OKREŚLENIE SPOISTOŚCI, KONSYSTENCJI I STANU.doc

POLITECHNIKA ŁÓDZKA                                            

KATEDRA GEOTECHNIKI

I BUDOWLI INŻYNIERSKICH

ĆWICZENIE 1

OKREŚLENIE SPOISTOŚCI, KONSYSTENCJI I STANU

GRUNTU SPOISTEGO

Gęstością objętościową (ρ) gruntu nazywa się stosunek masy próbki gruntu (w stanie naturalnym) do jej objętości. Wyznacza się ją ze wzoru:

gdzie:

ρ - gęstość objętościowa [t/m3, g/cm3],
mm - masa próbki gruntu w stanie naturalnym [t, g],
V - objętość badanej próbki gruntu [m3, cm3].

Gęstość objętościowa zależy od składu mineralnego, porowatości i wilgotności gruntów. W zależności od rodzaju gruntu oraz stanu i wielkości próbki, przeznaczonej do badań, przy oznaczaniu gęstości objętościowej gruntu stosuje się jedną z czterech metod:

Pierwsze trzy metody stosuje się przy badaniu gruntów spoistych, drugą i trzecią również dla gruntów skalistych, metodę czwartą - przy badaniu gruntów niespoistych.

Wilgotnością naturalną (wn) nazywamy stosunek masy wody zawartej w danej próbce gruntu w warunkach naturalnych do masy szkieletu gruntowego tej próbki. Wyznaczamy ją wzorami:

gdzie:

wn - wilgotność naturalna [% lub liczba bezwzględna],
mw - masa wody zawarta w próbce [g],
ms - masa szkieletu gruntowego [g].

Masę szkieletu gruntowego uzyskuje się poprzez suszenie próbki w temperaturze 105 - 110oC. Zakładamy, że w tej temperaturze grunt traci całą wodę wolną.

Badanie makroskopowe

Zostały przeprowadzone próby:

- Wałeczkowania po wykonaniu, której wałeczek był pozbawiony połysku i powstały na nim spękania poprzeczne a zawartość ziaren frakcji piaskowej była słabo wyczuwana miedzy palcami;

Z tego wynika, że mamy odczynienia z gliną [G].

-Wykonane były 3 wałeczki, w których liczba niespękanych wałeczkowań wynosiła kolejno 6,6,7 co pozwala nam określić stan gruntu jako plastyczny [pl];

- Wilgotności. Ręka się wilgotna po zetknięciu z gruntem, wiec był to grunt wilgotny;

- Na zawartość CaCO3. Próbka polana kwasem burzyła się intensywnie, i długo [>5] IV klasa zawartości węglanów;

- Grunt posiadał barwę jasnobrązowo-żółta;

Na podstawie wykonanych badań określiliśmy, że próbka gruntu to glina (G).

Oznaczenie wilgotności naturalnej

Wykonanie badania:

Do dwóch, oznaczonych i zwarzonych parowniczek, umieściliśmy próbki gruntu. Napełnione parowniczki zostały zwarzone i umieszczone w suszarce w temp.105-110ºC.

Następnego dnia parowniczki zostały wyjęte z suszarki i ponownie zważone. Wyniki pomiarów zostały umieszczone w tabeli:

Uzyskane wyniki pozwoliły nam obliczyć masę wody w próbce ze wzoru:

mw= mmt- mst

dla par.462;             mw345=97,84g-91,73g=6,11g

dla par.490;             mw335=126,82g-114,83g=11,99g

Z czego mw= 9,05g

oraz masę szkieletu gruntowego ze wzoru:

ms= mst- mt

dla par.345;            ms345=91,73g-67,1g=24,63g

dla par.335;            ms335=114,82g-69,4g=45,42g

Z czego ms= 35,025

Więc możemy je podstawić pod wzór na wilgotność naturalną

Wn = mw / ms *100%

Wn=25,83%

Oznaczanie granicy plastyczności

Wykonanie badania:

Po zważeniu 2 parowniczek, z jednolitego gruntu formowaliśmy 3mm wałeczki z kulek o średnicy 7.0 mm . wałeczkowania było powtarzane do momentu że wałeczek o grubości 3 mm pękał lub złapany za jeden koniec łamał się lub rozpadał na kilka kawałków. Spękane wałeczki były umieszczane pod przykryciem aż w parowniczkach nie znalazło się 5-7g gruntu. Po zwarzeniu przykrycie można było zdjąć. Parowniczki z próbkami wylądowały w suszarce w temp 105-110ºC. Wysuszone próbki zostały ponownie zważone wyniki pomiarów zostały umieszczone w tabeli

Obliczamy wilgotność wałeczków znajdujących się w parowniczkach ze wzoru:

z czego wynika że:

dla parowniczki 419    w419 =18,16%

a dla parowniczki 429  w429=15,1%

Granicę plastyczności stanowi średnia arytmetyczna obu oznaczeń wilgotności stąd:

Wp=16,63%

Oznaczanie naturalnej gęstości objętościowej metodą pierścienia tnącego

Wykonanie badania:

Po uprzednim zważeniu i wykonaniu niezbędnych pomiarów pierścienia, został on wciśnięty w grunt. Powierzchnie gruntu o nienaruszonej strukturze wyrównałyśmy nożem i z zewnątrz oczyściłyśmy go z gruntu, a grunt wewnątrz wyrównałyśmy równo z krawędziami oraz zwarzyłyśmy ze znajdującą się w nim próbką gruntu. Wyniki pomiarów zostały umieszczone w tabeli.

r =

ms=[(mpg1-mp)+(mpg2-mp)]÷2=[(51,137-31,55)+(50,99-31,55)/2=19,5135 g

Va=Π(0,5dśr)2h=10,18 cm3

Z czego wynika

ρ=1,917[g/cm3]

Wnioski:

Na podstawie wyników wyżej opisanych badań jesteśmy w stanie stwierdzić iż badany grunt to glina o wilgotności naturalnej wn=25,83%, granicy plastyczności wp=16,63% oraz gęstości objętościowej ρ=1,917[g/cm3].Tego rodzaju badania umożliwiają lepsze zapoznanie się ze strukturą podłoża, na którym w przyszłości może powstać budowla.