 1950 |
Пески, супеси, суглинки и глины с примесью гравия, гальки, дресвы, щебня в количестве более 20% и валунов более 10%, а также гравийно-галечные и щебенисто-дресвяные грунты | 2100 |
Глина | |
Мягко- и тугопластичная с примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10% | 1750 |
Мягко- и тугопластичная без примесей | 1800 |
Мягко- и тугопластичная с примесью более 10% | 1900 |
Мягкая карбонная | 1950 |
Твердая карбонная, тяжелая ломовая сланцевая | 1950…2150 |
Гравийно-галечные грунты (кроме моренных) | |
Грунт при размере частиц до 80 мм | 1750 |
Цементированная смесь гальки, гравия, мелкозернистого песка и лёссовидной супеси | 1900…2200 |
Грунт при размере частиц более 80 мм | 1950 |
Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов до 10% | 1950 |
Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов до 30% | 2000 |
Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов до 70% | 2300 |
Грунт при размере частиц более 80 мм, с содержанием валунов более 70% | 2600 |
Грунты ледникового происхождения (моренные) | |
Пески, супеси и суглинки при коэффициенте пористости или показателе консистенции более 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% | 1600 |
Пески, супеси и суглинки при коэффициенте пористости или показателе консистенции до 0,5, а также глины при показателе консистенции более 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% | 1800 |
Глины при показателе консистенции до 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 10% | 1850 |
Пески, супеси, суглинки и глины при коэффициенте пористости или показателе консистенции более 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 35% | 1800 |
То же, до 65% | 1900 |
То же, более 65% | 1950 |
Пески, супеси, суглинки и глины при коэффициенте пористости или показателе консистенции до 0,5 и содержании частиц крупнее 2 мм до 35 % | 2000 |
То же, до 65% | 2100 |
То же, более 65% | 2300 |
Валунный грунт (содержание частиц крупнее 200 мм более 50%) при любых показателей пористости и консистенции | 2500 |
Грунт растительного слоя | |
Без корней кустарника и деревьев | 1200 |
С корнями кустарника и деревьев | 1200 |
С примесью щебня, гравия или строительного мусора | 1400 |
Диабазы | |
Сильно выветрившиеся, малопрочные | 2600 |
Слабо выветрившиеся, прочные | 2700 |
Незатронутые выветриванием, крепкие, очень прочные | 2800 |
Незатронутые выветриванием, особо крепкие, очень прочные | 2900 |
Доломиты | |
Мягкие, пористые, выветрившиеся, средней прочности | 2700 |
Плотные, прочные | 2800 |
Крепкие, очень прочные | 2900 |
Змеевик (серпентин) | |
Выветрившийся малопрочный | 2400 |
Средней крепости и прочности | 2500 |
Крепкий, прочный | 2600 |
Известняки | |
Мягкие, пористые, выветрившиеся, малопрочные | 1200 |
Мергелистые слабые, средней прочности | 2300 |
Мергелистые плотные, прочные | 2700 |
Крепкие, доломитизированные, прочные | 2900 |
Плотные окварцованные, очень прочные | 3100 |
Кварциты | |
Сланцевые, сильно выветрившиеся, средней прочности | 2500 |
Сланцевые, средне выветрившиеся, прочные | 2600 |
Слабо выветрившиеся, очень прочные | 2700 |
Не выветрившиеся, очень прочные | 2800 |
Не выветрившиеся, мелкозернистые, очень прочные | 3000 |
Конгломераты и брекчии | |
Слабосцементированные, а также из осадочных пород на глинистом цементе, малопрочные | 1900…2100 |
Из осадочных пород на известковом цементе, средней прочности | 2300 |
Из осадочных пород на кремнистом цементе, прочные | 2600 |
С галькой из изверженных пород на известковом и кремнистом цементе, очень прочные | 2900 |
Коренные глубинные породы (граниты, гнейсы, диориты, сиениты, габбро и др.) | |
Крупнозернистые, выветрившиеся и дресвяные, малопрочные | 2500 |
Среднезернистые, выветрившиеся, средней прочности | 2600 |
Мелкозернистые, выветрившиеся, прочные | 2700 |
Крупнозернистые, не затронутые выветриванием, прочные | 2800 |
Среднезернистые, не затронутые выветриванием, очень прочные | 2900 |
Мелкозернистые, не затронутые выветриванием, очень прочные | 3100 |
Микрозернистые, порфировые, не затронутые выветриванием, очень прочные | 3300 |
