В настоящее время известны следующие способы определения плотности грунта:
1. Режущих колец (грунтоносов) и способ лунок;
2. Динамического зондирования;
3. Поглощения радиоактивных излучений;
4. Ультразвуковой;
5. Геодезический;
6. Электроемкостный;
7. Оценки уплотнения по сопротивлению качению.
Метод режущих колец заключается в следующем: специальные металлические цилиндры при помощи простейших приспособлений (направляющие и рычаг) погружаются в исследуемый грунт, не нарушая структуры последнего, затем определяется объемный вес взятой пробы и влажность грунта. При этом плотность грунта определяется по формуле:
где δ — объемный вес скелета грунта;
γ — объемный вес взятой пробы;
w — весовая влажность.
Весовая влажность грунта определяется путем высушивания взятой пробы в термостате до постоянного веса и подсчитывается по формуле:
Если в грунт включены крупные фракции, содержащие гравелистые частицы, щебень, мерзлые комья, а также при возведении насыпей из каменных материалов, плотность грунта определяется методом лунок, которые засыпаются сухим песком. Согласно инструкции по определению требуемой плотности и контролю за уплотнением земляного полотна лесовозных автомобильных дорог, песок для засыпки должен иметь фракции, проходящие через сито с отверстиями 2 мм, и не содержать пылеватых и глинистых частиц. Кроме того, песок должен быть промыт и высушен.
Для отбора проб методом лунок на уплотненном слое выравнивают небольшую площадку и выкапывают лунку объемом примерно 3–5 л. Грунт из лунки тщательно собирают и взвешивают на 10–20 кг весах с точностью до 5 г. Объем лунки определяют следующим образом: над лункой устанавливают двойную жестяную воронку с диаметром 25 см (рис. 1). В лунку и нижнюю воронку через верхнюю воронку насыпают сухой песок. Объем засыпанного песка измеряют мерными стеклянными цилиндрами емкостью 0,1–10 л с точностью до 5 см3. Вычитая из общего объема песка объем» находящийся в воронке, получают объем песка в лунке, т. е. объем лунки. Разделив вес грунта, извлеченного из лунки, на его объем, определяют объемный вес влажного грунта.