Коренные излившиеся породы (андезиты, базальты, порфириты, трахтиты и др.) | |
Сильно выветрившиеся, средней прочности | 2600 |
Слабо выветрившиеся, прочные | 2700 |
Со следами выветривания, очень прочные | 2800 |
Без следов выветривания, очень прочные | 3100 |
Не затронутые выветриванием, микроструктурные, очень прочные | 3300 |
Лёсс | |
Мягкопластичный | 1600 |
Тугопластичный с примесью гравия или гальки | 1800 |
Твердый | 1800 |
Мел | |
Мягкий, низкой прочности | 1550 |
Плотный, малопрочный | 1800 |
Мергель | |
Мягкий, рыхлый, низкой прочности | 1900 |
Средний, малопрочный | 2300 |
Плотный средней прочности | 2500 |
Мусор строительный | |
Рыхлый и слежавшийся | 1800 |
Сцементированный | 1900 |
Песок | |
Без примесей | 1600 |
Барханный и дюнный | 1600 |
С примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10% | 1600 |
То же, с примесью более 10% | 1700 |
Песчаник | |
Выветрившийся, малопрочный | 2200 |
На глинистом цементе средней прочности | 2300 |
На известковом цементе, прочный | 2500 |
Плотный, на известковом или железистом цементе, прочный | 2600 |
Кремнистый, очень прочный | 2700 |
На кварцевом цементе, очень прочный | 2700 |
Ракушечники | |
Слабо цементированные, низкой прочности | 1200 |
Сцементированные, малопрочные | 1800 |
Сланцы | |
Выветрившиеся, низкой прочности | 2000 |
Окварцованные, прочные | 2300 |
Песчаные, прочные | 2500 |
Кремнистые, очень прочные | 2600 |
Окремнелые, очень прочные | 2600 |
Слабо выветрившиеся и глинистые | 2600 |
Средней прочности | 2800 |
Солончаки и солонцы | |
Мягкие, пластичные | 1600 |
Твердые | 1800 |
Суглинки | |
Легкие и лёссовидные, мягкопластичные без примесей | 1700 |
То же, с примесью гальки, щебня, гравия или строительного мусора до 10% и тугопластичные без примесей | 1700 |
Легкие и лёссовидные, мягкопластичные с примесью гальки, щебня, гравия, или строительного мусора более 10%, тугопластичные с примесью до 10%, а также тяжелые, полутвердые и твердые без примесей и с примесью до 10% | 1750 |
Тяжелые, полутвердые и твердые с примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора более 10% | 1950 |
Супеси | |
Легкие, пластичные без примесей | 1650 |
Твердые без примесей, а также пластичные и твердые с примесью щебня, гальки, гравия или строительного мусора до 10% | 1650 |
То же, с примесью до 30% | 1800 |
То же, с примесью более 30% | 1850 |
Торф | |
Без древесных корней | 800…1000 |
С древесными корнями толщиной до 30 мм | 850…1050 |
То же, более 30 мм | 900…1200 |
Трепел | |
Слабый, низкой прочности | 1500 |
Плотный, малопрочный | 1770 |
Чернозёмы и каштановые грунты | |
Твердые | 1200 |
Мягкие, пластичные | 1300 |
То же, с корнями кустарника и деревьев | 1300 |
Щебень | |
При размере частиц до 40 мм | 1750 |
При размере частиц до 150 мм | 1950 |
Шлаки | |
Котельные, рыхлые | 700 |
Котельные, слежавшиеся | 700 |
Металлургические невыветрившиеся | 1500 |
Прочие грунты | |
Пемза | 1100 |
Туф | 1100 |
Дресвяной грунт | 1800 |
Опока | 1900 |
Дресва в коренном залегании (элювий) | 2000 |
Гипс | 2200 |
Бокситы плотные, средней прочности | 2600 |
Мрамор прочный | 2700 |
Ангидриты | 2900 |
Кремень очень прочный | 3300 |
Плотность грунтов на практике определяет различными методами. В зависимости от влажности, структуры и механических свойств грунта применяют следующие методы определения плотности:
- режущим кольцом;
- взвешиванием в воде парафинированных образцов;
- взвешиванием в нейтральной жидкости;
- пикнометрические методы.
- Алексеев В. М., Калугин П. И. Физико-механические свойства грунтов и лабораторные методы их определения. Воронеж, гос. арх.-строит. ун-т, 2009 — 89 с.
- ГОСТ 25100-2011 Грунты. Классификация.
- ГОСТ 5180-84 Грунты. Методы лабораторного определения физических характеристик.
- Территориальные единичные расценки на строительные работы ТЕР-2001-01. Земляные работы. — СПб: ГУ «Центр мониторинга и экспертизы цен», 2008 — 293 с.
- Юрик Я. В. Основные характеристики физико-механических свойств грунтов. Таблицы для расчета. Киев: «Будiвельник», 1976 — 216 с.